一種新型垂直結(jié)構(gòu)芯片的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種新型垂直結(jié)構(gòu)芯片，該垂直結(jié)構(gòu)芯片由中心區(qū)域、邊緣區(qū)域以及溝槽區(qū)域構(gòu)成，其中，中心區(qū)域從下到上依次包括：目標(biāo)襯底、第一P面金屬層、P型GaN層、活性層、N型GaN層以及N電極；邊緣區(qū)域從下到上依次包括：目標(biāo)襯底、第二P面金屬層、絕緣層、N型GaN層以及N電極；溝槽區(qū)域從下到上依次包括：目標(biāo)襯底、第二P面金屬層；絕緣層位于邊緣區(qū)域中的N型GaN層和第二P面金屬層之間、以及位于中心區(qū)域中的P型GaN層和活性層的側(cè)壁；N電極位于N型GaN層的表面、以及位于N型GaN層的側(cè)壁。其在N型GaN層的側(cè)壁，該區(qū)域的N電極能夠增強(qiáng)電流擴(kuò)展，使電流能夠更加均勻地從芯片四周注入，提高了發(fā)光效率。
【專利說明】
一種新型垂直結(jié)構(gòu)芯片
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型垂直結(jié)構(gòu)芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球極端氣候的頻繁發(fā)生，照明領(lǐng)域也正進(jìn)入一次大的變革。LED(LightEmitting D1de，發(fā)光二極管)作為第三代的固態(tài)照明技術(shù)，正被大家高度關(guān)注;但是隨著技術(shù)的發(fā)展，成熟的現(xiàn)有工藝正面臨著巨大的挑戰(zhàn)。由LED芯片在照明領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，對(duì)LED芯片的發(fā)光效率和發(fā)光形貌要求與日倶增。
[0003]垂直結(jié)構(gòu)芯片作為一種主流的芯片結(jié)構(gòu)，在照明領(lǐng)域的得到廣泛的應(yīng)用。然而，首先，盡管其電流分布和發(fā)光均勻性相對(duì)其他傳統(tǒng)的水平和倒裝結(jié)構(gòu)有很大提高，但并不是完美的。主要原因是在設(shè)計(jì)N電極時(shí)，我們期望通過降低導(dǎo)電電阻和接觸電阻來增強(qiáng)電流分布的均勻性和降低電壓，以提高發(fā)光效率。這其中除了設(shè)計(jì)合理的N電極圖形外，加寬和加厚Finger線的設(shè)計(jì)成為必然選擇。然而在芯片表面制作寬的Finger線卻會(huì)遮擋出光，犧牲掉有效的發(fā)光面積，降低出光效率。厚的Finger線設(shè)計(jì)可以降低導(dǎo)電電阻，增強(qiáng)電流分布均勻，卻增大了芯片制作成本。另外，盡管垂直薄膜結(jié)構(gòu)芯片的發(fā)光形貌，相對(duì)于傳統(tǒng)水平結(jié)構(gòu)和倒裝結(jié)構(gòu)芯片有很大提高，但由于半導(dǎo)體發(fā)光材料本身存在一定的厚度，因此，傳統(tǒng)垂直芯片并非真正意義的單面出光。目前的熒光粉涂覆技術(shù)不可能保證涂覆后，側(cè)面出光質(zhì)量與正面出光質(zhì)量一致，導(dǎo)致不可避免地在芯片四周有黃斑或者藍(lán)光溢出。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)以上問題，本實(shí)用新型旨在提供一種新型垂直結(jié)構(gòu)芯片，其在LED芯片的側(cè)面和溝槽區(qū)域制備N電極，該區(qū)域的N電極能夠增強(qiáng)電流擴(kuò)展，使電流能夠更加均勻地從芯片四周注入，提高了發(fā)光效率。另外，芯片側(cè)面的N電極可以起到反光的作用，在增強(qiáng)電流擴(kuò)展的同時(shí)，將側(cè)面出的光轉(zhuǎn)化為正面出光，使芯片成為真正意義的單面出光芯片。
