一種ZnO基倒裝LED芯片及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種ZnO基倒裝LED芯片及其制作方法，ZnO基倒裝LED芯片包含N型GaN層，N型GaN層下方側(cè)設(shè)置有發(fā)光層，發(fā)光層下設(shè)置有P型GaN層，P型GaN層下設(shè)置有ITO薄膜層，ITO薄膜層下設(shè)置有反射層，反射層下設(shè)置有保護(hù)層，保護(hù)層下設(shè)置有電極導(dǎo)電層，電極導(dǎo)電層下設(shè)置有導(dǎo)電層，導(dǎo)電層與支架相連，支架內(nèi)還設(shè)置有保護(hù)材料，N型GaN層上方側(cè)設(shè)置有緩沖層，緩沖層上方設(shè)置有ZnO層，ZnO層上方設(shè)置有襯底。利用ZnO 與GaN 的晶格幾乎完全匹配的特性，保證其制備的良率和光效的提高；且有效提高芯片的發(fā)光效率；此方法比起直接在Wafer上進(jìn)行激光剝離與化學(xué)腐蝕，良率提高很多。
【專利說(shuō)明】
-種ZnO基倒裝LED巧片及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及L邸忍片制造領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種化0基倒裝L邸忍片及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的S種GaN基L抓忍片結(jié)構(gòu)，即傳統(tǒng)正裝結(jié)構(gòu)，倒裝結(jié)構(gòu)，垂直結(jié)構(gòu)。正裝結(jié)構(gòu) 是電極同側(cè)，電極朝出光面;倒裝結(jié)構(gòu)同樣也是電極同側(cè)，但電極背向出光面;而垂直結(jié)構(gòu) 則是NP電極異側(cè)，即一個(gè)電極朝出光面，另一電極背向出光面。相對(duì)于出光面上有電極圖形 的傳統(tǒng)正裝結(jié)構(gòu)與垂直結(jié)構(gòu)，倒裝結(jié)構(gòu)由于出光面沒(méi)有電極的遮擋，所W出光面積要比另 外兩種結(jié)構(gòu)要大，而大的出光面積可W提高忍片的光效。現(xiàn)有技術(shù)中的倒裝L邸結(jié)構(gòu)是由襯 底，GaN,反射層，電極組成?，F(xiàn)有倒裝技術(shù)的L抓忍片產(chǎn)生的光由于結(jié)構(gòu)原因造成一定損失， 為了減少損失，最直接的方法就是將襯底從忍片中剝離出去。而對(duì)于將襯底從忍片中剝離 的方法，操作時(shí)沒(méi)有完全對(duì)忍片發(fā)光區(qū)進(jìn)行保護(hù)，對(duì)剝離后的忍片良率難W控制并且容易 對(duì)Wafer造成破損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種出光面積大，出光效果好，高的發(fā)光效 率，保證忍片良率的化0基倒裝L邸忍片。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是： 一種化0基倒裝L邸忍片的制作方法，包括W下步驟： 羅I、在襯底上采用MOCVD法產(chǎn)生化0層； 瀑、在ZnO層上采用MOCVD法制造外延wafer，外延wafer包括：N型GaN半導(dǎo)體材料層、 發(fā)光層、P型GaN半導(dǎo)體材料層； 另;、在外延wafer上用光刻出圖形，用ICP刻蝕出N型GaN半導(dǎo)體材料層，用物理沉積法 在P型GaN半導(dǎo)體材料層表面沉積出口0薄膜層，再在ITO薄膜層上用sputter沉積反射層，用 PECV的去在反射層沉積出保護(hù)層，最后用E-GUN在保護(hù)層上沉積出電極導(dǎo)電層和導(dǎo)電層； (D、將成型的外延wafer通過(guò)研磨減薄，再用激光切割出忍粒； 愛(ài);、使用保護(hù)材料將忍粒固定在所述支架上，再用化學(xué)腐蝕法除去襯底并除去外延 waf er之間的化0，實(shí)現(xiàn)襯底的剝離。
[0005] 進(jìn)一步，上述步驟；盡中，ITO薄膜層通過(guò)E-GUN,Sputter或RTO沉積方法設(shè)置。
