[发明专利]一种金刚石热沉GaN基异侧电极LED制作方法

摘要

本发明公开了一种金刚石热沉GaN基异侧电极LED制作方法，先在蓝宝石衬底上MOCVD生长GaN基LED外延材料；再ICP刻蚀蓝宝石衬底GaN基LED外延材料，进行器件隔离；再对蓝宝石衬底GaN基LED外延材料表面磁控溅射p型接触金属、反射金属和键合金属；再对金刚石热沉衬底表面磁控溅射键合金属；再将蓝宝石衬底GaN基LED外延材料和金刚石热沉衬底进行金属键合；再采用激光剥离技术对蓝宝石衬底进行剥离；最后磁控溅射n型接触金属。本发明采用高热导率的金刚石做热沉，LED阳极金属与金刚石金属键合接触，散热优势明显；所述LED阳极金属与金刚石低温下金属键合，有效避免了传统的高温键合对LED性能的影响；所述蓝宝石衬底激光剥离过程中，工艺简单。

主权项

1.一种金刚石热沉GaN基异侧电极LED制作方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在蓝宝石衬底上MOCVD生长GaN基LED外延材料；S11：分别用丙酮和去离子水各超声2～3分钟对所述蓝宝石衬底进行清洗；S12：将所述蓝宝石衬底在900～1000℃的H2气氛下进行烘烤；S13：以三甲基镓和氨气分别作为Ga源和N源，N2和H2作为载气，在530～580℃下采用MOCVD技术在蓝宝石衬底上低温生长50nm的GaN成核层；S14：以SiH4为n型掺杂剂，三甲基镓TMGa和氨气NH3为Ga源和N源MOCVD生长n‑GaN层，掺杂浓度2×1017～1×1018cm‑3；S15：以三甲基镓TMGa，三甲基铟TMIn和氨气NH3分别作为Ga源、In源和N源，N2和H2作为载气MOCVD交替生长GaN/InGaN多量子阱；S16：以CP2Mg为p型掺杂剂，三甲基镓TMGa和氨气NH3为Ga源和N源MOCVD生长p‑GaN层，掺杂浓度5×1016～2×1017cm‑3，850℃退火；S17：最后PECVD淀积SiO2，厚度1.5μm；S2：ICP刻蚀步骤S1所述蓝宝石衬底GaN基LED外延材料，进行器件隔离；S21：SiO2光刻、刻蚀，形成隔离刻蚀掩膜图样，单元大小为1mm×1mm；S22：隔离槽ICP干法刻蚀，刻蚀气体采用He:Cl2:BCl3＝10:45:15sccm的混合气体；S23：PECVD淀积SiO2侧墙；S3：对步骤S2所述蓝宝石衬底GaN基LED外延材料表面磁控溅射p型接触金属、反射金属和键合金属；分别用三氯化碳、四氯乙烯、丙酮、乙醇、去离子水超声清洗所述蓝宝石衬底GaN基LED外延材料各2～3分钟，氮气吹干，再在p‑GaN表面依次磁控溅射Ni/Au/Al/Ag，厚度依次为50nm/120nm/0.3μm/1μm，850～900℃退火15min；S4：对金刚石热沉衬底表面磁控溅射键合金属；先对所述金刚石热沉衬底表面进行抛光、平整化处理；再用丙酮、乙醇、去离子水超声清洗所述金刚石，抛光面磁控溅射Au键合金属，厚度2μm；S5：将步骤S3所述蓝宝石衬底GaN基LED外延材料和步骤S4所述金刚石热沉衬底进行金属键合；键合时间30min，键合温度250～300℃，施加压力300N，键合所述金刚石热沉衬底与所述宝石衬底GaN基LED外延材料；S6：采用激光剥离技术对步骤S5所述蓝宝石衬底进行剥离；S7：对步骤S6所述蓝宝石衬底进行磁控溅射n型接触金属；S71：用KOH：乙二醇＝5:3溶液移除GaN缓冲层，漏出n‑GaN层；S72：所述n‑GaN层表面PECVD淀积SiO2，厚度1.5μm；S73：对所述SiO2光刻、刻蚀，形成n型电极图样；S74：依次磁控溅射Cr/Au型电极金属，厚度依次为50nm/300nm，保持550℃退火30min；S75：最后划片封装。