《垂直型LED结构及其制作方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《垂直型LED结构及其制作方法.pdf（12页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN104064640A43申请公布日20140924CN104064640A21申请号201410317668922申请日20140704H01L33/00201001H01L33/4620100171申请人映瑞光电科技（上海）有限公司地址201306上海市浦东新区临港产业区鸿音路1889号72发明人张楠74专利代理机构上海思微知识产权代理事务所普通合伙31237代理人郑玮54发明名称垂直型LED结构及其制作方法57摘要本发明提出了一种垂直型LED结构及其制作方法，使用布拉格反射镜结构替换现有技术中的金属反射镜层作为反射镜，布拉格反射镜结构设有开口，能够确保接触层和金属键合层相。
2、连接，布拉格反射镜结构能够提高反射镜的热稳定性并且避免金属扩散，从而能够改善垂直型LED的良品率。进一步的，采用两种材质多层堆叠而成的布拉格反射镜结构，其中一层为高折射率，能够提高反射效率，使形成的垂直型LED发光效果更佳。51INTCL权利要求书2页说明书4页附图5页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书4页附图5页10申请公布号CN104064640ACN104064640A1/2页21一种垂直型LED制作方法，包括步骤提供生长衬底，在所述生长衬底上依次形成有外延层和接触层；在所述接触层表面形成布拉格反射镜结构，所述布拉格反射镜结构设有开口暴露出部分所述接触层。
3、；在所述布拉格反射镜结构以及暴露出的接触层表面形成金属键合层；在所述金属键合层上形成键合衬底；剥离所述生长衬底；形成N型电极。2如权利要求1所述的垂直型LED制作方法，其特征在于，所述布拉格反射镜结构由第一种材质和第二种材质交替堆叠而成，与接触层表面相接触的为第一种材质，所述第一种材质为TIO2，所述第二种材质为SIO2。3如权利要求2所述的垂直型LED制作方法，其特征在于，所述布拉格反射镜结构大于等于9对。4如权利要求1所述的垂直型LED制作方法，其特征在于，所述开口的为圆孔状或条状。5如权利要求4所述的垂直型LED制作方法，其特征在于，所述开口的大小为3微米50微米。6如权利要求1所述的垂。
4、直型LED制作方法，其特征在于，所述开口的总表面积占所述接触层总表面的350。7如权利要求1所述的垂直型LED制作方法，其特征在于，所述外延层包括依次形成的NGAN层、发光层和PGAN层。8如权利要求7所述的垂直型LED制作方法，其特征在于，在所述NGAN层上形成N型电极，在所述键合衬底上形成P型电极。9如权利要求1所述的垂直型LED制作方法，其特征在于，所述接触层为AZO、ITO或ZNO。10如权利要求9所述的垂直型LED制作方法，其特征在于，所述接触层的厚度范围是50NM100NM。11如权利要求1所述的垂直型LED制作方法，其特征在于，所述金属键合层为AU或AUSN。12如权利要求11所。
5、述的垂直型LED制作方法，其特征在于，所述金属键合层的厚度大于等于1M。13如权利要求1所述的垂直型LED制作方法，其特征在于，所述键合衬底为SI、CU、WCU或MOCU。14如权利要求1所述的垂直型LED制作方法，其特征在于，使用激光或者化学剥离所述生长衬底。15一种垂直型LED结构，采用如权利要求1至14中任意一种所述的垂直型LED制作方法形成，所述结构包括电极、键合衬底、键合金属、布拉格反射镜结构、接触层和外延层，其中，所述电极形成于所述外延层和键合衬底上，所述键合衬底与所述键合金属连接，所述布拉格反射镜结构与所述接触层和键合金属连接，所述布拉格反射镜结构具有开口，所述权利要求书CN10。
6、4064640A2/2页3键合金属通过开口与所述接触层连接，所述接触层与所述外延层连接。权利要求书CN104064640A1/4页4垂直型LED结构及其制作方法技术领域0001本发明涉及LED制作领域，尤其涉及一种垂直型LED结构及其制作方法。背景技术0002近年来，对于大功率照明发光二极管LIGHTEMITTINGDIODE，LED的研究已经成为趋势，然而传统同侧结构的LED芯片存在电流拥挤、电压过高和散热难等缺点，很难满足大功率的需求，而垂直LED芯片不仅可以有效地解决大电流注入下的拥挤效应，还可以缓解大电流注入所引起的内量子效率降低，改善垂直LED芯片的光电性能。0003目前垂直LED芯。
7、片的制备工艺主要为，在衬底上一般为蓝宝石材料生长GAN外延层，在该GAN基外延层上制作接触层和金属反光镜层，然后采用电镀或基板键合WAFERBONDING的方式制作导热性能良好的导热基板，同时也作为GAN基外延层的新衬底，再通过激光剥离的方法使蓝宝石衬底和GAN基外延层分离，外延层转移到金属基板上，这样使得LED芯片的散热性能会更好，之后再形成N型电极和P型电极。目前，在蓝宝石衬底上生长外延层后制作垂直结构LED通常采用激光剥离技术使外延层和蓝宝石衬底分离。0004具体的，请参考图1，图1为现有技术中垂直LED芯片的结构示意图；所述结构包括依次连接的P型电极10、键合衬底20、金属键合层30、。
