本申請(qǐng)涉及發(fā)光二極管領(lǐng)域,尤其涉及一種復(fù)合襯底及其制備方法,基于該復(fù)合襯底,本申請(qǐng)還尤其涉及一種垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管芯片的制備方法。
背景技術(shù):
藍(lán)綠發(fā)光二極管芯片包括水平結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管芯片和垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管芯片,其中,水平結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管芯片由于采用藍(lán)寶石襯底作基板,其導(dǎo)熱性較差,影響芯片的可靠性,特別是在大功率照明方面對(duì)散熱要求較高的情形下,水平結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管芯片的劣勢(shì)更加明顯。
而垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管芯片由于其可以采用導(dǎo)熱性能較好的基板如硅基板,其具有較高的可靠性和較好的電流擴(kuò)散效果,成為目前發(fā)光二極管發(fā)展的重要方向之一。
垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管芯片的襯底包括碳化硅(SiC)襯底和藍(lán)寶石襯底。目前,由于藍(lán)寶石襯底較SiC襯底便宜而且容易獲取,因而采用藍(lán)寶石襯底是垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管芯片最常用的襯底。
為制作垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管芯片必須將藍(lán)寶石襯底剝離。目前,最主要廣泛采用的藍(lán)寶石襯底剝離技術(shù)是激光剝離技術(shù)。采用激光剝離技術(shù)一方面需要采用昂貴的激光剝離設(shè)備,另一方面剝離是靠激光燒蝕外延層界面,剝離的成品率不高,特使是目前廣泛應(yīng)用的4、6寸藍(lán)寶石襯底,由于外延工藝使得最終生長(zhǎng)出來(lái)的外延片翹曲度大,整片外延片的剝離層往往不是在同一水平面上,使得激光的聚焦蝕刻點(diǎn)更不容易、剝離的成品率更低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N復(fù)合襯底及其制備方法,以通過(guò)濕法剝離技術(shù)實(shí)現(xiàn)垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的襯底和外延結(jié)構(gòu)有效剝離。
此外,本申請(qǐng)還提供了一種垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管芯片的制備方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
一種復(fù)合襯底的制備方法,包括:
提供外延襯底;
在所述外延襯底上形成第一圖形層,所述第一圖形層包括多個(gè)相互隔離的第一突起結(jié)構(gòu),所述多個(gè)相互隔離的第一突起結(jié)構(gòu)之間存在間隙;
在所述間隙上形成第一氮化鎵層,所述第一氮化鎵層的厚度小于所述第一突起結(jié)構(gòu)的高度;
在所述第一突起結(jié)構(gòu)上以及所述第一氮化鎵層上形成第二圖形層,所述第二圖形層包括多個(gè)第二突起結(jié)構(gòu),各個(gè)所述第二突起結(jié)構(gòu)相互連接在一起;
所述第一圖形層和所述第二圖形層的材料均為能夠被濕法腐蝕液所腐蝕的材料。
可選地,所述第一氮化鎵層的厚度不超過(guò)所述第一突起結(jié)構(gòu)的高度的2/3。
可選地,每個(gè)所述第二突起結(jié)構(gòu)覆蓋至少一個(gè)所述第一突起結(jié)構(gòu)。
可選地,所述第一圖形層和/或所述第二圖形層的材料包括SiO2、SiN、GaAs、AlGaAs、AlAs、AlGaInP、AlInP和GaInP中的至少一種。
