[发明专利]一种垂直结构深紫外LED芯片的制造方法

权利要求书

1.一种垂直结构深紫外LED芯片的制造方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1.在蓝宝石衬底(1)上生长外延层，形成LED外延片，所述外延层自下而上包括:AlN层(2)，AlGaN层(3)，Si掺杂n-AlGaN层(4)，n-AlGaN层(5)，AlGaN/AlGaN多量子阱有源层(6)，电子阻挡层(7)，Mg掺杂p-AlGaN层(8)，p-GaN欧姆接触层(9)；

S2.清洗步骤S1所得LED外延片，在LED外延片的p-GaN欧姆接触层(9)上表面利用激光直写工艺将所述p-GaN欧姆接触层(9)加工为网格状结构；

S3.在S2所得网格状结构的p-GaN欧姆接触层(9)上表面沉积Ni/Al p电极导电层(10)；

S4.在S3所得Ni/Al p电极导电层(10)上刻蚀n型通孔阵列(11)，所述n型通孔深度直至n-AlGaN层(5)；

S5.在S3所得Ni/Al p电极导电层(10)上刻蚀沟槽阵列(12)，所述沟槽是侧面为等腰梯形的梯形体，上宽下窄，位于两个所述n型通孔之间且与两个所述n型通孔距离相等，每六条所述沟槽以所述n型通孔为中心环绕成正六边形，整体顶视图呈蜂窝状结构，所述沟槽深度直至n-AlGaN层(5)；

S6.在沟槽内和上方、Ni/Al p电极导电层(10)上表面以及n型通孔内和上方沉积整层SiO₂绝缘层(13)，再在所述SiO₂绝缘层(13)上表面n型通孔对应位置刻蚀n型接触孔阵列(14)，所述n型接触孔与所述n型通孔为同圆心，直径比所述n型通孔小，刻蚀深度直至所述n-AlGaN层(5)；

S7.在S6所得SiO₂绝缘层(13)上表面刻蚀内反射器沟槽阵列(15)，所述内反射器沟槽嵌入在S5得到的所述沟槽内，所述内反射器沟槽侧壁和底部分别与所述沟槽侧壁和底部平行，以所述SiO₂绝缘层(13)隔开，所述反射器沟槽深度直至所述n-AlGaN层(5)；

S8.在S7所得内反射器沟槽壁表面沉积金属Al(16)作为反射镜，然后在S7剩余的所述SiO₂绝缘层(13)上表面和所述内反射器沟槽阵列(15)内和上方继续沉积整层SiO₂绝缘层；

S9.在S8所得SiO₂绝缘层上和n型接触孔内沉积n电极金属层(17)，所述n电极金属层(17)与n-AlGaN层(5)直接接触，形成深紫外LED芯片基片；

S10.将S9所得深紫外LED芯片基片键合到载体晶圆(18)上，然后剥离去除蓝宝石衬底(1)、AlN层(2)和AlGaN层(3)，暴露出Si掺杂n-AlGaN层(4)；

S11.使用HCl溶液清洗S10得到的深紫外LED芯片基片，除去剥离过程中的金属残留物，再对Si掺杂n-AlGaN层(4)进行表面粗化；

S12.在粗化后的Si掺杂n-AlGaN层上进行p电极孔(19)的刻蚀，p电极孔(19)深度直至Ni/Al p电极导电层(10)；

S13.在p电极孔(19)内沉积p电极(20)即得深紫外LED芯片。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，S2中，所述网格状结构是线宽为1.1～1.2μm，边长为7～8μm的矩形阵列。

3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述S2中激光功率为180～220μj/mm²，激光直写扫描速度为180～220mm/s。

4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述S4中n型通孔阵列(11)中n型通孔直径为2.6～2.8μm，所述S6中n型接触孔阵列(14)中n型接触孔直径2.1～2.3μm，相邻的所述n型通孔圆心间距6～7μm。

5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述S5中，梯形体的侧面与底面的夹角为25-35°，等腰梯形侧面的下窄边宽小于1μm。