[发明专利]一种微米尺寸倒装LED芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种微米尺寸倒装LED芯片，其特征是制备该LED芯片的GaN外延层是台型结构，台型结构的台基和台面都呈圆台型，台基上分布有n-电极圆环，台面顶部的边缘分布有电流扩展圆环，电流扩展圆环顶部的边缘和台型结构的侧壁设有钝化层，台面顶部和钝化层侧壁覆盖p-反射电极层。

2.如权利要求1所述的一种微米尺寸倒装LED芯片，其特征是LED芯片是倒装结构，从下至上依次包括衬底、缓冲层、非故意掺杂GaN层、n-GaN层、量子阱层、p-GaN层、芯片边缘的电流扩展圆环，n-GaN层包括台基和台面，台基的上表面边缘设有n-电极层即所述n-电极圆环；芯片边缘的电流扩展圆环设在p-GaN层顶部的边缘，缓冲层、非故意掺杂GaN层、n-GaN层、量子阱层、p-GaN层、芯片边缘的电流扩展圆环、n-电极层一起叠成后的侧壁设有钝化层，芯片边缘的电流扩展圆环、n-电极层的上表面也设有钝化层，p-GaN层顶部除芯片边缘的电流扩展圆环外的部位被p-反射电极层覆盖，钝化层的外侧壁也被p-反射电极层覆盖。

3.如权利要求1所述的一种微米尺寸倒装LED芯片，其特征是所述台面顶部的直径是微米数量级，数值为10 μm ~ 100 μm；所述圆台侧壁与底边的夹角的范围是20^o-50^o。

4.如权利要求1所述的一种微米尺寸倒装LED芯片，其特征是所述电流扩展圆环的外边界与台面顶部的边界的距离小于5 μm；所述电流扩展圆环即电流扩展层在蓝光和绿光波段具有高透过率，与GaN形成低欧姆接触电阻，且在300℃的温度下不会发生离子扩散。

5.如权利要求1所述的一种微米尺寸倒装LED芯片，其特征是所述钝化层由介质绝缘层和分布布拉格反射镜层组成，所述分布布拉格反射镜的周期数不小于1，周期结构的低折射率材料/高折射率材料是SiO₂/SiN_x。

6.如权利要求1所述的一种微米尺寸倒装LED芯片，其特征是所述p-反射电极层的结构形式依次为粘附层/反射层/阻挡层/保护层，所述粘附层是Ni、Cr、Ti中的一种，所述反射层是Ag、Al中的一种，所述阻挡层是Ni、Cr、Ti中的一种，所述保护层是Au、TiN中的一种。

7.制备如权利要求1所述一种微米尺寸倒装LED芯片的方法，其特征在于包括如下步骤：

（7-1）在LED的GaN外延层上沉积电流扩展层，并高温退火进行合金，再通过普通紫外光刻技术形成光刻胶掩模层，然后进行湿法腐蚀，并适当的侧向腐蚀使得电流扩展层的横向尺寸小于光刻胶掩模层的横向尺寸；

（7-2）以步骤（7-1）制备的光刻胶掩模层作为刻蚀台型结构的掩模层，通过干法刻蚀制备台面结构，暴露n-GaN层，然后去除光刻胶；

（7-3）在步骤（7-2）所述的台面结构上形成掩模层，掩模层的横向尺寸大于台面的横向尺寸，再进行干法刻蚀制备台基结构，暴露衬底，然后去除掩模层；

（7-4）通过普通紫外光刻技术和金属剥离技术在步骤（7-3）所述的台基上制备n-电极圆环；

（7-5）通过介质薄膜沉积技术在步骤（7-2）所述的台面结构和步骤（7-3）所述的台基结构的顶部和侧壁沉积钝化层；再通过普通紫外光刻技术形成光刻胶掩模层，掩模层在台面结构的顶部有一个圆形开口；然后对钝化层进行湿法腐蚀，并适当的侧向腐蚀，使得钝化层在台面结构顶部的圆形开口的横向尺寸大于掩模层圆形开口的横向尺寸；

（7-6）以步骤（7-5）制备的光刻胶掩模层作为掩模层，通过干法刻蚀电流扩展层，使得电流扩展层在台面结构的顶部有一个圆形开口，暴露电流扩展层下面的p-GaN层，然后去除光刻胶；

（7-7）通过普通紫外光刻技术和金属剥离技术在步骤（7-2）所述的台面结构的顶部和步骤（7-5）所述的钝化层的侧壁制备p-反射电极层。

8.如权利要求7所述的方法，其特征是所述步骤（7-3）的掩模层是光刻胶、介质层、介质层/光刻胶复合掩模层中的一种；所述介质层是SiO₂和SiN中的一种，掩模层制备方法是化学气相沉积、电子束蒸发和磁控溅射中的一种；所述介质层/光刻胶复合掩模层的制备方法是，先沉积介质层再旋涂光刻胶，然后通过普通紫外光刻形成光刻胶掩模层，再对介质层进行湿法腐蚀，并适当的侧向腐蚀使得介质层的横向尺寸小于光刻胶掩模层的横向尺寸。

9.如权利要求7所述的方法，其特征是所述步骤（7-5）的钝化层由两步工艺制备，先采用化学气相沉积介质绝缘层，再采用光学镀膜机沉积分布布拉格反射镜层。