可選地,所述第一突起結(jié)構(gòu)和/或所述第二突起結(jié)構(gòu)包括鼓出的圓包、子彈頭、錐形、金字塔、圓臺(tái)和梯形臺(tái)結(jié)構(gòu)中的至少一種。
一種復(fù)合襯底,包括:
外延襯底;
形成在所述外延襯底上的第一圖形層;所述第一圖形層包括多個(gè)相互隔離的第一突起結(jié)構(gòu),所述多個(gè)相互隔離的第一突起結(jié)構(gòu)存在存在間隙;
形成在所述間隙之上的第一氮化鎵層,所述第一氮化鎵層的厚度小于所述第一突起結(jié)構(gòu)的高度;
形成在所述第一突起結(jié)構(gòu)上以及所述第一氮化鎵層上的第二圖形層;所述第二圖形層包括多個(gè)第二突起結(jié)構(gòu),各個(gè)所述第二突起結(jié)構(gòu)相互連接在一起;所述第一圖形層和所述第二圖形層的材料均為能夠被濕法腐蝕液所腐蝕的材料。
可選地,所述第一氮化鎵層的厚度不超過(guò)所述第一突起結(jié)構(gòu)的高度的2/3。
可選地,每個(gè)所述第二突起結(jié)構(gòu)覆蓋至少一個(gè)所述第一突起結(jié)構(gòu)。
可選地,所述第一圖形層和/或所述第二圖形層的材料包括SiO2、SiN、GaAs、AlGaAs、AlAs、AlGaInP、AlInP和GaInP中的至少一種。
一種垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管芯片的制備方法,包括:
采用上述任一實(shí)施方式所述的制備方法制備復(fù)合襯底;
在所述復(fù)合襯底上依次外延形成第二氮化鎵層、第一摻雜類(lèi)型的氮化鎵層、多量子阱結(jié)構(gòu)、電子阻擋層、第二摻雜類(lèi)型的氮化鎵層和歐姆接觸層;其中,所述第一摻雜類(lèi)型與所述第二摻雜類(lèi)型的導(dǎo)電類(lèi)型相反;
在所述歐姆接觸層上形成導(dǎo)電層;
在所述導(dǎo)電層上形成金屬反射鏡層;
將導(dǎo)電基板的第一表面與所述金屬反射鏡層連接在一起;
采用濕法腐蝕方法蝕刻第一圖形層和第二圖形層,以使所述第一圖形層和第二圖形層空心化,從而將所述外延襯底以及所述第一氮化鎵層從所述第二氮化鎵層上剝離掉;
蝕刻所述第二氮化鎵層直至露出第一摻雜類(lèi)型的氮化鎵層,從而在所述第一摻雜類(lèi)型的氮化鎵層上形成第一電極的制作區(qū)域;
在所述第一電極的制作區(qū)域形成第一電極;
在所述第一電極的周?chē)纬傻谝浑姌O隔離層,以使所述第一電極與所述多量子阱結(jié)構(gòu)、電子阻擋層、第二摻雜類(lèi)型的氮化鎵層、歐姆接觸層實(shí)現(xiàn)隔離;
在所述導(dǎo)電基板的第二表面上形成第二電極;所述第一表面和所述第二表面相對(duì)。
相較于現(xiàn)有技術(shù),本申請(qǐng)具有以下有益效果:
通過(guò)本申請(qǐng)?zhí)峁┑膹?fù)合襯底的制備方法制備出的復(fù)合襯底中,由于夾在第一圖形層和第二圖形層之間的第一氮化鎵層的厚度小于第一突起結(jié)構(gòu)的高度,所以,第一圖形層上的第一突起結(jié)構(gòu)和第二圖形層上的第二突起結(jié)構(gòu)能夠相互連接貫通,而且又由于第二圖形層上的各個(gè)第二突起結(jié)構(gòu)相互連接在一起,如此,第一圖形層和第二圖形層能夠形成一整體相互連接的可被濕法腐蝕溶液所腐蝕的圖形。如此,濕法腐蝕溶液一旦從復(fù)合襯底的側(cè)面開(kāi)始腐蝕圖形層時(shí),其能夠較好地滲入蝕刻到每個(gè)突起結(jié)構(gòu)(包括第一突起結(jié)構(gòu)和第二突起結(jié)構(gòu)),如此方便后續(xù)外延襯底的腐蝕剝離。
此外,形成在第一圖形層和第二圖形層之間的第一氮化鎵層可以看作是其上鑲嵌有多個(gè)相互隔離的第一突起結(jié)構(gòu)的一整體層結(jié)構(gòu),從該整體層結(jié)構(gòu)突出的第一突起結(jié)構(gòu)部分可以作為后續(xù)外延層的晶核,因而,該整體層結(jié)構(gòu)有利于生長(zhǎng)出晶體質(zhì)量較好的氮化鎵晶體。在該晶體質(zhì)量較好的氮化鎵晶體上生長(zhǎng)出的第二氮化鎵層的晶體質(zhì)量也較好,進(jìn)而能夠保證在復(fù)合襯底上后續(xù)外延生長(zhǎng)的發(fā)光二極管的晶體質(zhì)量,從而保證發(fā)光二極管的發(fā)光效率。
