【CN110061107A】一种微米级二极管芯片及制备方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910336922.2

(22)申请日 2019.04.24

(71)申请人 深圳第三代半导体研究院

地址 518000 广东省深圳市龙华区观湖街

道虎地排121号锦绣大地11号楼

(72)发明人 田朋飞　闫春辉　周顾帆　方志来　

张国旗　

(74)专利代理机构 北京中知法苑知识产权代理

事务所(普通合伙) 11226

代理人 李明

(51)Int.Cl.

H01L 33/00(2010.01)

H01L 33/06(2010.01)

H01L 33/32(2010.01)

(54)发明名称

一种微米级二极管芯片及制备方法

(57)摘要

本发明提供一种微米级二极管芯片，包括：

第一台面，第二台面，氮化镓层，n -GaN层，应力释

放层，多量子阱发光层，p -GaN层，第一电极，第二

电极，绝缘层，所述第一台面与第二台面尺寸不

同。本发明避免原有LED输出光功率小，热膨胀率

和晶格常数同GaN失配大的技术问题，实现了在

同一块芯片上集成了通信，照明，探测等多种功

能的同时，

光提取效率高的技术效果。权利要求书2页 说明书6页 附图4页CN 110061107 A 2019.07.26

C N 110061107

A

权　利　要　求　书1/2页CN 110061107 A

1.一种微米级二极管芯片，其特征在于，包括：

第一台面，第二台面，氮化镓层，n-GaN层，应力释放层，多量子阱发光层，p-GaN层，电流扩展层，第一电极，第二电极，绝缘层，所述第一台面与第二台面尺寸不同。

2.一种如权利要求1所述的微米级二极管芯片，其特征在于，所述第一台面与第二台面中较大尺寸台面尺寸为100微米*100微米～1毫米*1毫米；所述第一台面与第二台面中较小尺寸台面尺寸为3微米*3微米～250微米*250微米。

3.一种如权利要求1所述的微米级二极管芯片，其特征在于，采用沉积微米尺寸的电流扩展层限制二极管发光面积的方法制备第二台面。

4.一种如权利要求1所述的微米级二极管芯片，其特征在于，所述第一台面为照片光源，所述第二台面为通信系统发射端，芯片背面为通信系统接收端。

5.一种微米级二极管芯片制备方法，其特征在于，包括：

步骤1：在衬底上通过曝光获得台面区域，所述台面区域包括第一台面；

步骤2：在所述台面区域采用沉积微米尺寸的电流扩展层限制二极管发光面积的方法获得第二台面；

步骤3：曝光定义隔离区域及电极区域。

6.一种如权利要求5所述微米级二极管芯片制备方法，其特征在于，所述步骤1包括：在蓝宝石衬底GaN基外延片的基础上均匀旋涂光刻胶，通过曝光定义台面区域，所述蓝宝衬底打磨抛光。

7.一种如权利要求5所述微米级二极管芯片制备方法，其特征在于，所述步骤2包括：

步骤1.1：采用湿法腐蚀的方法将无光刻胶区域的电流扩展层腐蚀至p-GaN表面；

步骤1.2：采用干法刻蚀的方法将无光刻胶区域刻蚀至n-GaN区域；

步骤1.3：去除残余光刻胶，重新均匀旋涂光刻胶并曝光获得所述台面区域，所述台面区域包括第一台面。

8.一种如权利要求5所述微米级二极管芯片制备方法，其特征在于，所述步骤2采用沉积微米尺寸的电流扩展层限制二极管发光面积的方法为：沉积减小ITO尺寸；或，采用CHF3等离子钝化p-GaN层；或，采用低能电子束辐照激活p-GaN参杂。

9.一种如权利要求5所述微米级二极管芯片制备方法，其特征在于，所述采用CHF3等离子钝化p-GaN层包括：

步骤2.1：采用湿法腐蚀的方法将无光刻胶区域的电流扩展层腐蚀至p-GaN表面；

步骤2.2：去除残余光刻胶，热退火令ITO与p-GaN形成欧姆接触；

步骤2.3：采用化学气相沉积的方法沉积SiO2绝缘层；

步骤2.4：定义第二台面。

10.一种如权利要求6所述微米级二极管芯片制备方法，其特征在于，所述步骤3包括：

步骤3.1：生长绝缘层；

步骤3.2:曝光定义绝缘层腐蚀区域；

步骤3.3：采用干法刻蚀或湿法腐蚀在腐蚀区域刻蚀隔离区域；

步骤3.4：去除残余光刻胶，重新均匀旋涂光刻胶并曝光，定义出电极区域；

步骤3.5：蒸镀Ni/Au金属层，去除残余光刻胶。

11.一种如权利要求6-10所述微米级二极管芯片制备方法，其特征在于，所述光刻胶为

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