[0005]本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下:
[0006]—種新型垂直結(jié)構(gòu)芯片，由中心區(qū)域、位于所述中心區(qū)域四周的邊緣區(qū)域以及位于所述邊緣區(qū)域四周的溝槽區(qū)域構(gòu)成，其中，
[0007]所述中心區(qū)域從下到上依次包括:目標(biāo)襯底、第一P面金屬層、P型GaN層、活性層、N型GaN層以及N電極;所述邊緣區(qū)域從下到上依次包括:目標(biāo)襯底、第二P面金屬層、絕緣層、N型GaN層以及N電極;所述溝槽區(qū)域從下到上依次包括:目標(biāo)襯底、第二P面金屬層；
[0008]所述絕緣層位于所述邊緣區(qū)域中的N型GaN層和第二P面金屬層之間、以及位于所述中心區(qū)域中的P型GaN層和活性層的側(cè)壁；
[0009]所述N電極位于所述N型GaN層的表面、以及位于所述N型GaN層的側(cè)壁。
[0010]在本技術(shù)方案中，這里我們將垂直結(jié)構(gòu)芯片分成三個(gè)區(qū)域，位于芯片中間的中心區(qū)域、位于芯片四周的邊緣區(qū)域以及位于邊緣區(qū)域四周的溝槽區(qū)域，以上我們分別對(duì)三個(gè)區(qū)域的結(jié)構(gòu)做出了描述，要說明的是，由芯片不同區(qū)域的結(jié)構(gòu)不同，我們才做此劃分，三個(gè)區(qū)域中除了結(jié)構(gòu)不同的地方，其他區(qū)域都是相同的，如，目標(biāo)襯底，三個(gè)區(qū)域中的目標(biāo)襯底加起來即為整個(gè)芯片的目標(biāo)襯底等。
[0011]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述溝槽區(qū)域中還包括位于所述第二P面金屬層表面的絕緣層、以及位于所述絕緣層表面的N電極。
[0012]在本技術(shù)方案中，所述溝槽區(qū)域N電極的大小為保證不影響切割前提下，盡可能地多地覆蓋溝槽區(qū)域內(nèi)的絕緣層。即溝槽區(qū)域中的N電極可以不完全覆蓋溝槽區(qū)域，為了切割等目的的需要，在溝槽中央位置可以不覆蓋，具體尺寸根據(jù)實(shí)際工藝需要選擇。
[0013]我們?cè)趯電極制作在芯片側(cè)面以及溝槽區(qū)域，增大了N電極的截面積，降低了導(dǎo)電電阻，增強(qiáng)電流擴(kuò)展，使得電流分布更加均勻地從芯片四周注入，提高了發(fā)光效率;另外，射向側(cè)面的光會(huì)經(jīng)側(cè)壁的N電極反射回來，將側(cè)面出光轉(zhuǎn)換為正面出光，使得垂直芯片的出光形式成為真正的單面出光，可以避免封裝后器件邊緣出現(xiàn)的黃斑和藍(lán)光溢出問題。
[0014]另外，新型垂直結(jié)構(gòu)芯片還包括一絕緣層，位于邊緣區(qū)域N型GaN層與P面金屬層之間、P型GaN層和活性層的側(cè)壁以及溝槽區(qū)域。該絕緣層的主要作用是減少芯片側(cè)壁漏電的風(fēng)險(xiǎn)，另外通過合理的設(shè)計(jì)可以起到增加正面出光的作用?？梢钥闯?，這里提供的新型垂直結(jié)構(gòu)芯片中P-GaN和活性層不裸露于芯片側(cè)壁，而位于芯片內(nèi)部，避免了在側(cè)壁制作N電極時(shí)帶來的漏電問題。
[0015]進(jìn)一步優(yōu)選地，位于所述N型GaN層表面、N型GaN層的側(cè)壁以及絕緣層表面的N電極相互連接。