附圖說(shuō)明
為了清楚地理解本申請(qǐng)的技術(shù)方案,下面將描述本申請(qǐng)具體實(shí)施方式時(shí)用到的附圖做一簡(jiǎn)要說(shuō)明。
圖1是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的復(fù)合襯底的制備方法流程示意圖;
圖2A至圖2D是本申請(qǐng)?zhí)峁┑膹?fù)合襯底的制備方法中一系列制程對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的垂直結(jié)構(gòu)二極管芯片的制備方法的流程示意圖;
圖4A至圖4J為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的垂直結(jié)構(gòu)二極管芯片的制備方法中一系列制程對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本申請(qǐng)的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖1是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的復(fù)合襯底的制備方法流程示意圖。圖2A至圖2D是本申請(qǐng)?zhí)峁┑膹?fù)合襯底的制備方法中一系列制程對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖1所示,該制備方法包括以下步驟:
S101、提供外延襯底20:
作為示例,所述外延襯底可以為藍(lán)寶石襯底。此外,外延襯底還可以為:硅襯底,SiC等其它Ⅲ/Ⅴ、Ⅱ/Ⅵ族半導(dǎo)體襯底。圖2A是提供的外延襯底20的結(jié)構(gòu)示意圖。需要說(shuō)明,該外延襯底20可以為表面平整的襯底。
S102、在所述外延襯底20上形成第一圖形層21,所述第一圖形層21包括多個(gè)相互隔離的第一突起結(jié)構(gòu)211,所述多個(gè)相互隔離的第一突起結(jié)構(gòu)211之間存在間隙212:
本步驟可以具體為,采用本領(lǐng)域慣用的技術(shù)手段在外延襯底20上形成第一材料層,然后對(duì)該第一材料層進(jìn)行干法蝕刻,形成第一圖形層21。圖2B(1)和圖2B(2)分別是執(zhí)行完該步驟后對(duì)應(yīng)的截面結(jié)構(gòu)示意圖和俯視圖。
如圖2B(1)和圖2B(2)所示,形成的第一圖形層21上包括多個(gè)相互隔離的第一突起結(jié)構(gòu)211,該多個(gè)相互隔離的第一突起結(jié)構(gòu)211之間存在間隙212。
為了后續(xù)通過(guò)濕法腐蝕方法能夠?qū)⒌谝粓D形層腐蝕掉,用于制備第一圖形層的材料為能夠被濕法腐蝕溶液所腐蝕的材料。作為示例,用于制備第一圖形層的材料可以包括SiO2、SiN、GaAs、AlGaAs、AlAs、AlGaInP、AlInP和GaInP中的至少一種。
需要說(shuō)明,設(shè)置在第一圖形層21上的多個(gè)相互隔離的第一突起結(jié)構(gòu)211可以均勻分布在第一圖形層21上。作為示例,第一突起結(jié)構(gòu)211可以包括從第一圖形層21的底面上鼓出的圓包、子彈頭、錐形、金字塔、圓臺(tái)和梯形臺(tái)結(jié)構(gòu)中的至少一種。
需要說(shuō)明,由于第一突起結(jié)構(gòu)211之間相互隔離,所以,存在于第一突起結(jié)構(gòu)211之間的間隙212能夠相互連接在一起,形成一其間鑲嵌有多個(gè)相互隔離的第一突起結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)。
作為示例,可以采用蒸鍍的方法在外延襯底20上形成一層SiO2材料層。然后對(duì)SiO2材料層進(jìn)行干法蝕刻,從而形成包括多個(gè)相互隔離的第一突起結(jié)構(gòu)211的第一圖形層21。
S103、在所述間隙212上形成第一氮化鎵層22,所述第一氮化鎵層22的厚度小于所述第一突起結(jié)構(gòu)211的高度:
