技术摘要：
本发明公开了一种Si基垂直LED芯片及其制备方法，从下往上依次包括第一衬底层、n‑GaN层、多量子阱层、p‑GaN层、反射层、电流阻挡层、键合层、键合金属层和第二衬底层；其中，键合金属层为厚度比为0.15～0.2：1的Ni和Sn。能有效解决传统LED芯片研磨减薄后芯片严重翘曲  全部
背景技术：
随着半导体器件对厚度要求的不断提高，芯片的尺寸及厚度在不断缩小，在芯片 研磨工艺完成后，芯片表面存在大量的结构性损伤导致芯片非常翘曲，翘曲严重的芯片在 流片过程中非常容易破片且不易操作，从而造成芯片良率严重的损失。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种Si基垂直结构及其制备方 法，解决传统LED芯片研磨减薄后芯片严重翘曲，以至于造成芯片易破片良率低、效率低的 问题，能够有效减轻LED芯片翘曲的程度。 本发明的目的采用如下技术方案实现： 一种Si基垂直LED芯片，从下往上依次包括第一衬底层、n-GaN层、多量子阱层、p- GaN层、反射层、电流阻挡层、键合层、键合金属层和第二衬底层；其中，键合金属层为厚度比 为0.15～0.2：1的Ni和Sn。 本LED芯片结构采用的NiSn的键合金属层，较之Au键合层具有明显的成本低廉的 优势，针对使用的NiSn键合层，通过改变键合层的Ni、Sn厚度比，传统Ni与Sn的厚度比一般 为0.3～0.4：1，而本技术方案中通过减少Ni的厚度来达到减少翘曲的影响，因为使用电子 束机台蒸发的Ni具有收缩的趋势，Ni金属会对芯片造成压应力，使得晶元变的弯曲，当晶片 被减薄至200um以下时，其强度会趋弱而不足以抵挡Ni的应力作用，从而会使得芯片更加弯 曲，而弯曲的芯片在后续的电性测试和划裂切割极易造成破片。而且在Ni和Sn的厚度比为 0.15～0.2：1配比下能有效阻挡Sn的渗透，从而保证LED芯片的可靠性。 进一步，在第二衬底层上键合的Ni的厚度为10nm～800nm。 再进一步，所述第二衬底层背后还设有金属背板，金属背板上加镀有厚度范围为 100nm～2000nm的Ni。由于加镀的Ni金属具有压应力，使之对LED芯片晶元有反向的拉力，以 抵消另外一面的压应力，使芯片翘曲趋于平整，从而起到改善LED芯片翘曲度的作用。 进一步，所述金属背板为Si板。 再进一步，所述反射层为Cr、Ti、Ni、Ag、Pt和Au中的一种或几种。 Si基垂直LED芯片的制备方法，包括以下步骤： 1)在第一衬底层的正面上依次生长n-GaN层、多量子阱层和p-GaN层，形成LED外延 片； 2)在步骤1)所得的LED外延片上的p-GaN层上蒸镀反射层金属，得到反射层，p-GaN 层与反射层相互形成欧姆接触，然后再依次制作电流阻挡层和键合层，得到LED外延结构； 3)在第二衬底层上沉积Ni和Sn形成键合金属层，形成基板，并将基板上的键合金 属层与步骤2)的LED外延结构的键合层键合，得到LED垂直芯片衬底； 3 CN 111599907 A 说　明　书 2/4 页 4)将步骤3)所得的LED垂直芯片衬底的第一衬底层磨削至600um初次减薄，第二衬 底层减薄至200um以下，先设置蓝膜贴片方向为15～45°，然后沿着LED芯片晶格方向研磨， 使得磨痕与LED芯片的平边平行，夹角为150～180°，得到LED晶片； 5)对步骤4)磨削后的LED晶片的第二衬底层进行两次抛光步骤，第一次抛光选用 体积比为1：1～5：5的HF、HNO3和CH3CHOOH的抛光液，抛光时间为3～5min；第二次抛光选用体 积比为1：0.2～0.5：5的HF、HNO3和CH3CHOOH的抛光液，抛光时间为2～5min；进行抛光后，放 入水槽冲洗，甩干；采用先进行一次化抛，接着进行二次化抛的方式降低抛光液对于LED芯 片边缘的腐蚀，从而提升了良率。 6)在步骤5)已经清洗干燥后的LED晶片的第二衬底层上蒸镀背金金属，得到Si基 垂直LED芯片。 相比现有技术，本发明的有益效果在于： (1)本发明的Si基垂直LED芯片优化了NiSn的键合金属层的合金配比，能够有效减 轻LED芯片翘曲的程度。 (2)制备Si基垂直LED芯片时采用沿晶格方向进行磨削，使得磨痕与LED芯片的平 边平行，夹角为150～180°，能有效释放LED芯片的内应力，改善翘曲度。 (3)制备Si基垂直LED芯片时采用两步化抛的方式，降低抛光液对于LED芯片边缘 的腐蚀，从而提升了良率。 附图说明 图1为LED外延结构的侧面示意图； 图2为基板侧面示意图； 图3为第二衬底层上的磨痕示意图。 图中：1、第一衬底层；2、n-GaN层；3、多量子阱层；4、p-GaN层；5、反射层；6、电流阻 挡层；7、键合层；8、基板；81、键合金属层；82、第二衬底层；83、磨痕。