[0006] 進(jìn)一步，所述化學(xué)腐蝕法采用酸性溶液進(jìn)行，酸性溶液為肥1、醋酸或高氯酸。
[0007] 一種化0基倒裝L抓忍片，ZnO基倒裝L抓忍片包含N型GaN半導(dǎo)體材料層，N型GaN 半導(dǎo)體材料層下方側(cè)設(shè)置有發(fā)光層，發(fā)光層下方設(shè)置有P型GaN半導(dǎo)體材料層，P型GaN半導(dǎo) 體材料層下方設(shè)置有ITO薄膜層，ITO薄膜層下方設(shè)置有反射層，反射層下方設(shè)置有保護(hù) 層，保護(hù)層下方設(shè)置有電極導(dǎo)電層，電極導(dǎo)電層下方設(shè)置有導(dǎo)電層，導(dǎo)電層與支架相連，支 架內(nèi)還設(shè)置有保護(hù)材料，N型GaN半導(dǎo)體材料層上方側(cè)設(shè)置有緩沖層，緩沖層上方設(shè)置有 ZnO層，ZnO層上方設(shè)置有襯底。
[000引所述保護(hù)材料為有機(jī)硅膠、非電膠、導(dǎo)熱膠或LEP，保護(hù)材料厚度為8皿至25皿。
[0009] 所述襯底為藍(lán)寶石襯底、娃襯底或碳化娃襯底;襯底形狀為平面或圖形。
[0010] 所述反射層為Ag反射層;所述保護(hù)層為Si02保護(hù)層。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是：首先，利用ZnO與GaN的晶格幾乎完全匹配的特性，ZnO作 為GaN生長(zhǎng)的緩沖層，對(duì)外延生長(zhǎng)無(wú)任何影響，可W保證其制備的良率和光效的提高;其次， 利用倒裝LED薄膜忍片結(jié)構(gòu)能有效增加發(fā)光面積和減少光在介質(zhì)中傳輸損失的特性，可有 效提高忍片的發(fā)光效率;最后，利用化0易被酸性溶液腐蝕的化學(xué)特性，將封裝固定好的倒 裝Lm)忍片，用化學(xué)溶液腐蝕的方法，能容易的將襯底與外延層間的ZnO腐蝕掉。另外，此制 備方法的優(yōu)點(diǎn)在于，將忍片先用保護(hù)材料保護(hù)，再進(jìn)行腐蝕，對(duì)忍粒間無(wú)任何影響，比起直 接在Waf er上進(jìn)行激光剝離與化學(xué)腐蝕，良率能有很大提高。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013] 圖1是本發(fā)明具體實(shí)施結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明制作方法步驟流程圖； 其中：1.緩沖層，2. N型GaN半導(dǎo)體材料層，3.發(fā)光層，4. P型GaN半導(dǎo)體材料層，5. ITO薄 膜層，6.反射層，7.保護(hù)層，8.電極導(dǎo)電層，9.導(dǎo)電層，10.支架，11.保護(hù)材料，12.化0層，13. 襯底。
【具體實(shí)施方式】
[0014] W下將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進(jìn)行清 楚、完整地描述，W充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實(shí)施例只是本發(fā) 明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出 創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的其他實(shí)施例，均屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0015] 參照?qǐng)D1、圖2,本發(fā)明的一種化0基倒裝L邸忍片的制作方法，包括W下步驟： ('D、在所述襯底13上采用MOCVD法產(chǎn)生化0層12; 感、在所述的ZnO層12上采用MOCVD法制造外延wafer，所述外延wafer包括：N型GaN半 導(dǎo)體材料層2、發(fā)光層3、P型GaN半導(dǎo)體材料層4; 重、在所述外延wafer上用光刻出圖形，用ICP刻蝕出N型GaN半導(dǎo)體材料層2，用物理沉 積法在P型GaN半導(dǎo)體材料層4表面沉積出口0薄膜層5，再在ITO薄膜層5上用sputter沉積反 射層6,用PECVD法在反射層6沉積出保護(hù)層7,最后用E-GUN在保護(hù)層上沉積出電極導(dǎo)電層8 和導(dǎo)電層9; 1、 將成型的所述外延wafer通過(guò)研磨減薄，再用激光切割出忍粒； 2、 使用保護(hù)材料將忍粒固定在所述支架10上，再用化學(xué)腐蝕法除去所述襯底13并除 去外延waf er之間的化0，實(shí)現(xiàn)襯底13的剝離。