作為示例,如圖2C所示,可以采用本領(lǐng)域慣用的技術(shù)手段例如MOCVD(metal oxide chemical vapor deposition,金屬氧化物化學(xué)氣相沉積)工藝在外延襯底20上的間隙212上外延第一氮化鎵層22,且該第一氮化鎵層22的厚度小于第一突起結(jié)構(gòu)211的高度,如此,第一突起結(jié)構(gòu)211靠近上端的部分沒(méi)有被第一氮化鎵層22所掩埋,其暴露在外。該第一突起結(jié)構(gòu)211上暴露在外的部分能夠與后續(xù)第二圖形層23上的第二突起結(jié)構(gòu)連接在一起,從而使第一圖形層21和第二圖形層23形成整體層結(jié)構(gòu)。
作為一示例,所述第一氮化鎵層22的厚度不超過(guò)所述第一突起結(jié)構(gòu)211的高度的2/3。作為一更具體實(shí)施例,所述第一氮化鎵層22的厚度是所述第一突起結(jié)構(gòu)211的高度的2/3。當(dāng)?shù)谝坏墝?2的厚度是第一突起結(jié)構(gòu)211的高度的2/3時(shí),第一氮化鎵層22的厚度不會(huì)太薄,如此,形成的第一氮化鎵層22的晶體質(zhì)量較好,而且,暴露在外的第一突起結(jié)構(gòu)211能夠與后續(xù)形成的第二圖形層23上的第二突起結(jié)構(gòu)231形成較好的連接,從而使得第一突起結(jié)構(gòu)211和第二突起結(jié)構(gòu)231之間能夠形成一穩(wěn)定的整體結(jié)構(gòu)。
需要說(shuō)明,在本申請(qǐng)實(shí)施例中,形成的第一氮化鎵層22為非故意摻雜層即u-GaN。由于存在于第一突起結(jié)構(gòu)211之間的間隙212能夠相互連接在一起,形成一其間鑲嵌有多個(gè)相互隔離的第一突起結(jié)構(gòu)211的整體結(jié)構(gòu),所以,形成在外延襯底20上的間隙212上的第一氮化鎵層22也為一整體層結(jié)構(gòu),并且該整體層結(jié)構(gòu)上鑲嵌有多個(gè)相互隔離的第一突起結(jié)構(gòu)211。
由于第一氮化鎵層22為一整體層結(jié)構(gòu),如此,形成的氮化鎵晶體質(zhì)量較好,而且該第一氮化鎵層22為后續(xù)外延層的成核層,所以,該晶體質(zhì)量較好的第一氮化鎵層22能夠保證后續(xù)外延層的晶體質(zhì)量,進(jìn)而能夠保證發(fā)光二極管的發(fā)光效率。
S104、在所述第一突起結(jié)構(gòu)211上以及所述第一氮化鎵層22上形成第二圖形層23,所述第二圖形層23包括多個(gè)第二突起結(jié)構(gòu)231:
如圖2D所示,本步驟可以采用蒸鍍?cè)O(shè)備在第一突起結(jié)構(gòu)211上以及第一氮化鎵層22上形成第二材料層,然后對(duì)該第二材料層進(jìn)行干法蝕刻,形成包括多個(gè)第二突起結(jié)構(gòu)231的第二圖形層23。
為了后續(xù)通過(guò)濕法腐蝕方法能夠?qū)⒌诙D形層腐蝕掉,用于制備第二圖形層的材料為能夠被濕法腐蝕溶液所腐蝕的材料。作為示例,用于制備第二圖形層的材料可以包括SiO2、SiN、GaAs、AlGaAs、AlAs、AlGaInP、AlInP和GaInP中的至少一種。
需要說(shuō)明,設(shè)置在第二圖形層23上的多個(gè)第二突起結(jié)構(gòu)231可以均勻分布在第二圖形層23上。作為示例,第二突起結(jié)構(gòu)231可以包括從第二圖形層21的底面上鼓出的圓包、子彈頭、錐形、金字塔、圓臺(tái)和梯形臺(tái)結(jié)構(gòu)中的至少一種。
由于第二圖形層23被濕法溶液腐蝕時(shí),腐蝕溶液是從第二圖形層的側(cè)面進(jìn)入第二圖形層開(kāi)始腐蝕,因此,為了后續(xù)能夠?qū)⒌诙D形層23上的所有第二突起結(jié)構(gòu)231均被腐蝕溶液所腐蝕掉,位于第二圖形層23上的各個(gè)所述第二突起結(jié)構(gòu)231相互連接在一起,更具體地說(shuō),鑒于第二突起結(jié)構(gòu)231通常為底大頂小的形狀,所以,位于第二圖形層23上的各個(gè)第二突起結(jié)構(gòu)231的底邊相互連接在一起。如此,腐蝕溶液能夠深入到第二圖形層23上的每一個(gè)第二突起結(jié)構(gòu)231上。
