[发明专利]一种倒装结构蓝光Mico-LED芯片设计制造方法

权利要求书

1.一种倒装结构蓝光Mico-LED芯片设计制造方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1.清洁蓝宝石衬底，在蓝宝石衬底上生长一层低温AlN成核层；

步骤2.在AlN成核层上生长一层Si掺杂n型GaN作为电流扩散层；

步骤3.在n型GaN上生长In_0.04Ga_0.96N/GaN超晶格应力释放层；

步骤4.在超晶格层上生长多量子阱层：每个周期包括一层In_0.04Ga_0.96N势垒层和一层In_0.17Ga_0.83N势阱层；

步骤5.在有源层上沉积一层p-GaN：Mg，继续沉积AlGaN作为电子阻挡层；

步骤6.在电子阻挡层上沉积重掺杂的p++InGaN：Mg和n++InGaN:Si，二者之间形成隧穿结；

步骤7.在隧穿层上沉积Si掺杂的n型GaN作为电流扩散层；

步骤8.清洗所得外延片，利用标准化光刻技术并采用BCl₃/Cl₂混合气体刻蚀n-GaN、p-GaN、MQWs层，形成直达n-GaN外延层的n型通孔阵列；

步骤9.在n-GaN上沉积ITO透明导电层，再使用ITO刻蚀液去除n型通孔中的ITO；

步骤10.在ITO上沉积整层DBR反射层，再采用CHF₃/Ar/O₂混合气体对DBR反射层表面n型通孔对应位置刻蚀n型接触孔阵列，n型接触孔与n型通孔为同心圆，直径略小于n型通孔，在DBR上刻蚀连通ITO的p电极孔，刻蚀深度直达n-GaN层；

步骤11.在n/p电极孔上蒸镀Cr/Pt/Au金属层，通过剥离工艺形成n焊盘和p焊盘；

步骤12.将倒装Mico-LED芯片焊接到高热导率的基板上。

2.如权利要求1所述的倒装结构蓝光Mico-LED芯片设计制造方法，其特征是，步骤6中重掺杂的p++InGaN：Mg和n++InGaN:Si厚度分别为20nm、10nm；掺杂浓度分别为1×10²⁰cm^﹣3、5×10²⁰cm^﹣3；p++InGaN：Mg和n++InGaN:Si形成的隧穿结的横截面为圆形，圆心位于外延层横截面中心，并在两侧留有距离；p++InGaN：Mg和n++InGaN:Si的截面形状相同，二者接触界面以及p++InGaN：Mg层上表面与AlGaN电子阻挡层表面平齐。

3.如权利要求1所述的倒装结构蓝光Mico-LED芯片设计制造方法，其特征是，步骤7中n-GaN外延层将隧穿层完全覆盖，隧穿层嵌入在n-GaN层之中，隧穿层上方有厚度为200nm的n-GaN。

4.如权利要求1所述的倒装结构蓝光Mico-LED芯片设计制造方法，其特征是，步骤10中n电极孔刻蚀深度直达AlN成核层上方的n-GaN层，p电极孔刻蚀深度直达将隧穿层包裹的n-GaN层；n、p电极孔位于隧穿层两侧，且电极孔未穿过p++InGaN：Mg和n++InGaN:Si形成的隧穿层。

5.如权利要求1所述的倒装结构蓝光Mico-LED芯片设计制造方法，其特征是，步骤1所述低温AlN成核层厚度为20nm；步骤2所述n-GaN的Si电流扩展层厚度为200nm；步骤3所述每个周期In_0.04Ga_0.96N/GaN厚度约为3nm，超晶格层厚度为100nm；步骤4所述每个周期中In_0.04Ga_0.96N势垒层厚度为8nm，In_0.17Ga_0.83N势阱层厚度为2.6nm，周期数为5；步骤5所述沉积一层p-GaN：Mg掺杂浓度为3×10¹⁹cm^﹣3，厚度为100nm；所述步骤8中标准化光刻技术并采用BCl₃/Cl₂混合气体刻蚀的n型通孔直径为3μm，n型通孔阵列为3×3，n型通孔圆心间距为7μm；所述步骤9中ITO透明导电层厚度为30nm。