[0016] 步驟變沖，口0薄膜層5通過(guò)E-GUN,Sputter或Rro沉積方法設(shè)置。所述化學(xué)腐蝕法 采用酸性溶液進(jìn)行，酸性溶液為HCl、醋酸或高氯酸。
[0017] 進(jìn)一步，本發(fā)明的一種化0基倒裝L抓忍片，在襯底上采用MOCVD法生長(zhǎng)一層ZnO本 征薄膜材料;在長(zhǎng)好化0的表面上，用MOCVD方法生長(zhǎng)外延結(jié)構(gòu)，此外延結(jié)構(gòu)包括有緩沖層，N 型層GaN層，發(fā)光層，P型GaN層，完整的L抓外延結(jié)構(gòu)。將生長(zhǎng)好的外延Waf er制備成倒裝LED 忍片。將生長(zhǎng)好的Wafer先用光刻的方法，在Wafer上制造了圖形，然后用IC時(shí)Ij蝕出N型GaN 層。用物理沉積的方法在P-GaN表面先沉積厚度在lOA-lOOOA的ITO透明導(dǎo)電層，然后在透明 導(dǎo)電層上用Sputter沉積1000A-2000A厚的Ag反射層，使用陽(yáng)CVD方法在Ag反射層沉積Si02 保護(hù)層，最后再用E-GUN的方法在保護(hù)層上沉積金屬接觸層。將做好忍片圖形的Wafer通過(guò) 研磨工藝，將Wafer厚度減薄，然后用激光切割工藝將每顆忍粒切開(kāi)。用保護(hù)膠或者LEP將每 顆忍粒與導(dǎo)電層對(duì)準(zhǔn)，并固定及保護(hù)在封裝支架上，用化學(xué)腐蝕的方法將襯底與外延層之 間的化0腐蝕掉，同時(shí)將襯底剝離掉，剩余的L邸結(jié)構(gòu)為倒裝L邸薄膜忍片結(jié)構(gòu)。
[0018] 一種ZnO基倒裝L邸忍片，所述化0基倒裝L抓忍片包含N型GaN半導(dǎo)體材料層2, N型 GaN半導(dǎo)體材料層2下方側(cè)設(shè)置有發(fā)光層3，發(fā)光層3下方設(shè)置有P型GaN半導(dǎo)體材料層4，P型 GaN半導(dǎo)體材料層4下方設(shè)置有口0薄膜層5，ITO薄膜層5下方設(shè)置有反射層6，反射層6下方 設(shè)置有保護(hù)層7,保護(hù)層7下方設(shè)置有電極導(dǎo)電層8,電極導(dǎo)電層8下方設(shè)置有導(dǎo)電層9,導(dǎo)電 層9與支架10相連，支架10內(nèi)還設(shè)置有保護(hù)材料11，N型GaN半導(dǎo)體材料層2上方側(cè)設(shè)置有緩 沖層1，緩沖層1上方設(shè)置有化0層12，ZnO層12上方設(shè)置有襯底13。
[0019] 進(jìn)一步，所述保護(hù)材料11為有機(jī)硅膠、非電膠、導(dǎo)熱膠或LEP，保護(hù)材料11厚度為 8um至25um;襯底13為藍(lán)寶石襯底、娃襯底或碳化娃襯底;襯底13形狀為平面;襯底13形狀為 圖形。反射層6為Ag反射層;保護(hù)層7為Si02保護(hù)層。
[0020] W上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于運(yùn)些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可W做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的 保護(hù)犯i圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種化ο基倒裝L邸忍片的制作方法，其特征在于，包括w下步驟： 了、在所述襯底（13 )上采用MOCVD法產(chǎn)生化0層（12 ); Γ、在所述的ZnO層（12)上采用MOCVD法制造外延wafer,所述外延wafer包括：N型GaN 