此外,由于第一氮化鎵層22的厚度小于第一圖形層21上的第一突起結(jié)構(gòu)211的高度,所以,形成在第二圖形層23上的第二突起結(jié)構(gòu)231能夠與其下方的未被第一氮化鎵層22掩埋的第一突起結(jié)構(gòu)部分連接在一起,從而使得第一圖形層與第二圖形層連接在一起,形成一個(gè)包括兩層圖形層的圖形層結(jié)構(gòu)。如此,腐蝕溶液一旦進(jìn)入到第二圖形層23上進(jìn)行腐蝕第二突起結(jié)構(gòu)231時(shí),隨著腐蝕過(guò)程的進(jìn)行,腐蝕溶液也能夠滲入到第一圖形層上的各個(gè)第一突起結(jié)構(gòu),從而將各個(gè)第一突起結(jié)構(gòu)211腐蝕掉。
需要說(shuō)明,為了加快濕法腐蝕速率,第二突起結(jié)構(gòu)231的底面積大于第一突起結(jié)構(gòu)211的底面積,作為更具體實(shí)施例,每個(gè)所述第二突起結(jié)構(gòu)231覆蓋至少兩個(gè)所述第一突起結(jié)構(gòu)211。作為示例,每個(gè)第二突起結(jié)構(gòu)231覆蓋4個(gè)第一突起結(jié)構(gòu)211。
以上為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的復(fù)合襯底的制備方法的具體實(shí)施方式。通過(guò)該具體實(shí)施方式制備出的復(fù)合襯底如圖2D所示,其包括:
外延襯底20;
形成在所述外延襯底20上的第一圖形層21;所述第一圖形層21包括多個(gè)相互隔離的第一突起結(jié)構(gòu)211,所述多個(gè)相互隔離的第一突起結(jié)構(gòu)211存在存在間隙212;
形成在所述間隙212之上的第一氮化鎵層22,所述第一氮化鎵層22的厚度小于所述第一突起結(jié)構(gòu)211的高度;
形成在所述第一突起結(jié)構(gòu)211上以及所述第一氮化鎵層22上的第二圖形層23;所述第二圖形層23包括多個(gè)第二突起結(jié)構(gòu)231,各個(gè)所述第二突起結(jié)構(gòu)231相互連接在一起;
所述第一圖形層和所述第二圖形層的材料均為能夠被濕法腐蝕液所腐蝕的材料。
通過(guò)上述復(fù)合襯底的整體結(jié)構(gòu)可以認(rèn)為:第一氮化鎵層22夾在第一圖形層21和第二圖形層23之間,由于夾在第一圖形層21和第二圖形層23之間的第一氮化鎵層22的厚度小于第一突起結(jié)構(gòu)211的高度,所以,第一圖形層21上的第一突起結(jié)構(gòu)211和第二圖形層上23的第二突起結(jié)構(gòu)231能夠相互連接貫通,而且又由于第二圖形層23上的各個(gè)第二突起結(jié)構(gòu)231相互連接在一起,如此,第一圖形層21和第二圖形層23能夠形成一整體相互連接的可被濕法腐蝕溶液所腐蝕的圖形。如此,濕法腐蝕溶液一旦從復(fù)合襯底的側(cè)面開(kāi)始腐蝕圖形層時(shí),其能夠較好地滲入蝕刻到每個(gè)突起結(jié)構(gòu)(包括第一突起結(jié)構(gòu)211和第二突起結(jié)構(gòu)231),如此方便后續(xù)外延襯底20的腐蝕剝離。
此外,形成在第一圖形層21和第二圖形層23之間的第一氮化鎵層22可以看作是其上鑲嵌有多個(gè)相互隔離的第一突起結(jié)構(gòu)211的一整體層結(jié)構(gòu),從該整體層結(jié)構(gòu)突出的第一突起結(jié)構(gòu)211部分可以作為后續(xù)外延層的晶核,因而,該整體層結(jié)構(gòu)有利于生長(zhǎng)出晶體質(zhì)量較好的氮化鎵晶體。在該晶體質(zhì)量較好的氮化鎵晶體上生長(zhǎng)出的第二氮化鎵層24的晶體質(zhì)量也較好,進(jìn)而能夠保證在復(fù)合襯底上后續(xù)外延生長(zhǎng)的發(fā)光二極管的晶體質(zhì)量,從而保證發(fā)光二極管的發(fā)光效率。
基于上述實(shí)施例提供的復(fù)合襯底及其制備方法,本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了一種垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管芯片的制備方法的具體實(shí)施方式。