[0016]進(jìn)一步優(yōu)選地，位于N型GaN層側(cè)壁及位于絕緣層表面的N電極的材料為金屬材料、有機(jī)材料和無機(jī)材料中的一種或多種。
[0017]在本技術(shù)方案中，P^^GaN層側(cè)壁及位于絕緣層表面的N電極的材料可以與N型GaN層表面的N電極材料相同，也可以選擇由單種或多種材料組合成的高反射率和高電導(dǎo)率材料。無論N型GaN層側(cè)壁及位于絕緣層表面的N電極的材料如何選擇，最終的目的都是增加N型GaN層側(cè)壁N電極的反射率，以及增加垂直結(jié)構(gòu)芯片中N型GaN層側(cè)壁和溝槽區(qū)域中的N電極的電導(dǎo)率。
[0018]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述金屬材料為:T1、Al、Pt、Au、Cr中的一種或多種；
[0019]所述無機(jī)材料為:Si0xNy、Tix0y、高阻GaN以及Al2O3中的一種或多種。
[0020]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述第一P面金屬層中包括粘結(jié)層、覆蓋層、金屬反射層；
[0021 ]所述第二P面金屬層中包括粘結(jié)層和覆蓋層，和/或所述第二P面金屬層中還包括金屬反射層。
[0022]進(jìn)一步優(yōu)選地，絕緣層位于所述邊緣區(qū)域中的N型GaN層和第二P面金屬層之間、位于所述中心區(qū)域中的P型GaN層和活性層的側(cè)壁、以及位于所述P型GaN層表面靠近所述邊緣區(qū)域的邊緣處。
[0023]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述覆蓋層和粘結(jié)層的材料為T1、Cu、W、Cr、Pt、N1、In、Sn、Au中的一種或多種;和/或，
[0024]所述金屬反射層的材料為N1、Ag、Al、Cr、Pt中的一種或多種。
[0025]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述絕緣層的材料為Si0xNy、Tix0y、高阻GaN以及Al2O3中的一種或多種；
[0026]和/或，所述目標(biāo)襯底為Cu(銅)、C(碳)、Si (硅)、SiC(碳化硅)、Ge(鍺)、Cu_W合金(銅-金合金)、Mo(鉬)以及Cr(鉻)中的一種或多種形成的導(dǎo)電金屬襯底。
[0027]本實(shí)用新型還提供了一種新型垂直結(jié)構(gòu)芯片的制備方法，該制備方法應(yīng)用于上述新型垂直結(jié)構(gòu)芯片，包括以下步驟:
[0028]SI在外延襯底上依次生長(zhǎng)緩沖層、N型GaN層、活性層以及P型GaN層；
[0029]S2腐蝕所述芯片邊緣區(qū)域的P型GaN層直至暴露所述N型GaN層，且在裸露出來的N型GaN層的表面以及腐蝕之后的活性層和P型GaN層的側(cè)壁生長(zhǎng)絕緣層；
[0030]S3在腐蝕剩下的P型GaN層表面或在腐蝕剩下的P型GaN層表面和絕緣層表面生長(zhǎng)金屬反射層，之后再在金屬反射層和絕緣層表面依次生長(zhǎng)覆蓋層和粘結(jié)層；
[0031]S4將步驟S3中形成的結(jié)構(gòu)通過所述粘結(jié)層與一目標(biāo)襯底粘結(jié)，之后去除所述外延襯底和緩沖層，暴露所述N型GaN層；
[0032]S5腐蝕所述N型GaN層直至所述絕緣層，形成N面溝槽；
[0033]S6在步驟S5中腐蝕剩下的N型GaN層的表面及其側(cè)壁制作N電極，完成所述垂直結(jié)構(gòu)芯片的制備。
[0034]進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟S6中，在步驟S5中腐蝕剩下的N型GaN層的表面及其側(cè)壁制作N電極，以及在所述N面溝槽中絕緣層的表面制作N電極。
