[发明专利]一种垂直结构LED芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种垂直结构LED芯片，其特征在于，从下往上依次包括衬底层、粘结层、键合层、保护层、反射层、p-GaN层、InGaN/GaN多量子阱层、n-GaN层、钝化层和N电极；其中，反射层包括金属反射层和绝缘反射层，金属反射层的底面与保护层的上面连接，绝缘反射层设置在金属反射层的两端且与保护层连接；所述金属反射层为Ag、Ti和Ni中的至少一种，所述绝缘反射层为SiO₂、Si₃N₄、TiO₂、Ti₃O₅中的一种或几种。

2.如权利要求1所述的垂直结构LED芯片，其特征在于，所述粘结层为Cr、Ti、Ni、Al、Pt和Au中的一种或几种，粘结层的总厚度为10nm～1000nm。

3.如权利要求1所述的垂直结构LED芯片，其特征在于，所述绝缘反射层的层数为15～45层，绝缘反射层的总厚度为0.5～4um。

4.如权利要求1所述的垂直结构LED芯片，其特征在于，所述衬底层的材料为硅或碳化硅。

5.如权利要求1所述的垂直结构LED芯片，其特征在于，所述键合层为AuSn、NiSn、CuSn和AuSi中的至少一种，键合层的总厚度为1000～9000nm。

6.如权利要求1所述的垂直结构LED芯片，其特征在于，所述N电极的金属为Ti、Cr、Ni、Al、Pt和Au中的一种或几种，N电极的总厚度为500nm～5000nm。

7.如权利要求1-6任一所述的垂直结构LED芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在衬底层上生长n-GaN层、InGaN/GaN多量子阱层和p-GaN层，形成LED外延片；

2)在步骤1)所得的LED外延片上，制作出Mark点，并在外延片上刻蚀；

3)在步骤2)所得的LED外延片上制作金属反射层；

4)在步骤3)所得的金属反射层上制备出绝缘反射层，再腐蚀绝缘反射层，露出金属反射层；

5)在步骤4)所得的LED外延片上制作保护层和键合层；

6)在另一片衬底层上制作粘结层；

7)将步骤5)所得的键合层和步骤6)所得的粘结层对准键合；

8)剥离步骤7)所得外延片的原衬底层；

9)对步骤8)所得的LED外延片进行粗糙化处理；

10)在经步骤9)处理的LED外延片上制作出LED图案，再对LED图案进行刻蚀，得到LED发光面芯片；

11)在步骤10)所得的LED发光面芯片沉积钝化层，再使用光刻工艺在芯片上制作出电极图案，再制作N电极，得到垂直结构LED芯片。

8.如权利要求7所述的垂直结构LED芯片的制备方法，其特征在于，步骤4)中，所述绝缘反射层采用离子蒸镀的方法沉积在金属反射层上，蒸镀温度为100～200℃，沉积厚度为0.5um～4um。

9.如权利要求7所述的垂直结构LED芯片的制备方法，其特征在于，步骤8)中，剥离衬底层的方法为：先进行研磨，再化学腐蚀，最后采用电感耦合等离子刻蚀的方法。

10.如权利要求7所述的垂直结构LED芯片的制备方法，其特征在于，步骤9)中，使用热的碱性溶液或碱的熔融物对剥离衬底层的芯片进行粗糙化处理；步骤10)中，采用热的酸性溶液或酸的熔融物进行刻蚀。