[发明专利]一种垂直紫外LED芯片的制备方法

摘要

本发明一种垂直紫外LED芯片的制备方法，涉及适用于制造至少有一个电位跃变势垒的专门适用于光发射的半导体器件的方法，采用金属电流扩展层Ni/Ag加上DBR代替垂直紫外LED芯片的金属反射层，其中，金属电流扩展层Ni/Ag中Ni的厚度控制在5～10Å，Ag的厚度控制在10～40Å，DBR是用电子束蒸发的方法先蒸镀一层厚度为4200～4400Å 的SiO₂，然后将TiO₂和SiO₂交替蒸发，蒸发4～20周期，每个蒸发周期中TiO₂的厚度均为278～348Å ，SiO₂的厚度均为477～596Å，克服了现有技术中金属反射层对光线的吸收，提高了垂直紫外LED芯片的发光亮度。

主权项

一种垂直紫外LED芯片的制备方法，其特征在于步骤如下：第一步，在蓝宝石衬底片子上用MOCVD依次生长N型外延层、多量子阱层和P型外延层，将生长好的外延片用质量百分比浓度为98%H₂SO₄与质量百分比浓度为30%H₂O₂按体积比=3∶1的混合溶液加热到80℃，浸泡10分钟，然后用去离子水冲洗5分钟，最后用甩干机甩干20分钟；第二步，在经过第一步处理的蓝宝石衬底片子的P型外延层的表面，用电子束蒸发台蒸镀一层超薄的金属Ni/Ag，作为电流扩展层，其中Ni的厚度控制在5～10Å，Ag的厚度控制在10～40Å，要求该金属电流扩展层在下一步的退火后与P型外延层形成欧姆接触；第三步，将第二步得到的Ni/Ag金属电流扩展层用退火炉在N₂环境下退火，退火温度为350℃～400℃，N₂流速为10L/min，退火时间为5～10分钟；第四步，在第三步退火后的Ni/Ag金属电流扩展层上制备DBR层，使用的材料是SiO₂和TiO₂蒸发源，用电子束蒸发的方法先蒸镀一层厚度为4200～4400Å 的SiO₂，然后将TiO₂和SiO₂交替蒸发，蒸发4～20周期，每一个蒸发周期中的TiO₂的厚度均为278～348Å ，SiO₂的厚度均为477～596Å，蒸镀时电子束蒸发台参数压力为0.0213Pa，温度为300℃；第五步，在第四步制得的DBR层上进行涂胶、曝光、显影和坚膜，形成出2～10个P电极塞图形，然后再用HF腐蚀液刻蚀出2～10个P电极孔，所刻蚀P电极孔的深度刚好为DBR层的厚度，然后再去胶清洗甩干，最后再进行涂胶、曝光和显影，再用电子束蒸发台依次蒸镀Cr/Al/Ti/Au作为P电极塞，并且确保所形成的2～10个P电极塞制备在上述Ni/Ag金属电流扩展层上，P电极塞的厚度和DBR层的厚度相同；第六步，在第五步的蒸镀P电极塞完成之后，用蓝膜将无用的金属剥离，剥离之后清洗甩干，然后在上述制备好的DBR层上蒸镀键合金属层，另外在和蓝宝石衬底片子同样大小的硅片或铜片上蒸镀同样厚度的键合金属层，将完成了第一步至第五步工艺并蒸镀键合金属层的蓝宝石衬底片子和蒸镀有同样厚度键合金属层的同样大小的硅片或铜片在Bonding机里键合在一起；第七步，在第六步的Bonding机里键合之后，使用激光剥离技术将蓝宝石衬底片子的衬底从外延层上剥离下来，再进行涂胶、曝光和显影，再用电子束蒸发台蒸镀N电极，最后将无用的金属去除，最终完成垂直紫外LED芯片的制备。