下面結(jié)合附圖3以及圖4A至圖4J詳細(xì)描述本申請(qǐng)實(shí)施例提供的垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管芯片的制備方法的具體實(shí)施方式。
圖3是本申請(qǐng)實(shí)施例提供的垂直結(jié)構(gòu)二極管芯片的制備方法的流程示意圖。圖4A至圖4J為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的垂直結(jié)構(gòu)二極管芯片的制備方法中一系列制程對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖3所示,本申請(qǐng)?zhí)峁┑拇怪苯Y(jié)構(gòu)二極管芯片的制備方法包括以下步驟:
S301、采用上述任一實(shí)施方式所述的復(fù)合襯底制備方法制備復(fù)合襯底40:
如圖4A所示,復(fù)合襯底40的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例制備出的復(fù)合襯底的結(jié)構(gòu)相同。
S302、在所述復(fù)合襯底40上依次外延形成第二氮化鎵層41、N型氮化鎵層42、多量子阱結(jié)構(gòu)43、電子阻擋層44、P型氮化鎵層45和歐姆接觸層46:
如圖4B所示,采用本領(lǐng)域慣用的技術(shù)手段在復(fù)合襯底40上依次外延形成第二氮化鎵層41、N型氮化鎵層42、多量子阱結(jié)構(gòu)MQW(multiple quantum well)43、電子阻擋層EBL(electron-blocking layer)44、P型氮化鎵層45和歐姆接觸層46。
S303、在所述歐姆接觸層46上形成導(dǎo)電層47:
如圖4C所示,在歐姆接觸層46上形成導(dǎo)電層47。更具體地,該導(dǎo)電層47的材料為ITO。
S304、在所述導(dǎo)電層47上形成金屬反射鏡層48:
如圖4D所示,在導(dǎo)電層47上形成金屬反射鏡層48。
S305、將導(dǎo)電基板49的第一表面與所述金屬反射鏡層48連接在一起:
需要說(shuō)明,導(dǎo)電基板49包括相對(duì)的第一表面和第二表面。將導(dǎo)電基板49的第一表面與金屬反射鏡層48連接在一起。作為示例,可以采用鍵合工藝把導(dǎo)電基板49的第一表面鍵合在所述金屬反射鏡層48上。作為示例,導(dǎo)電基板49可以為硅基板。作為本申請(qǐng)的一具體實(shí)施例,如圖4E所示,采用倒裝鍵合工藝將導(dǎo)電基板48的第一表面鍵合在金屬反射鏡層48上。
S306、采用濕法腐蝕方法蝕刻第一圖形層21和第二圖形層23,以使所述第一圖形層21和第二圖形層23空心化,從而將所述外延襯底20以及所述第一氮化鎵層22從所述第二氮化鎵層41上剝離掉:
本步驟可以具體為:將通過(guò)上述步驟S301至S305形成的結(jié)構(gòu)浸泡在腐蝕溶液中,并震蕩腐蝕溶液,以加速濕法腐蝕速率,使腐蝕溶液蝕刻第一圖形層21和第二圖形層23,以使所述第一圖形層21和第二圖形層23空心化,從而將所述外延襯底20以及所述第一氮化鎵層22從所述第二氮化鎵層41上剝離掉。執(zhí)行完步驟S306之后對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4F所示。
需要說(shuō)明,濕法腐蝕溶液從第二圖形層23的側(cè)面開(kāi)始腐蝕,由于第一圖形層和第二圖形層23通過(guò)分別設(shè)置在其上的第一突起結(jié)構(gòu)211和第二突起結(jié)構(gòu)231連接在一起形成一整體層結(jié)構(gòu),所以,一旦腐蝕溶液開(kāi)始腐蝕第二圖形層23上的第二突起結(jié)構(gòu),隨著腐蝕過(guò)程的進(jìn)行,該腐蝕溶液就能滲入到第一突起結(jié)構(gòu)211的內(nèi)部,實(shí)現(xiàn)對(duì)第一突起結(jié)構(gòu)211的腐蝕,從而能夠?qū)崿F(xiàn)第一圖形層21和第二圖形層23的空心化,從而將所述外延襯底20以及所述第一氮化鎵層22從所述第二氮化鎵層41上剝離掉。
