[发明专利]一种嵌入式电极结构LED器件及其制备方法

权利要求书

1.一种嵌入式电极结构LED器件，其特征在于，所述器件包括从下到上依次排列的第二硅衬底、键合层、第一钝化层、金属层、反射镜层、p-GaN层、AlGaN电子阻挡层、InGaN/GaN多量子阱层、n-GaN层和第二钝化层；LED器件的p电极与n电极以嵌入式电极的形式均匀分布在器件内部的孔状结构中，p电极与n电极的pad引出电极位于器件出光面的背面。

2.一种嵌入式电极结构LED器件，其特征在于，所述孔状结构与p电极间设有第一钝化层；孔状结构与n电极间设有第三钝化层。

3.一种嵌入式电极结构LED器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在第一硅衬底上制备LED外延结构，第一硅衬底上依次生长AlN/GaN缓冲层、n-GaN层、InGaN/GaN多量子阱层、AlGaN电子阻挡层，p-GaN层；

步骤2：在p-GaN层的表面上沉积反射镜层；经光刻、显影，使用ICP刻蚀形成所需要的反射镜层图形；

步骤3：采用光刻在被刻蚀掉的银反射层的区域形成一层负胶，采用电子束蒸发的方式沉积金属层；

步骤4：光刻胶剥离，除去光刻胶及其上方的金属层，形成若干个孔状结构；

步骤5：通过光刻、ICP刻蚀，去除孔状结构下方p-GaN层、InGaN/GaN多量子阱层直至暴露出n-GaN层；

步骤6：在步骤5中形成的孔状结构中沉积n电极；

步骤7：在孔状结构的n电极上沉积第一键合层；

步骤8：制备表面上沉积有第二键合层的第二硅衬底，将第二键合层与第一键合层通过键合机键合，形成键合层；键合后去除第一硅衬底和AlN/GaN缓冲层，暴露出n-GaN层；

步骤9：通过光刻、BOE湿法腐蚀、ICP刻蚀方式在第二硅衬底区域上暴露出p-GaN层，形成孔状结构；

步骤10：在步骤9形成的孔状结构中沉积p电极，并引出p电极的pad层；

步骤11：通过光刻、BOE湿法腐蚀、ICP刻蚀方式去除n电极下方的键合层和第二硅衬底，并引出n电极的pad层；

步骤12：将n电极与p电极分别与电极金属层焊接连接。

4.根据权利要求3所述的嵌入式电极结构LED器件的制备方法，其特征在于，步骤6中沉积n电极具体包括：

步骤6.1：在步骤5中形成的孔状结构中和金属层表面生长第一钝化层；

步骤6.2：对第一钝化层进行ICP刻蚀，直至暴露出n-GaN层；

步骤6.3：采用电子束蒸发方式在步骤6.2中所刻蚀的区域沉积n电极。

5.根据权利要求3所述的嵌入式电极结构LED器件的制备方法，其特征在于，在步骤9刻蚀前，在步骤8中暴露的n-GaN层表面沉积第二钝化层。

6.根据权利要求3所述的嵌入式电极结构LED器件的制备方法，其特征在于，步骤10中沉积p电极具体包括：

步骤10.1：在步骤9形成的孔状结构中沉积第三钝化层；

步骤10.2：对第三钝化层进行光刻、ICP刻蚀，直至暴露出p-GaN层；

步骤10.3：电子束蒸发的方法在步骤10.2所刻蚀的区域沉积p电极。

7.根据权利要求3~6任意一项所述的嵌入式电极结构LED器件的制备方法，其特征在于，AlN/GaN缓冲层厚度为200nm；n-GaN层的厚度为2~3μm； InGaN/GaN多量子阱层的厚度为100~200nm；AlGaN电子阻挡层的厚度为200nm，p-GaN层的厚度为200~250nm。

8.根据权利要求3~6任意一项所述的嵌入式电极结构LED器件的制备方法，其特征在于，所述反射镜层的厚度为200~250nm。

9.根据权利要求3~6任意一项所述的嵌入式电极结构LED器件的制备方法，其特征在于，步骤8中键合温度为250~300℃，键合压力为4000~5000mbar，键合时间为30~60min。

10.根据权利要求3~6任意一项所述的嵌入式电极结构LED器件的制备方法，其特征在于，所述n电极为包括Cr、Al、Ti、Au组成的多元合金；所述p电极为包括Cr、Al、Ti、Au组成的多元合金。