[发明专利]一种倒装结构芯片的制作方法

说明书

本发明公开了一种倒装结构芯片的制作方法，采用钨钼铜合金（WMoCu）作为衬底依次外延生长u‑GaN层、n‑AlGaN层、多量子阱层以及p‑GaN层或p‑AlGaN层；去除部分区域的p‑GaN层或p‑AlGaN层以及多量子阱层和部分n‑AlGaN层；在n‑AlGaN层上制作n型欧姆接触金属；去除n‑AlGaN层上的n型欧姆接触金属；在p‑GaN层或p‑AlGaN层上制作p型欧姆接触层；在p型欧姆接触层上制作金属阻挡层；在n‑AlGaN层上光刻出欧姆接触部分，生长n型欧姆接触层；通过后续加工制得。本发明将传统的蓝宝石衬底用钨钼铜合金替换，不仅降低生产成本且简化了加工工艺；明显改善p型欧姆接触和n型欧姆接触特性，提高p面欧姆接触金属粘附性，降低芯片电压，提高芯片稳定性，提高生产率。

技术领域

本发明属于芯片制作技术领域，具体涉及一种倒装结构芯片的制作方法。

背景技术

传统的正装结构LED(发光二极管)芯片，P型GaN掺杂困难导致空穴载流子浓度低下和不易长厚而导致电流不易扩散，当前普遍采用在P型GaN表面制备超薄金属薄膜或ITO薄膜的方法使电流得均匀扩散。但是金属薄膜电极层要吸收部分光降低出光效率，如果将其厚度减薄反过来又限制电流扩散层在P型GaN层表面实现均匀和可靠的电流扩散。ITO透光率虽然高达90％，但电导率却不及金属，电流的扩散效果亦有限。而且这种结构的电极和引线做到出光面，工作时会挡住部分光线。因此，这种P型接触结构制约了LED芯片的工作电流大小。另一方面，这种结构的PN结热量通过蓝宝石衬底导出，鉴于蓝宝石的导热系数很低，对大尺寸的功率型芯片来说导热路径较长，这种LED芯片的热阻较大，工作电流也受到限制。

虽然紫外市场被看好，但紫外LED特别是波长小于365nm的紫外LED技术门槛很高。GaN材料对于波长小于365nm的光存在吸收问题，所以对于波长小于365nm的紫外LED，其n型半导体不能为GaN材料，一般采用AlGaN材料。n-AlGaN的欧姆接触需要高温才能形成（一般退火温度要大于等于550℃）。对于垂直结构/倒装结构的芯片，p面的欧姆接触通常采用Ag基、Al基反射欧姆接触层，比较难形成且不稳定。n-AlGaN高温退火形成欧姆接触的过程会破坏p面的欧姆接触，通常工艺中采用先制作n型欧姆接触层，再制作p型欧姆接触层来避免p面欧姆接触被破坏的问题。但是，采用先制作n型欧姆接触层，再制作p型欧姆接触层也会带来新的问题：比如p型欧姆接触退火过程破坏n型欧姆接触，以及采用剥离方法制作p型欧姆接触层（先制作n型欧姆接触再制作p型欧姆接触，p型欧姆接触层只能采用剥离工艺制作）引入的粘附性问题等等。

发明内容

本发明提供了一种倒装结构紫芯片的制作方法，解决了上述问题，提供了一种衬底为钨钼铜合金降低成本且明显改善p型欧姆接触和n型欧姆接触特性，提高p面欧姆接触金属粘附性，降低芯片电压，提高芯片稳定性，提高生产率的倒装结构芯片的制作方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种倒装结构芯片的制作方法，包括以下步骤：

S1、以钨钼铜合金（WmoCu）作为衬底层，在钨钼铜衬底层上外延生长AlN缓冲层，然后依次生长u-GaN层、n-AlGaN层、多量子阱层以及p-GaN层或p- AlGaN层；

S2、通过光刻和干法刻蚀去除部分区域的p-GaN层或p-AlGaN层，以及多量子阱层和部分n-AlGaN层，露出n-AlGaN层表面；

S3、通过剥离的方法在n-AlGaN层表面上制作n型欧姆接触金属，并高温退火；

S4、腐蚀去除n-AlGaN层上的n型欧姆接触金属；

S5、在p-GaN层或p-AlGaN层的表面上制作一层p型欧姆接触层，并在400℃～550℃下退火80s～220s，该p型欧姆接触层也为反射镜层；

S6、在p型欧姆接触层的表面制作一层能够包覆该p型欧姆接触层的金属阻挡层；