[發(fā)明專利]一種垂直結(jié)構(gòu)的LED芯片

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210200435.1
• 申請日: 2012-06-15
• 公開（公告）號: CN102694092A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張昊翔;封飛飛;萬遠濤;金豫浙;李東昇;江忠永
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州士蘭明芯科技有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/02
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電信息技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種垂直結(jié)構(gòu)的LED芯片。

背景技術(shù)

半導體發(fā)光二極管(LED)是一種新型固態(tài)冷光源，具有效率高、壽命長、體積小、電壓低等諸多優(yōu)點，尤其是在節(jié)能環(huán)保方面，LED相比普通白熾燈和熒光燈具有明顯的優(yōu)勢。目前LED已經(jīng)廣泛應用于人們的日常生活中，交通紅綠燈、車頭燈、戶外顯示器、手機背光源，電器的指示燈和照明路燈都已經(jīng)開始采用LED。未來LED代替?zhèn)鹘y(tǒng)光源成為主要照明光源已經(jīng)成為共識，然而要代替?zhèn)鹘y(tǒng)光源，LED在亮度和散熱性能兩方面還需要進一步的改善。

目前LED芯片外延層都是采用金屬有機物化學氣相沉積技術(shù)(MOCVD)在同質(zhì)或異質(zhì)襯底上制備，因為襯底吸光和導熱差，對LED芯片亮度和散熱性能造成很大的影響。基板轉(zhuǎn)移技術(shù)是將外延層轉(zhuǎn)移到導熱性好的基板上，然后在外延層上制造反射層，最后將原來的襯底和外延層剝離。在基板轉(zhuǎn)移技術(shù)中，因為采用了導熱性能好的基板，可以有效提高LED芯片的散熱性能，同時因為反射層的存在，提高了LED芯片的出光效率從而提高了LED芯片的亮度。

但在基板轉(zhuǎn)移過程中，若應力控制不當，外延層張應力過大，會導致外延層龜裂；若外延層受到壓應力過大，則引發(fā)的極化場會影響LED的光電性能，而且應力控制不當，會使襯底剝離受到影響，使剝離良率大大降低。常常因為外延層應力過大出現(xiàn)外延層龜裂，最終導致襯底剝離的良率大大降低，目前外延層轉(zhuǎn)移一般都是轉(zhuǎn)移到單層基板上，由于基板和外延也存在較大的膨脹系數(shù)，所以轉(zhuǎn)移后也會導致外延層受到較大應力。

為了解決基板轉(zhuǎn)移技術(shù)中的襯底剝離良率低下的問題，有必要開發(fā)一種垂直結(jié)構(gòu)的LED芯片及其制造方法，以提高襯底剝離良率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種垂直結(jié)構(gòu)的LED芯片，以解決基板轉(zhuǎn)移技術(shù)中的襯底剝離良率低下的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種垂直結(jié)構(gòu)的LED芯片，包括：

外延層；

形成于所述外延層的表面上的第一基板，用于緩沖所述外延層和第一基板之間的應力；以及

形成于所述第一基板上的第二基板，用于支撐所述垂直結(jié)構(gòu)的LED芯片。

可選的，所述第一基板的厚度與所述外延層的厚度差小于等于5μm。

可選的，所述第一基板的厚度范圍為4μm～20μm。

可選的，所述外延層的厚度范圍為4μm～20μm。

可選的，所述第一基板的膨脹系數(shù)與所述外延層的膨脹系數(shù)差小于等于3%。

可選的，所述第一基板的材料為鉻、鎳、鎢、鉬、鈦、銅、金、鉑、銀、鉭、鈮、釩、鋁、硅中的一種或兩種以上組合形成的合金。

可選的，所述第一基板的材料為鋁硅合金，鋁占所述鋁硅合金的質(zhì)量百分比為15%-25%。

可選的，所述第一基板的材料為鎢銅合金，銅占所述鎢銅合金的質(zhì)量百分比為7%-12%。

可選的，所述第二基板的厚度與所述襯底的厚度差小于等于5μm。

可選的，所述第二基板的厚度范圍為80μm～500μm。

可選的，所述第二基板的膨脹系數(shù)與所述襯底的膨脹系數(shù)差小于等于3%。

可選的，所述第二基板的材料為鉻、鎳、鎢、鉬、鈦、銅、金、鉑、銀、鉭、鈮、釩、鋁、硅中的一種或兩種以上組合形成的合金。

可選的，所述第二基板的材料為鋁硅合金，鋁占所述鋁硅合金的質(zhì)量百分比為35%-45%。

可選的，所述第二基板的材料為鎢銅合金，銅占所述鎢銅合金的質(zhì)量百分比為15%-25%。

可選的，所述外延層包括：

N型氮化鎵層；

形成于所述N型氮化鎵層之上的放光層；以及

形成于所述發(fā)光層之上的P型氮化鎵層。

可選的，所述垂直結(jié)構(gòu)的LED芯片還包括：

形成于所述P型氮化鎵層之上的接觸層；

形成于所述接觸層之上的反射層；

形成于所述反射層之上的防擴散層；

形成于所述第二基板之上的P型第二電極；以及

形成于所述外延層背面的N型第二電極。

在本發(fā)明中采用了第一基板和第二基板的復合基板，選擇膨脹系數(shù)和外延層接近的第一基板的作為過渡基板，同時選擇膨脹系數(shù)和襯底接近的第二基板的作為支撐基板，通過調(diào)整第一基板和第二基板的膨脹系數(shù)可以有效的調(diào)整外延層所受的應力，使得外延層在襯底剝離步驟中應力能夠得到適當?shù)尼尫牛瑴p小因此產(chǎn)生的外延層龜裂現(xiàn)象，從而提高襯底剝離良率，減小芯片漏電，提高芯片可靠性。

附圖說明