[0035]在本技術(shù)方案中，制作在N型GaN層側(cè)壁的N電極和溝槽區(qū)域中的N電極的材料可以與N型GaN層表面的N電極相同，也可以單獨(dú)選用由單種或多種材料組合成的高反射率和高電導(dǎo)率材料。無論材料如何選擇，最終的目的都是增加N型GaN層側(cè)壁N電極的反射率，以及增加N型GaN層側(cè)壁N電極和溝槽區(qū)域N電極的電導(dǎo)率。要注意的是，溝槽區(qū)域的N電極可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整尺寸。
[0036]進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟SI中，所述外延襯底為Si或Al2O3或SiC或GaN;和/或，
[0037]在步驟S2中具體包括:腐蝕所述芯片邊緣區(qū)域的P型GaN層暴露所述N型GaN層之后繼續(xù)腐蝕預(yù)設(shè)厚度的N型GaN層，且在裸露出來的N型GaN層的表面以及腐蝕之后的活性層和P型GaN層的側(cè)壁生長(zhǎng)絕緣層;所述預(yù)設(shè)厚度為0.1?lum。
[0038]進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟S4中具體包括:
[0039]采用共晶的方式將步驟S3中形成的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到目標(biāo)襯底上，所述覆蓋層和粘結(jié)層的材料為N1、I η、Sn、Au中的一種，所述目標(biāo)襯底為Cu、C、S 1、S i C、Ge、Cu-W合金、Mo以及Cr中的一種或多種形成的導(dǎo)電金屬襯底；
[0040]或，采用電鍍的方式將步驟S3中形成的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到目標(biāo)襯底上，所述覆蓋層和粘結(jié)層的材料為T1、Au、Cu、W、Cr、Pt中的一種或多種。
[0041]進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟S5中，所述N面溝槽區(qū)域的寬度小于所述邊緣區(qū)域的寬度。
[0042]本實(shí)用新型提供的新型垂直結(jié)構(gòu)芯片，相對(duì)于現(xiàn)有的垂直結(jié)構(gòu)芯片，其有益效果在于:
[0043]本實(shí)用新型中提供的新型垂直結(jié)構(gòu)芯片，與現(xiàn)有的垂直結(jié)構(gòu)相比，將N電極覆蓋到芯片側(cè)面區(qū)域和溝槽區(qū)域，增大了 Finger線的截面積，減少導(dǎo)電電阻，進(jìn)而增強(qiáng)了電流在芯片內(nèi)的分布均勻性。同時(shí)，芯片側(cè)面的N電極將原本從N型GaN側(cè)壁射出的光轉(zhuǎn)化為正面出光，使垂直芯片成為真正的單面出光芯片。
[0044]另外，在本實(shí)用新型中，在包括了緩沖層、N型GaN層、活性層以及P型GaN層的外延結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)完成了之后，隨即對(duì)P型GaN層進(jìn)行蝕刻直到暴露出N型GaN層，接著在蝕刻掉了 P型GaN層和活性層的N型GaN層表面生長(zhǎng)絕緣層，得到本實(shí)用新型提供的新型垂直結(jié)構(gòu)芯片。相比對(duì)現(xiàn)有的垂直結(jié)構(gòu)芯片，我們?cè)谛酒瑢電極覆蓋到芯片側(cè)面和溝槽區(qū)域外，還將上述芯片的P型GaN層和活性層的側(cè)壁隱藏到芯片內(nèi)部，極大程度上降低了芯片側(cè)邊出現(xiàn)載流子復(fù)合的幾率，大大提高了芯片的可靠性和穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0045]圖1-圖12為本實(shí)用新型提供的新型垂直結(jié)構(gòu)芯片的制備方法的流程示意圖；其中，圖11和12為本實(shí)用新型中制得的新型垂直結(jié)構(gòu)芯片兩種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046]圖中標(biāo)識(shí)說明:
