[发明专利]一种LED垂直芯片结构及其制作方法

说明书

本发明提供一种LED垂直芯片结构及其制作方法，包括以下步骤：S1：提供一蓝宝石衬底，在其上依次生长非故意掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层及P型GaN层；S2：形成若干分立的P电极；S3：形成若干分立的并覆盖所述P电极的第一键合金属层；并提供一键合基底，在其表面形成若干分立的第二键合金属层；S4：将所述第一键合金属层、第二键合金属层对准键合；S5：去除所述蓝宝石衬底；S6：去除所述非故意掺杂GaN层，并利用干法刻蚀工艺形成切割道；所述切割道避开键合金属层所在区域；S7：形成N电极。本发明采用图形化键合结构（由若干分立的键合金属层组成），有效避免了ICP刻蚀切割道时造成的金属飞溅问题，减少芯片漏电风险，从而有效提高芯片的可靠性。

技术领域

本发明属于LED芯片领域，涉及一种LED垂直芯片结构及其制作方法。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)是一种半导体发光器件，利用半导体P-N结电致发光原理制成。LED具有能耗低，体积小、寿命长，稳定性好，响应快，发光波长稳定等好的光电性能，目前已经在照明、家电、显示屏、指示灯等领域有很好的应用。

氮化镓(GaN)材料系列是一种理想的短波长发光器件材料，氮化镓及其合金的带隙覆盖了从红色到紫外的光谱范围。自从1991年日本研制出同质结氮化镓蓝色LED之后，InGaN/AlGaN双异质结超亮度蓝色LED、InGaN单量子阱GaN LED相继问世。氮化镓基LED比传统LED外形更小、功率更高。少量氮化镓基LED就能提供与传统LED相同的发光量。

GaN基发光二极管一般生长在不导电的蓝宝石衬底上，传统LED芯片由于蓝宝石衬底与GaN晶格和热膨胀系数不匹配，衬底导热能力较差，不利于芯片工作过程中的散热，从而影响器件的光电特性和寿命。因此，越来越多的研究聚焦在将传统LED转移到导电导热能力良好的衬底上，形成垂直结构LED。

而在垂直结构LED制程中键合技术的好坏直接影响到LED的工作电压、漏电和老化性能，并影响GaN外延层的应力和衬底剥离后芯片的成品率，因此，键合技术成为垂直结构LED芯片制程中的关键技术之一。

如图1所示，显示为现有的一种垂直结构LED，其自下而上依次包括键合基底101、键合金属层102、P型GaN层103、多量子阱层104、N型GaN层105、及N电极106，其中键合金属层102中还形成有P电极(未图示)，同时，图1中还示出了切割道107。传统垂直结构LED制程中，一般采用两张Wafer正面蒸镀键合层金属，做晶圆级晶片键合。这将导致衬底剥离后对芯片切割道进行干法深刻蚀时，外延层以下的金属层易被等离子体打溅起，从而造成芯片侧壁的污染，造成漏电，影响芯片的可靠性。

因此，如何提供一种LED垂直芯片结构及其制作方法以解决上述问题，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种LED垂直芯片结构及其制作方法，用于解决现有技术中垂直结构LED制程在衬底剥离后对芯片切割道进行干法深刻蚀时，外延层以下的金属层易被等离子体打溅起，从而造成芯片侧壁的污染，造成漏电，影响芯片的可靠性的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种LED垂直芯片结构的制作方法，包括以下步骤：

S1：提供一蓝宝石衬底，并在其上依次生长非故意掺杂GaN层、N型GaN层、多量子阱层及P型GaN层；

S2：在所述P型GaN层上形成若干分立的P电极；

S3：在所述P型GaN层上形成若干分立的并覆盖所述P电极的第一键合金属层；并提供一键合基底，在所述键合基底表面形成若干分立的第二键合金属层；所述第二键合金属层与所述第一键合金属层相对应；

S4：将所述第一键合金属层、第二键合金属层对准键合；