[发明专利]一种Si基垂直LED芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种Si基垂直LED芯片，其特征在于，从下往上依次包括第一衬底层、n-GaN层、多量子阱层、p-GaN层、反射层、电流阻挡层、键合层、键合金属层和第二衬底层；其中，键合金属层为厚度比为0.15～0.2：1的Ni和Sn。

2.如权利要求1所述的Si基垂直LED芯片，其特征在于，在第二衬底层上键合的Ni的厚度为10nm～800nm。

3.如权利要求1所述的Si基垂直LED芯片，其特征在于，所述第二衬底层的背面还设有金属背板，金属背板上加镀有厚度范围为100nm～2000nm的Ni。

4.如权利要求3所述的Si基垂直LED芯片，其特征在于，所述金属背板为Si板。

5.如权利要求1所述的Si基垂直LED芯片，其特征在于，所述反射层为Cr、Ti、Ni、Ag、Pt和Au中的一种或几种。

6.如权利要求1-5任一所述的Si基垂直LED芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在第一衬底层的正面上依次生长n-GaN层、多量子阱层和p-GaN层，形成LED外延片；

2)在步骤1)所得的LED外延片上的p-GaN层上蒸镀反射层金属，得到反射层，p-GaN层与反射层相互形成欧姆接触，然后再依次制作电流阻挡层和键合层，得到LED外延结构；

3)在第二衬底层上沉积Ni和Sn形成键合金属层，形成基板，并将基板上的键合金属层与步骤2)的LED外延结构的键合层键合，得到LED垂直芯片衬底；

4)将步骤3)所得的LED垂直芯片衬底的第一衬底层磨削至600um初次减薄，第二衬底层减薄至200um以下，固定LED芯片的贴膜方向，在LED芯片上磨削出于晶格方向平行的磨痕，得到LED晶片；

5)对步骤4)磨削后的LED晶片的第二衬底层进行抛光后，放入水槽冲洗，甩干；

6)在步骤5)已经清洗干燥后的led晶片的第二衬底层上蒸镀背金金属，得到Si基垂直LED芯片。

7.如权利要求6所述的Si基垂直LED芯片的制备方法，其特征在于，步骤4)中，先设置蓝膜贴片方向为15～45°，然后沿着LED芯片晶格方向研磨，使得磨痕与LED芯片的平边平行，夹角为150～180°。

8.如权利要求6所述的Si基垂直LED芯片的制备方法，其特征在于，步骤5)中，进行两次抛光步骤，第一次抛光选用体积比为1：1～5：5的HF、HNO₃和CH₃CHOOH的抛光液，抛光时间为3～5min；第二次抛光选用体积比为1：0.2～0.5：5的HF、HNO₃和CH₃CHOOH的抛光液，抛光时间为2～5min。