[发明专利]一种晶圆级LED垂直芯片的制作方法

权利要求书

1.一种晶圆级LED垂直芯片的制作方法，其特征是：包括以下步骤：

1)Si图形衬底的制作：采用常规的匀胶、曝光、刻蚀工艺在Si衬底上实现图形的转移，得到Si图形衬底；所述Si图形衬底上的图形包括若干个按矩阵排列的方形凸块，每相邻的两个方形凸块之间均设有沟槽；所述方形凸块的边长为0.5-2mm，沟槽的宽度为10-15μm，沟槽的深度为5-10μm；

2)LED外延层的生长：Si图形衬底经清洗、N₂吹干后，采用薄膜沉积方法在Si图形衬底上生长LED外延层；所述LED外延层具有与Si图形衬底一致的图形形貌；

3)SiO₂阻隔层的制作：采用等离子体增强化学气相沉积方法，于LED外延层上沉积SiO₂层，采用常规的匀胶、曝光、刻蚀工艺，去除LED外延层的对应每个方形凸块位置上的SiO₂层,形成第一方形缺口，留下LED外延层的对应沟槽位置上的SiO₂层，形成SiO₂阻隔层；控制第一方形缺口的边长比方形凸块的边长小0.05-1μm；

4)防腐层的制作：采用蒸镀方法于LED外延层上依次蒸镀两种不同折射率的金属材料，两种不同折射率的金属材料以交替层叠的方式设置，得到金属反射层；所述金属反射层具有与Si图形衬底一致的图形形貌；

5)键合基板的准备：采用高掺平面Si衬底作为键合基板，通过蒸镀方法于键合基板的正反两面分别蒸镀金属Au层；所述金属Au层的厚度为0.5-1.5μm；

6)晶圆级键合：将步骤4)得到的Si图形衬底的金属反射层与步骤5)得到的高掺平面Si衬底的金属Au层采用晶圆级键合方法进行键合，键合物料为金锡合金；所述金属反射层和金属Au层共同构成LED垂直芯片的P电极；

7)Si图形衬底的剥离：采用减薄方法将Si图形衬底减薄至露出LED外延层；

8)N电极的制作：经有机溶剂清洗，采用常规的匀胶、曝光、刻蚀工艺，在经过步骤7)处理后露出的LED外延层表面上蒸镀预设的N电极。

2.根据权利要求1所述的晶圆级LED垂直芯片的制作方法，其特征是：步骤2)所述薄膜沉积方法是金属有机化学气相沉积、分子束外延、脉冲激光沉积中的一种或两者以上的组合。

3.根据权利要求1所述的晶圆级LED垂直芯片的制作方法，其特征是：步骤3)所述SiO₂阻隔层的厚度为10-100nm。

4.根据权利要求1所述的晶圆级LED垂直芯片的制作方法，其特征是：步骤4)所述蒸镀方法为电子束蒸镀、热蒸镀中的一种。

5.根据权利要求1所述的晶圆级LED垂直芯片的制作方法，其特征是：步骤4)所述金属反射层的厚度为10-50nm。

6.根据权利要求1所述的晶圆级LED垂直芯片的制作方法，其特征是：步骤5)所述高掺平面Si衬底的P掺电阻率为0.001-0.005Ω·cm，厚度为400-450μm。

7.根据权利要求1所述的晶圆级LED垂直芯片的制作方法，其特征是：步骤4)采用蒸镀方法于LED外延层上依次蒸镀10nm的Ti层、20nm的Ag层、10nm的Ti层、20nm的Ag层，得到金属反射层。

8.根据权利要求1所述的晶圆级LED垂直芯片的制作方法，其特征是：步骤5)所述蒸镀方法是电子束蒸镀、热蒸镀中的一种。

9.根据权利要求1所述的晶圆级LED垂直芯片的制作方法，其特征是：步骤7)所述的减薄方法是研磨、干法刻蚀、湿法腐蚀中的一种。

10.根据权利要求1所述的晶圆级LED垂直芯片的制作方法，其特征是：步骤8)中，在经过步骤7)处理后露出的LED外延层表面上依次蒸镀5nm的Cr金属层、15nm的Pt金属层、1μm的Au金属层作为N电极。