[發明專利]一種垂直結構發光二極管及其薄膜與襯底剝離的方法

無效

• 申請號: 201110165057.3
• 申請日: 2011-06-20
• 公開（公告）號: CN102214749A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發明（設計）人: 云峰
• 申請（專利權）人: 云峰
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/12;H01L33/06
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

1.一種垂直結構發光二極管的薄膜與襯底剝離的方法，其特征在于：該方法利用化學濕法進行剝離，至少包括以下步驟：

１）在外延生長襯底（11）上預先掩埋生長氧化鋅緩沖層（12），再在外延生長襯底（11）上制備LED外延片，然后通過干法刻蝕工藝對外延片進行臺面刻蝕，對外延片進行選擇性圖形刻蝕，完成LED芯片按照設計的尺寸和間隔進行的芯片級分離，刻蝕深度至少透過外延層薄膜；

２）在外延片表面的P-面按照芯片設計的圖形制作反光鏡、歐姆電極層、金屬鍵合粘附層和縱橫交錯的無反光鏡、無歐姆電極和無金屬鍵合粘附層的空白區域；

３）將外延片通過金屬鍵合工藝反轉到另外一種導熱基板（203）上；

４）將鍵合好的外延片在化學腐蝕槽中進行液體化學腐蝕，液體化學試劑通過芯片間的空隙及預留的空白區域，對ZnO緩沖層進行腐蝕，待ZnO緩沖層完全被腐蝕掉時，外延生長襯底和LED薄膜分開，LED薄膜留在反轉基板上，而外延生長襯底自動脫落，形成可制作垂直結構LED器件的結構，此時N-型半導體暴露在表面；

５）通過制作N-型電極、N-型表面織構化、表面刻蝕，完成垂直結構LED的制作。

2.根據權利要求1所述的一種垂直結構發光二極管的薄膜與襯底剝離的方法，其特征在于：所述ZnO緩沖層（12）的生長工藝包括但不限于金屬有機化學氣相外延，分子束外延、原子層外延、脈沖激光濺射；ZnO緩沖層（12）與后續的LED薄膜在同一臺生長設備中完成或者預先在襯底上淀積備用；ZnO的厚度在0.1微米到100微米之間。

3.根據權利要求1或2所述的一種垂直結構發光二極管的薄膜與襯底剝離的方法，其特征在于：所述導熱基板是預先成型的并蒸鍍好鍵合金屬層的基板，包括但不限于Si、AlSi、Cu、CuMo、CuW，或者是采用涂覆不定型或流質的導熱材料再熱定型的導熱基板。

4.根據權利要求3所述的一種垂直結構發光二極管的薄膜與襯底剝離的方法，其特征在于：所述化學試劑，包括但不限于鹽酸稀釋液，在室溫或高于室溫低于100C的溫度下，在超聲波振動的輔助下，化學試劑從LED芯片溝槽側向流入外延片。

5.一種垂直結構發光二極管，其特征在于：包括

一外延生長襯底（11），

一ZnO緩沖層（12），位于該外延生長襯底（11）上，

一GaN緩沖層（13），位于該ZnO緩沖層（12）上，

一N型GaN層（14），位于GaN緩沖層（13）上，

一周期性多層發光區-量子阱（15），位于該N型GaN層（14）上，

一電子阻擋層（16），位于該周期性多層發光區-量子阱（15）上，

一P型GaN層（17），位于該電子阻擋層（16）上。

6.根據權利要求5所述的一種垂直結構發光二極管，其特征在于：所述LED的外延生長襯底的選取包括但不限于藍寶石、氮化鋁、氮化鎵、硅、碳化硅，其晶向包括但不限于0001等極化、半極化和非極化方向；所選襯底包含圖形化的表面結構。

7.根據權利要求5或6所述的一種垂直結構發光二極管，其特征在于：所述N型GaN層上設置有N-面電極金屬層，與N型層半導體材料形成歐姆接觸，為單一或多層金屬結構，包括但不限于鈦，鋁，金，釩和其合金。