8、金属反射镜层40接触层50、外延层60以及N型电极70。其中，所述金属反光镜层50的材质通常为AG或AL。0005然而，常规的金属反射镜层40存在热稳定性差、易扩散等问题，在LED芯片制程中，尤其是在高温退火工艺中，经常会造成金属团簇或扩散，金属团簇会造成金属反射镜层40的反射率降低及在LED芯片电极局部形成高阻态，从而使LED芯片的亮度降低或电压升高，整体LED芯片的光效降低。金属扩撒导致金属爬升至P/N结侧壁，造成LED芯片容易漏电，会影响LED芯片的使用寿命。发明内容0006本发明的目的在于提供一种垂直型LED结构及其制作方法，在保证反射率的情况下不使用金属反射镜层，避免金属扩散和团簇造。
9、成的不良影响。0007为了实现上述目的，本发明提出了一种垂直型LED制作方法，包括步骤0008提供生长衬底，在所述生长衬底上依次形成有外延层和接触层；0009在所述接触层表面形成布拉格反射镜结构，所述布拉格反射镜结构设有开口暴露出部分所述接触层；0010在所述布拉格反射镜结构以及暴露出的接触层表面形成金属键合层；0011在所述金属键合层上形成键合衬底；0012剥离所述生长衬底；0013形成N型电极。0014进一步的，在所述的垂直型LED制作方法中，所述布拉格反射镜结构由第一种材质和第二种材质交替堆叠而成，与接触层表面相接触的为第一种材质，所述第一种材质为说明书CN104064640A2/4页5。
10、TIO2，所述第二种材质为SIO2。0015进一步的，在所述的垂直型LED制作方法中，所述布拉格反射镜结构大于等于9对。0016进一步的，在所述的垂直型LED制作方法中，所述开口的为圆孔状或条状。0017进一步的，在所述的垂直型LED制作方法中，所述开口的大小为3微米50微米。0018进一步的，在所述的垂直型LED制作方法中，所述开口的总表面积占所述接触层总表面的350。0019进一步的，在所述的垂直型LED制作方法中，所述外延层包括依次形成的NGAN层、发光层和PGAN层。0020进一步的，在所述的垂直型LED制作方法中，在所述NGAN层上形成N型电极，在所述键合衬底上形成P型电极。0021。
11、进一步的，在所述的垂直型LED制作方法中，所述接触层为AZO、ITO或ZNO。0022进一步的，在所述的垂直型LED制作方法中，所述接触层的厚度范围是50NM100NM。0023进一步的，在所述的垂直型LED制作方法中，所述金属键合层为AU或AUSN。0024进一步的，在所述的垂直型LED制作方法中，所述金属键合层的厚度大于等于1M。0025进一步的，在所述的垂直型LED制作方法中，所述键合衬底为SI、CU、WCU或MOCU。0026进一步的，在所述的垂直型LED制作方法中，使用激光或者化学剥离所述生长衬底。0027进一步的，本发明还提出了一种垂直型LED结构，采用如上文所述的垂直型LED制作。
12、方法形成，所述结构包括电极、键合衬底、键合金属、布拉格反射镜结构、接触层和外延层，其中，所述电极形成于所述外延层和键合衬底上，所述键合衬底与所述键合金属连接，所述布拉格反射镜结构与所述接触层和键合金属连接，所述布拉格反射镜结构具有开口，所述键合金属通过开口与所述接触层连接，所述接触层与所述外延层连接。0028与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在使用布拉格反射镜结构替换现有技术中的金属反射镜层作为反射镜，布拉格反射镜结构设有开口，能够确保接触层和金属键合层相连接，布拉格反射镜结构能够提高反射镜的热稳定性并且避免金属扩散，从而能够改善垂直型LED的良品率。0029进一步的，采用两种材质多层堆。
13、叠而成的布拉格反射镜结构，其中一层为高折射率，能够提高反射效率，使形成的垂直型LED发光效果更佳。附图说明0030图1为现有技术中垂直LED芯片的结构示意图；0031图2为本发明一实施例中垂直型LED制作方法的流程图；0032图3至图8为本发明一实施例中垂直型LED制作过程中的剖面示意图；0033图9A至图9C为本发明一实施例中不同形状DBR结构的俯视图。具体实施方式说明书CN104064640A3/4页60034下面将结合示意图对本发明的垂直型LED结构及其制作方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此。
14、，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。0035为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。0036在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用。