半導(dǎo)體材料層(2)、發(fā)光層(3)、P型GaN半導(dǎo)體材料層(4); 逞、在所述外延wafer上用光刻出圖形，用IC時(shí)化蟲(chóng)出N型GaN半導(dǎo)體材料層（2)，用物理 沉積法在P型GaN半導(dǎo)體材料層（4)表面沉積出ITO薄膜層（5)，再在ITO薄膜層（5)上用 sputter沉積反射層(6)，用PECV的去在反射層(6)沉積出保護(hù)層(7)，最后用E-GUN在保護(hù)層 上沉積出電極導(dǎo)電層(8)和導(dǎo)電層(9); 集、將成型的所述外延wafer通過(guò)研磨減薄，再用激光切割出忍粒； 霞、使用保護(hù)材料將忍粒固定在所述支架（10)上，再用化學(xué)腐蝕法除去所述襯底（13) 并除去外延wafer之間的化0，實(shí)現(xiàn)襯底（13 )的剝離。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種ZnO基倒裝L抓忍片的制作方法，其特征在于：步驟惠中， 所述口 0薄膜層巧)通過(guò)E-GUN，Sputte;r或RPD沉積方法設(shè)置。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種ZnO基倒裝LED忍片的制作方法，其特征在于：所述化學(xué) 腐蝕法采用酸性溶液進(jìn)行，所述酸性溶液為HC1、醋酸或高氯酸。4. 一種ZnO基倒裝L抓忍片，其特征在于:所述ZnO基倒裝L抓忍片包含N型GaN半導(dǎo)體材 料層(2)，所述N型GaN半導(dǎo)體材料層(2)下方側(cè)設(shè)置有發(fā)光層(3)，所述發(fā)光層(3)下方設(shè)置 有P型GaN半導(dǎo)體材料層(4)，所述P型GaN半導(dǎo)體材料層(4)下方設(shè)置有IT0薄膜層(5)，所述 IT0薄膜層巧）下方設(shè)置有反射層(6)，所述反射層(6)下方設(shè)置有保護(hù)層(7)，所述保護(hù)層 (7)下方設(shè)置有電極導(dǎo)電層(8)，所述電極導(dǎo)電層(8)下方設(shè)置有導(dǎo)電層(9)，所述導(dǎo)電層(9) 與支架（10)相連，所述支架（10)內(nèi)還設(shè)置有保護(hù)材料（11)，所述N型GaN半導(dǎo)體材料層(2)上 方側(cè)設(shè)置有緩沖層（1)，所述緩沖層（1)上方設(shè)置有ZnO層（12)，所述化0層（12)上方設(shè)置有 襯底(13)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種化0基倒裝L邸忍片，其特征在于:所述保護(hù)材料（11)為有 機(jī)硅膠、非電膠、導(dǎo)熱膠或LEP，所述保護(hù)材料(11)厚度為8皿至25皿。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種化0基倒裝L邸忍片，其特征在于:所述襯底（13)為藍(lán)寶石 襯底、娃襯底或碳化娃襯底。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種化0基倒裝L邸忍片，其特征在于:所述襯底（13)形狀為平 面。8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種化0基倒裝L邸忍片，其特征在于:所述襯底（13)形狀為圖 形。9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種ZnO基倒裝Lm)忍片，其特征在于:所述反射層(6)為Ag反 射層。10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種ZnO基倒裝L抓忍片，其特征在于:所述保護(hù)層(7)為Si02 保護(hù)層。
【文檔編號(hào)】H01L33/44GK106098877SQ201610743896
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月26日
【發(fā)明人】葉國(guó)光, 許德裕, 郝銳, 王波, 吳光芬
【申請(qǐng)人】廣東德力光電有限公司