[0047]1-外延襯底，2-N型GaN層，3_P型GaN層+活性層，4_邊緣區(qū)域，5_絕緣層，6_金屬反射層，7-覆蓋層+粘結(jié)層，8-目標(biāo)襯底，9-表面N電極，1-N面溝槽，I1-N型GaN層側(cè)壁N電極和/或溝槽區(qū)域N電極。
【具體實(shí)施方式】
[0048]本實(shí)用新型提供了一種新型垂直結(jié)構(gòu)芯片，在一種實(shí)施方式中，該新型垂直結(jié)構(gòu)芯片包含以下幾個(gè)部分:中心區(qū)域(從下到上依次包括:目標(biāo)襯底8、第一P面金屬層、P型GaN層+活性層3、N型GaN層2以及N電極9);邊緣區(qū)域4(從下到上依次包括:目標(biāo)襯底8、第二P面金屬層、絕緣層5、N型GaN層2以及N電極9);溝槽區(qū)域(從下到上依次包括:目標(biāo)襯底8和第二P面金屬層7)。其中，絕緣層位于邊緣區(qū)域中的N型GaN層和第二P面金屬層之間、以及位于中心區(qū)域中的P型GaN層和活性層的側(cè)壁;N電極位于N型GaN層的表面、以及位于N型GaN層的側(cè)壁。且第一 P面金屬層中包括粘結(jié)+覆蓋層7和金屬反射層6;第二 P面金屬層中包括粘結(jié)層+覆蓋層，和/或第二 P面金屬層中還包括金屬反射層6 ο這樣，將N型GaN層2表面及其側(cè)壁覆蓋N電極，增大了 finger線的截面積，減少導(dǎo)電電阻，使電流在芯片表面分布跟均勻，提高了芯片的出光效率。同時(shí)，將原本從N型GaN側(cè)壁射出的光轉(zhuǎn)化為正面出光，使垂直芯片成為真正的單面出光芯片。
[0049]要說明的是，在本實(shí)用新型中，外延結(jié)構(gòu)包括但不限于以上描述的P型GaN層+活性層3和N型GaN層2，還可以包括為了增加內(nèi)量子和外量子效率等設(shè)計(jì)的其他結(jié)構(gòu)。另外，以上描述的中間區(qū)域、邊緣區(qū)域4和溝槽區(qū)域加起來即為目標(biāo)襯底8的表面區(qū)域，在具體實(shí)施例中，通過干法腐蝕/濕法腐蝕的方式腐蝕P型GaN層+活性層3，其中，P型GaN層+活性層3未被腐蝕的區(qū)域?yàn)橹虚g區(qū)域，腐蝕掉的區(qū)域?yàn)檫吘墔^(qū)域4。這樣該垂直結(jié)構(gòu)芯片在工作的過程中，載流子只在腐蝕后余下的中間區(qū)域(活性層)中復(fù)合，有效降低了載流子在芯片側(cè)面的復(fù)合，從而大大減小了芯片漏電的概率，提高芯片的穩(wěn)定性。
[0050]對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行改進(jìn)得到另一種實(shí)施方式，在本實(shí)施方式中，溝槽區(qū)域中還包括位于第二P面金屬層表面的絕緣層，如圖11所示。對(duì)這一實(shí)施方式進(jìn)一步改進(jìn)，如圖12所示，溝槽區(qū)域中除了包括位于第二 P面金屬層表面的絕緣層，還包括位于絕緣層表面的N電極。更具體來說，位于所述N型GaN層表面、N型GaN層的側(cè)壁以及絕緣層表面的N電極相互連接。