15、非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。0037请参考图2，在本实施例中，提出了一种垂直型LED制作方法，包括步骤0038S100提供生长衬底，在所述生长衬底上依次形成有外延层和接触层；0039S200在所述接触层表面形成布拉格反射镜结构，所述布拉格反射镜结构设有开口暴露出部分所述接触层；0040S300在所述布拉格反射镜结构以及暴露出的接触层表面形成金属键合层；0041S400在所述金属键合层上形成键合衬底；0042S500剥离所述生长衬底；0043S600形成N型电极。0044具体的，请参考图3，在步骤S100中，所述生长衬底100通常为蓝宝石衬底，在所述生长衬底100。
16、上形成有外延层200，其中，所述外延层200包括依次形成的NGAN层、发光层和PGAN层；接着在所述外延层200上形成接触层300TCL，所述接触层300为透明导电薄膜，其材质为AZO、ITO或ZNO，其厚度范围是50NM100NM，例如是80NM。0045请参考图4，在步骤S200中，所述布拉格反射镜结构400DBR由两种材质交替堆叠而成，分别为第一种材质和第二种材质，其中与接触层300表面相接触的为第一种材质，第一种材质的折射率大于第二种材质的折射率，所述第一种材质的折射率较高，优选的，第一种材质的折射率大于24，在本实施例中，第一种材质为TIO2，第二种材质为SIO2，在本实施例的其它实。
17、施例中，两种材质可以为其它介质材料，符合上述要求的即可。为了增加发光反射效率，所述布拉格反射镜结构400大于等于18层，即第一种材质和第二种材质堆叠起来的层数大于等于18层，例如是26层；所述布拉格反射镜结构400大于等于9对，如图4所示，所述布拉格反射镜结构400个数越多，发光反射效果越佳。0046在步骤S200中，所述布拉格反射镜结构400之间的开口是通过刻蚀形成的，即先形成多层薄膜，然后依次刻蚀薄膜，形成开口。请参考图9A，图9A中显示出开口410为圆形，所述开口410需要暴露出所述接触层300，方便所述接触层300与后续的金属键合层欧姆接触；请参考图9B和图9C，图9B和图9C分别示意。
18、出不同类型的开口410，在本实施例中，所述开口410可以为圆孔状或条状，只要暴露出所述接触层300即可；所述开口410的大小为3微米50微米，例如10微米；所述开口410的总表面积占所述接触层300总表面的350，例如是20。说明书CN104064640A4/4页70047请参考图5，在步骤S300中，形成金属键合层500，所述金属键合层500需要通过开口410与所述接触层300欧姆接触，所述金属键合层500为AU或AUSN，其厚度大于等于1M，例如是3M，其用于后续与键合衬底进行键合。0048请参考图6，在步骤S400中，在所述金属键合层500上形成所述键合衬底600，所述键合衬底600的材。
19、质为SI、CU、WCU、MOCU或者CU的其他合金，所述键合衬底600与所述金属键合层500通过高温键合法进行键合，所述高温键合法的键合温度范围是150度320度，优选280度。0049请参考图7，在步骤S500中，使用激光或者化学剥离所述生长衬底100，由于键合衬底600材质为金属，其散热效果更佳，因此去除所述生长衬底100。0050请参考图8，在步骤S600中，形成电极，具体的，所述电极包括N型电极800和P型电极700，所述N型电极800与外延层300中的NGAN层相连，所述P型电极700与所述键合衬底600相连，从而获得垂直型LED。0051在本实施例的另外一面，还提出了一种垂直型LE。
20、D结构，如图8所示，采用如上文所述的垂直型LED制作方法形成，所述结构包括电极、键合衬底600、键合金属500、布拉格反射镜结构400、接触层300和外延层200，其中，N型电极800与外延层300中的NGAN层相连，P型电极700与所述键合衬底600相连，所述键合衬底600与所述键合金属500连接，所述布拉格反射镜结构400与所述接触层300和键合金属500连接，所述布拉格反射镜结构400具有开口，所述键合金属500通过开口与所述接触层300连接，所述接触层300与所述外延层200连接。0052综上，在本发明实施例提供的垂直型LED结构及其制作方法中，使用布拉格反射镜结构替换现有技术中的金属。
21、反射镜层作为反射镜，布拉格反射镜结构设有开口，能够确保接触层和金属键合层相连接，布拉格反射镜结构能够提高反射镜的热稳定性并且避免金属扩散，从而能够改善垂直型LED的良品率。进一步的，采用两种材质多层堆叠而成的布拉格反射镜结构，其中一层为高折射率，能够提高反射效率，使形成的垂直型LED发光效果更佳。0053上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。说明书CN104064640A1/5页8图1说明书附图CN104064640A2/5页9图2说明书附图CN104064640A3/5页10图3图4图5说明书附图CN104064640A104/5页11图6图7说明书附图CN104064640A115/5页12图8图9A图9B图9C说明书附图CN104064640A12。