S307、蝕刻所述第二氮化鎵層41直至露出N型氮化鎵層42,從而在所述N型氮化鎵層42上形成第一電極的制作區(qū)域410:
作為示例,可以采用ICP(inductively coupled plasma,感應(yīng)耦合電漿)蝕刻方法蝕刻所述第二氮化鎵層41直至露出N型氮化鎵層42,從而在所述N型氮化鎵層42上形成第一電極的制作區(qū)域410。該步驟執(zhí)行完對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4G所示。
S308、在所述第一電極的制作區(qū)域410形成第一電極411:
采用本領(lǐng)域慣用的技術(shù)手段在第一電極的制作區(qū)域410上形成第一電極411。該步驟執(zhí)行完對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4H所示。
S309、在所述第一電極411的周?chē)纬傻谝浑姌O隔離層412,以使所述第一電極411與所述多量子阱結(jié)構(gòu)43、電子阻擋層44、P型氮化鎵層45、歐姆接觸層46實(shí)現(xiàn)隔離:
采用本領(lǐng)域慣用的技術(shù)手段在所述第一電極411的周?chē)纬傻谝浑姌O隔離層412,以使所述第一電極411與所述多量子阱結(jié)構(gòu)43、電子阻擋層44、P型氮化鎵層45、歐姆接觸層46實(shí)現(xiàn)隔離。該步驟執(zhí)行完對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4I所示。
S310、在所述導(dǎo)電基板49的第二表面上形成第二電極413。
采用本領(lǐng)域慣用的技術(shù)手段在所述導(dǎo)電基板49的非連接表面上形成第二電極413。該步驟執(zhí)行完對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4J所示。
以上為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管芯片的制備方法的具體實(shí)施方式。
相較于現(xiàn)有技術(shù)中采用激光剝離方式實(shí)現(xiàn)襯底的剝離的方法,本發(fā)明采用濕法腐蝕方法實(shí)現(xiàn)襯底的剝離的方式具有以下優(yōu)點(diǎn):
本申請(qǐng)?jiān)趧冸x襯底時(shí),采用濕法腐蝕方法進(jìn)行剝離,濕法腐蝕設(shè)備相較于激光設(shè)備的成本較低。
由于替代了激光剝離技術(shù),因此,該具體實(shí)施方式能夠避免激光剝離工藝中由于鍵合工藝不均勻等問(wèn)題引起的碎片現(xiàn)象,提高了垂直結(jié)構(gòu)芯片的良品率。
此外,本申請(qǐng)采用的外延襯底可以為本領(lǐng)域慣用的半導(dǎo)體襯底,如此,為制備垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管提供了更廣泛的原材料選材。此外,該外延襯底不限定為SiC襯底,因此,該制備方法還具有制作成本低且原材料來(lái)源可靠的優(yōu)點(diǎn)。
另外,本申請(qǐng)采用的復(fù)合襯底中,形成在第一圖形層21和第二圖形層23之間的第一氮化鎵層22可以看作是其上鑲嵌有多個(gè)相互隔離的第一突起結(jié)構(gòu)211的一整體層結(jié)構(gòu),從該整體層結(jié)構(gòu)突出的第一突起結(jié)構(gòu)部分可以作為后續(xù)外延層的晶核,因而,該整體層結(jié)構(gòu)有利于生長(zhǎng)出晶體質(zhì)量較好的氮化鎵晶體。在該晶體質(zhì)量較好的氮化鎵晶體上生長(zhǎng)出的第二氮化鎵層24的晶體質(zhì)量也較好,進(jìn)而能夠保證在復(fù)合襯底上后續(xù)外延生長(zhǎng)的發(fā)光二極管的晶體質(zhì)量,從而使得發(fā)光二極管的發(fā)光效率較高。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾,這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。