[0051]對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行改進(jìn)得到另一種實(shí)施方式，在本實(shí)施方式中，絕緣層除了位于邊緣區(qū)域中的N型GaN層和第二 P面金屬層之間和位于中心區(qū)域中的P型GaN層和活性層的側(cè)壁之外，還位于P型GaN層表面靠近邊緣區(qū)域的邊緣處(如圖3所示)
[0052]基于上述提供的新型垂直結(jié)構(gòu)芯片的結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型還提供了一種新型垂直結(jié)構(gòu)芯片的制備方法，該制備方法應(yīng)用于上述新型垂直結(jié)構(gòu)芯片。在一種實(shí)施方式中，如圖1?圖11所示，該制備方法具體包括以下步驟:SI在外延襯底I上依次生長(zhǎng)緩沖層、N型GaN層、活性層以及P型GaN層；S2腐蝕芯片邊緣區(qū)域的P型GaN層直至暴露N型GaN層，且在裸露出來的N型GaN層的表面以及腐蝕之后的活性層和P型GaN層的側(cè)壁生長(zhǎng)絕緣層;S3在腐蝕剩下的P型GaN層表面或在腐蝕剩下的P型GaN層表面和絕緣層表面生長(zhǎng)金屬反射層，之后再在金屬反射層和絕緣層表面依次生長(zhǎng)覆蓋層和粘結(jié)層;S4將步驟S3中形成的結(jié)構(gòu)通過粘結(jié)層與一目標(biāo)襯底粘結(jié)，之后去除外延襯底和緩沖層，暴露N型GaN層;S5腐蝕N型GaN層直至絕緣層，形成N面溝槽;S6在步驟S5中腐蝕剩下的N型GaN層的表面及其側(cè)壁制作N電極，完成垂直結(jié)構(gòu)芯片的制備。
[0053]對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行改進(jìn)得到另一種實(shí)施方式，如圖1?10及圖12所示，該制備方法具體包括以下步驟:S1在外延襯底上依次生長(zhǎng)緩沖層、N型GaN層、活性層以及P型GaN層；S2腐蝕芯片邊緣區(qū)域的P型GaN層直至暴露N型GaN層，且在裸露出來的N型GaN層的表面以及腐蝕之后的活性層和P型GaN層的側(cè)壁生長(zhǎng)絕緣層;S3在腐蝕剩下的P型GaN層表面或在腐蝕剩下的P型GaN層表面和絕緣層表面生長(zhǎng)金屬反射層，之后再在金屬反射層和絕緣層表面依次生長(zhǎng)覆蓋層和粘結(jié)層;S4將步驟S3中形成的結(jié)構(gòu)通過粘結(jié)層與一目標(biāo)襯底粘結(jié)，之后去除外延襯底和緩沖層，暴露N型GaN層;S5腐蝕N型GaN層直至絕緣層，形成N面溝槽;S6在步驟S5中腐蝕剩下的N型GaN層的表面及其側(cè)壁制作N電極，以及在所述N面溝槽中絕緣層的表面制作N電極。
[0054]基于以上描述的步驟，在一個(gè)具體的實(shí)施例中:
[0055]首先，選用Si襯底作為外延襯底I，經(jīng)過處理后，在MOCVD(金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉淀)中先后生長(zhǎng)緩沖層、N型GaN層2、P型GaN層+活性層3得到如圖1所示的外延結(jié)構(gòu)。在其他實(shí)施例中，外延襯底I還可以選用其他襯底，如Al203、SiC、GaN等襯底，在此不做限定。
[0056]隨后，使用干法腐蝕或濕法腐蝕的方法腐蝕P型GaN層直到暴露N型GaN層2，形成P面溝槽(即邊緣區(qū)域4)，如圖2所示。要注意的是，為了保障發(fā)光效率，腐蝕出的邊緣區(qū)域4不能過大，但是應(yīng)該保證P型GaN層與芯片邊緣有足夠的距離，以免載流子在側(cè)邊進(jìn)行復(fù)合。