[发明专利]一种非对称几何结构半导体芯片制备和使用方法

权利要求书

1.一种非对称几何结构半导体芯片制备和使用方法，其特征在于：包括带有凹槽的基板(3)，基板的凹槽里有剥离了蓝宝石或Si衬底(11)的无衬底芯片，无衬底芯片包括u-GaN(12)、n-GaN(13)、InGaN/GaN多量子阱(14)和p-GaN(15)，所述u-GaN(12)、n-GaN(13)、InGaN/GaN多量子阱(14)和p-GaN(15)共同形成了GaN外延片，所述GaN外延片的上方设置有ITO透明导电薄膜(16)，所述ITO透明导电薄膜(16)的上方设置有P电极一(17)，所述InGaN/GaN多量子阱(14)的上方且位于P电极一(17)的一侧设置有N电极(18)，芯片形状是截角长方体形成的不等边七面体，或不等边的五面体或六面体或其他形状，带凹槽的基板中凹陷的形状与所放置芯片在空间上互补，即芯片只能按照确定的方向才能放入该凹陷。

2.根据权利要求1所述的一种非对称几何结构半导体芯片制备和使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、利用MOCVD工艺在蓝宝石或Si衬底(11)上依次生长u-GaN(12)、n-GaN(13)、InGaN/GaN多量子阱(14)及p-GaN(15)，形成GaN外延片；

S2、采用电子束蒸发工艺对GaN外延片淀积ITO透明导电薄膜(16)；

S3、利用光刻和ICP刻蚀工艺将上述淀积有ITO透明导电薄膜(16)的GaN外延片刻蚀成多个分立的几何非对称芯片结构(截角长方体)，截角长方体形成的不等边七面体、不等边的五面体或六面体；

S4、对上述分立的几何非对称芯片结构淀积金属薄膜，通过光刻腐蚀工艺形成芯片的电极；

S5、通过激光剥离或化学腐蚀将蓝宝石或Si衬底(11)去除，形成无衬底GaN几何非对称芯片；

S6、对上述非对称GaN芯片封装或固晶时，通过机械振动或流体驱动使芯片定位到具有同样几何结构的带有凹槽的基板(3)的凹槽中。

3.根据权利要求2所述的一种非对称几何结构半导体芯片制备和使用方法，其特征在于：所述步骤S4中，通过光刻腐蚀工艺形成芯片的电极，如果是同面电极结构芯片，形成芯片的P电极一(17)和N电极(18)；如果是垂直结构芯片，形成芯片的P电极一(17)。

4.根据权利要求2所述的一种非对称几何结构半导体芯片制备和使用方法，其特征在于：所述步骤S6中，流体可以是水、乙醇、空气、氮气，在一定的压力下喷洒到芯片上，给芯片一定的机械推力使芯片移动到凹槽中，实现自对准工艺。该凹槽内部的底面可以覆盖有金属层，该金属层可以与芯片电极形成共晶欧姆接触，经过共晶焊或回流焊工艺，使芯片牢牢固定在凹槽中。

5.根据权利要求1所述的一种非对称几何结构半导体芯片制备和使用方法，其特征在于：带有凹槽的基板(3)，基板的凹槽里有剥离了n-GaAs(21)衬底的无衬底芯片，包括n-AlAs(22)和n+-GaInP(23)、n-AlGaInP电子传输层(24)、AlxGa1-xInP/AlyGa1-yInP多量子阱层(25)、p-AlGaInP电子传输层(26)和p+-GaInP欧姆接触层(27)，所述p+-GaInP欧姆接触层(27)的上方设置有P电极二(28)。