一種垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前GaN基發(fā)光二極管(Light Emitting D1de，簡(jiǎn)稱LED)通常異質(zhì)外延在與之晶系結(jié)構(gòu)相容的藍(lán)寶石襯底上，但藍(lán)寶石襯底的電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率都較低，影響器件的電學(xué)特性和壽命。
[0003]為了解決藍(lán)寶石襯底對(duì)GaN基LED性能的限制，通常在藍(lán)寶石襯底上形成GaN基外延層之后，先在GaN基外延層上形成金屬反射層，并將金屬反射層與Si襯底鍵合，再采用激光剝離技術(shù)，在藍(lán)寶石襯底與GaN基外延層的接觸面進(jìn)行激光剝離，得到Si襯底的GaN基 LEiD0
[0004]在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問(wèn)題:
[0005]激光剝離對(duì)GaN基外延層有損傷，造成LED漏電，降低LED的良率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)對(duì)GaN基外延層有損傷的問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的制作方法。所述技術(shù)方案如下:
[0007]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的制作方法，所述制作方法包括:
[0008]在藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)外延層，所述外延層包括在所述藍(lán)寶石襯底上依次生長(zhǎng)的Al1 xGaxN緩沖層、N型層、發(fā)光層、P型層、金屬反光層，其中，O < x < I且x沿所述Al1 xGaxN緩沖層的生長(zhǎng)方向逐漸增大；
[0009]將所述金屬反光層與永久基板鍵合，所述永久基板采用導(dǎo)電材料；
[0010]采用激光技術(shù)在所述外延層上開(kāi)設(shè)從所述永久基板延伸到所述Al1 xGaxN緩沖層的劃道；
[0011]采用KOH溶液從所述劃道腐蝕所述外延層，將所述藍(lán)寶石襯底從外延層上剝離；
[0012]在所述Al1 xGaxN緩沖層上設(shè)置N電極；
[0013]采用劈裂技術(shù)將所述外延層和所述永久基板分割成多個(gè)發(fā)光二極管芯片，其中，所述永久基板為所述發(fā)光二極管芯片的P電極。
[0014]可選地，所述劃道的深度為10-200 μ m，各所述劃道之間的距離為0.01-lmm。
[0015]可選地，所述KOH溶液的溫度為30-100°C，所述KOH溶液的摩爾濃度為l-30mol/L0
[0016]可選地，所述金屬反光層為NiAg、Ag、Al、NiAl、CrAl、Au或者Pt。
[0017]在本發(fā)明一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述將所述金屬反光層與永久基板鍵合，包括:
[0018]采用粘合膠將所述金屬反光層與所述永久基板鍵合。
[0019]可選地，所述粘合膠為硅膠或者環(huán)氧樹(shù)脂。
[0020]在本發(fā)明另一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述將所述金屬反光層與永久基板鍵合，包括:
[0021 ] 在所述金屬反光層上形成第一金屬層；
[0022]在所述永久基板上形成第二金屬層；
[0023]采用高溫壓合所述第一金屬層和所述第二金屬層。
[0024]可選地，所述采用高溫壓合所述第一金屬層和所述第二金屬層，可以包括:
[0025]在200-400°C的溫度下，壓合所述第一金屬層和所述第二金屬層。
[0026]可選地，所述第一金屬層為Au，所述第二金屬層為AuSn ;或者，所述第一金屬層為AuSn，所述第二金屬層為Au ;或者，所述第一金屬層和所述第二金屬層均為AuSn ;或者，所述第一金屬層和所述第二金屬層均為Au。
[0027]可選地，所述導(dǎo)電材料為S1、Cu、Au或者Pt。
[0028]本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是:
[0029]通過(guò)采用KOH溶液從延伸到Al1 xGaxN緩沖層的劃道腐蝕外延層，Al1 xGaxN緩沖層中X沿Al1 xGaxN緩沖層的生長(zhǎng)方向逐漸增大，由于KOH溶液對(duì)Al1 xGaxN的腐蝕速率隨x的增大而降低，因此腐蝕后的Al1 xGaxN緩沖層的體積與藍(lán)寶石襯底接觸的部分最小，從而實(shí)現(xiàn)將藍(lán)寶石襯底從外延層上剝離。由于采用的是濕法腐蝕的方式，因此不會(huì)對(duì)GaN基外延層有損傷，提高了 LED的良率。
【附圖說(shuō)明】
[0030]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0031]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的制作方法的流程圖；
[0032]圖2a_圖2f是本發(fā)明實(shí)施例提供的制作發(fā)光二極管的過(guò)程中發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0034]實(shí)施例
[0035]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的制作方法，參見(jiàn)圖1，該制作方法包括:
[0036]步驟101:在藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)外延層。
[0037]在本實(shí)施例中，外延層包括在藍(lán)寶石襯底上依次生長(zhǎng)的Al1 xGaxN緩沖層、N型層、發(fā)光層、P型層、金屬反光層。其中，O < X < I且X沿Al1 xGaxN緩沖層的生長(zhǎng)方向逐漸增大。
[0038]圖2a為執(zhí)行步驟101后得到的LED的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I表示藍(lán)寶石襯底，2表不Al1 xGaxN緩沖層，3表不N型層，4表不發(fā)光層，5表不P型層，6表不金屬反光層。
[0039]具體地，N型層可以為N型GaN層，發(fā)光層可以為交替生長(zhǎng)的GaN層和InGaN層，P型層可以為P型GaN層。
[0040]可以理解地，Al1 xGaxN緩沖層降低GaN直接在藍(lán)寶石襯底上沉積導(dǎo)致的晶格失配問(wèn)題，有利于提高外延生長(zhǎng)質(zhì)量，提高了 LED芯片的發(fā)光效率。
[0041]優(yōu)選地，P型層與金屬反光層之間采用歐姆接觸，降低了 LED芯片的電壓。
[0042]可選地，金屬反光層可以為NiAg、Ag、Al、NiAl、CrAl、Au或者Pt。
[0043]優(yōu)選地，金屬反光層可以為NiAg。由于Ni可以與P型GaN之間形成歐姆接觸，因此可以降低LED的電壓。
[0044]在實(shí)際應(yīng)用中，金屬反光層可以采用濺射技術(shù)形成在P型層上。
[0045]步驟102:將金屬反光層與永久基板鍵合。
[0046]圖2b為執(zhí)行步驟102后得到的LED的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I表示藍(lán)寶石襯底，2表不Al1 xGaxN緩沖層，3表不N型層，4表不發(fā)光層，5表不P型層，6表不金屬反光層，7表不永久基板。
[0047]在本實(shí)施例中，永久基板采用導(dǎo)電材料。
[0048]可選地，導(dǎo)電材料可以為S1、Cu、Au或者Pt。
[0049]優(yōu)選地，導(dǎo)電材料可以為Si，實(shí)現(xiàn)成本低、應(yīng)用廣泛、穩(wěn)定性好。
[0050]需要說(shuō)明的是，Si對(duì)藍(lán)綠光的吸收系數(shù)較高，此時(shí)可以通過(guò)金屬反光層將射向永久基板(Si)的光反射，以減小永久基板對(duì)藍(lán)綠光的吸收，提高出光效率。
[0051]在本實(shí)施例中的一種實(shí)現(xiàn)方式中，該步驟102可以包括:
[0052]采用粘合膠將金屬反光層與永久基板鍵合。
[0053]可選地，粘合膠可以為硅膠或者環(huán)氧樹(shù)脂。
[0054]在本實(shí)施例中的另一種實(shí)現(xiàn)方式中