在其他實(shí)施例中，在腐蝕的過程中，暴露出了N型GaN層之后還繼續(xù)腐蝕一定厚度的N型GaN層再停止，腐蝕N型GaN層的厚度范圍為0.1?lum，可以根據(jù)實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)闹怠?br>[0057]如圖3所示，腐蝕外延層得到了邊緣區(qū)域4之后，隨即在該邊緣區(qū)域4上以及腐蝕出來的P型GaN層+活性層3的側(cè)壁生長(zhǎng)S12絕緣層5。要注意的是，從圖中可以看出，在本實(shí)施例中，為了最大程度的防止載流子的表面復(fù)合，以及工藝的原因，不僅在邊緣區(qū)域4以及腐蝕暴露出來的N型GaN層2表面形成了絕緣層5，在部分未被腐蝕的P型GaN層的表面也生長(zhǎng)部分絕緣層5。另外，在其他實(shí)施例中，絕緣層5也可以采用其他材料，如，使用SiNxOY和TixOy復(fù)合結(jié)構(gòu)，通過優(yōu)化層數(shù)和厚度達(dá)到形成DBR(Distributed Bragg Reflector，分布式布拉格反射)反射鏡的目的以增加出光。
[0058]如圖4所示，絕緣層5制備好了之后，隨即采用蒸鍍工藝在P型GaN層表面沉積一層材料為Ag的金屬反射層6。在其他實(shí)施例中，還可以采用其他金屬材料作為金屬反射層6，如Al、T1、Au、Cu、W、Cr、Pt、Ni等，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。
[0059]如圖5所示，金屬反射層6蒸鍍好之后，同樣采用蒸鍍或者濺射工藝分別在金屬反射層6和絕緣層5表面鍍覆蓋層+粘結(jié)層7，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)襯底8的邦定，如圖6和圖7所示，其中，圖7為目標(biāo)襯底8與圖5得到的結(jié)構(gòu)進(jìn)行邦定之后得到的結(jié)構(gòu)。在其他實(shí)施例中，也可以采用共晶的方式實(shí)現(xiàn)目標(biāo)襯底8的轉(zhuǎn)移，共晶材料(粘結(jié)層的材料)可以選用N1、In、Sn、Au等。
[0060]得到了如圖7的結(jié)構(gòu)之后，采用濕法腐蝕的方法去除外延襯底I，如圖8所示。在其他實(shí)施例中，還可以采用激光剝離、腐蝕、切割、磨拋等方法或者幾種方法的組合來去除該外延襯底I。
[0061 ]之后，對(duì)暴露出來的N型GaN層2表面進(jìn)行粗化，如圖9所示;接著，使用干法/濕法腐蝕的方式腐蝕粗化后的N型GaN層2直到絕緣層5，形成N面溝槽10(即形成溝槽區(qū)域)，如圖10所示。要說明的是，這里形成的N面溝槽10的寬度小于邊緣區(qū)域4的寬度(雖然我們?cè)诮Y(jié)構(gòu)的描述中將芯片分成了中間區(qū)域、邊緣區(qū)域和溝槽區(qū)域，但是從該垂直結(jié)構(gòu)芯片的制備過程來看，溝槽區(qū)域其實(shí)是基于邊緣區(qū)域形成，即邊緣區(qū)域形成之后，在邊緣區(qū)域上進(jìn)行腐蝕形成溝槽區(qū)域)，故在實(shí)際應(yīng)用中，N面溝槽10的寬度根據(jù)邊緣區(qū)域4的寬度進(jìn)行設(shè)定，如邊緣區(qū)域4的寬度為200um，則N面溝槽1的寬度可以為I OOum/150um等。
[0062]接著，在腐蝕之后的N型GaN層2表面及其側(cè)壁，和/或溝槽區(qū)域中絕緣層表面蒸鍍金屬形成表面N電極9、芯片側(cè)面和溝槽區(qū)域N電極11，如圖11 (溝槽區(qū)域中絕緣層表面未制備N電極11)或12所示(溝槽區(qū)域中絕緣層表面制備N電極11)。以此得到本實(shí)用新型提供垂直結(jié)構(gòu)芯片。
[0063]以上所述，僅為本實(shí)用新型中的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本實(shí)用新型所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變換或替換都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型垂直結(jié)構(gòu)芯片，其特征在于，所述垂直結(jié)構(gòu)芯片由中心區(qū)域、位于所述中心區(qū)域四周的邊緣區(qū)域以及位于所述邊緣區(qū)域四周的溝槽區(qū)域構(gòu)成，其中， 所述中心區(qū)域從下到上依次包括:目標(biāo)襯底、第一P面金屬層、P型GaN層、活性層、N型GaN層以及N電極;所述邊緣區(qū)域從下到上依次包括:目標(biāo)襯底、第二P面金屬層、絕緣層、N型GaN層以及N電極;所述溝槽區(qū)域從下到上依次包括:目標(biāo)襯底、第二P面金屬層； 所述絕緣層位于所述邊緣區(qū)域中的N型GaN層和第二P面金屬層之間、以及位于所述中心區(qū)域中的P型GaN層和活性層的側(cè)壁； 所述N電極位于所述N型GaN層的表面、以及位于所述N型GaN層的側(cè)壁。2.如權(quán)利要求1所述的新型垂直結(jié)構(gòu)芯片，其特征在于，所述溝槽區(qū)域中還包括位于所述第二 P面金屬層表面的絕緣層、以及位于所述絕緣層表面的N電極。3.如權(quán)利要求2所述的新型垂直結(jié)構(gòu)芯片，其特征在于，位于所述N型GaN層表面、N型GaN層的側(cè)壁以及絕緣層表面的N電極相互連接。4.如權(quán)利要求2或3所述的新型垂直結(jié)構(gòu)芯片，其特征在于，位于N型GaN層側(cè)壁及位于絕緣層表面的N電極的材料為金屬材料、有機(jī)材料和無機(jī)材料中的一種。5.如權(quán)利要求4所述的新型垂直結(jié)構(gòu)芯片，其特征在于， 所述金屬材料為:T1、Al、Pt、Au、Cr中的一種； 所述無機(jī)材料為:S1xNy、TixOy、高阻GaN以及Al2O3中的一種。6.如權(quán)利要求1或2或3或5所述的新型垂直結(jié)構(gòu)芯片，其特征在于: 所述第一 P面金屬層中包括粘結(jié)層、覆蓋層、金屬反射層； 所述第二 P面金屬層中包括粘結(jié)層和覆蓋層，和/或所述第二 P面金屬層中還包括金屬反射層。7.如權(quán)利要求1或2或3或5所述的新型垂直結(jié)構(gòu)芯片，其特征在于，絕緣層位于所述邊緣區(qū)域中的N型GaN層和第二 P面金屬層之間、位于所述中心區(qū)域中的P型GaN層和活性層的側(cè)壁、以及位于所述P型GaN層表面靠近所述邊緣區(qū)域的邊緣處。8.如權(quán)利要求6所述的新型垂直結(jié)構(gòu)芯片，其特征在于， 所述覆蓋層和粘結(jié)層的材料為T1、Cu、W、Cr、Pt、N1、In、Sn、Au中的一種； 和/或， 所述金屬反射層的材料為N1、Ag、Al、Cr、Pt中的一種。9.如權(quán)利要求7所述的新型垂直結(jié)構(gòu)芯片，其特征在于， 所述絕緣層的材料為Si0xNy、Tix0y、高阻GaN以及Al2O3中的一種； 和/或， 所述目標(biāo)襯底為Cu、C、S1、SiC、Ge、Cu-W合金、Mo以及Cr中的一種形成的導(dǎo)電襯底。
【文檔編號(hào)】H01L33/38GK205657080SQ201620111946
【公開日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2016年2月4日 公開號(hào)201620111946.X, CN 201620111946, CN 205657080 U, CN 205657080U, CN-U-205657080, CN201620111946, CN201620111946.X, CN205657080 U, CN205657080U
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