[發明專利]垂直型LED的制作方法

有效

• 申請號: 201410318634.1
• 申請日: 2014-07-04
• 公開（公告）號: CN104064642B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 張宇;童玲;張瓊;呂孟巖;張楠
• 申請（專利權）人: 映瑞光電科技（上海）有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/14
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及LED制作領域，尤其涉及一種垂直型LED的制作方法。

背景技術

近年來，對于大功率照明發光二極管(Light-Emitting Diode，LED)的研究已經成為趨勢，然而傳統同側結構的LED芯片存在電流擁擠、電壓過高和散熱難等缺點，很難滿足大功率的需求，而垂直LED芯片不僅可以有效地解決大電流注入下的擁擠效應，還可以緩解大電流注入所引起的內量子效率降低，改善垂直LED芯片的光電性能。

目前垂直LED芯片的制備工藝主要為，在襯底上(一般為藍寶石材料)生長GaN在該GaN基外延層上制作接觸層和金屬反光鏡層，然后采用電鍍或基板鍵合(Wafer bonding)的方式制作導熱性能良好的導熱基板，同時也作為GaN基外延層的新襯底，再通過激光剝離的方法使藍寶石襯底和GaN基外延層分離，外延層轉移到金屬基板上，這樣使得LED芯片的散熱性能會更好，之后再形成N型電極。由于垂直LED芯片電流垂直流過整個器件，在高電流驅動下N電極下面的光將會被N電極吸收而降低垂直結構的發光強度。為了解決這一問題，人們用SiO2作為介質電流阻擋層。

具體的，請參考圖1a和圖1b，圖1a和圖1b為現有技術中垂直型LED芯片形成介質電流阻擋層的結構示意圖；所述垂直LED芯片依次包括：P電極10、P-GaN20、量子阱30和N-GaN40，其中，所述P-GaN20、量子阱30和N-GaN40稱之為外延層，在所述N-GaN40上形成材質為SiO₂的介質電流阻擋層50，然后對其進行刻蝕，僅保留部分介質電流阻擋層50，接著，在保留的介質電流阻擋層50上形成N電極60，所述N電極60全部覆蓋保留的介質電流阻擋層50，并且與所述N-GaN40保持歐姆接觸，借助于所述保留的介質電流阻擋層50的阻擋作用，可以減少N-GaN40與N電極40之間的電流擁擠以及N電極下面的光將會被N電極吸收而降低垂直結構的發光強度的問題。

然而，這種工藝需要額外沉積SiO₂，并且還需要對沉積的SiO₂進行刻蝕，這一工藝不但復雜而且增加工藝成本，不利于降低成本的量產。

發明內容

本發明的目的在于提供一種垂直型LED的制作方法，無需額外形成二氧化硅，使用現有的未摻雜層作為電流阻擋層，能夠降低生產陳本。

為了實現上述目的，本發明提出了一種垂直型LED的制作方法，包括步驟：

提供生長襯底，在所述生長襯底上形成有外延層，所述外延層包括未摻雜層；

在所述外延層表面依次形成金屬電極和鍵合襯底；

剝離所述生長襯底，暴露出所述未摻雜層；

刻蝕所述未摻雜層，保留部分未摻雜層作為電流阻擋層；

形成N電極，所述N電極覆蓋所述保留的未摻雜層，并且與所述外延層形成歐姆接觸。

進一步的，在所述的垂直型LED的制作方法中，所述外延層包括P-GaN、量子阱和N-GaN，所述P-GaN與所述金屬電極相連，所述量子阱形成于所述P-GaN和N-GaN之間。

進一步的，在所述的垂直型LED的制作方法中，在刻蝕所述未摻雜層之后，形成N電極之前，對所述N-GaN表面進行粗化處理。

進一步的，在所述的垂直型LED的制作方法中，所述粗化處理采用濕法刻蝕處理，使用的溶液為KOH或H₂SO₄。

進一步的，在所述的垂直型LED的制作方法中，所述金屬電極依次包括電流擴展層、反射鏡以及金屬鍵合層，所述電流擴展層與所述P-GaN相連，所述反射鏡位于所述電流擴展層和金屬鍵合層之間。

進一步的，在所述的垂直型LED的制作方法中，所述電流擴展層的材質為ITO、ZnO或AZO。

進一步的，在所述的垂直型LED的制作方法中，所述反射鏡的材質為Al或Ag。

進一步的，在所述的垂直型LED的制作方法中，所述金屬鍵合層的材質為Au-Au或Au-Sn。

進一步的，在所述的垂直型LED的制作方法中，所述電流阻擋層的厚度范圍是100nm～1000nm。

進一步的，在所述的垂直型LED的制作方法中，所述電流阻擋層的尺寸比所述N電極的尺寸小5μm～10μm。

進一步的，在所述的垂直型LED的制作方法中，所述N電極的材質為Ni、Au、Al、Ti、Pt、Cr、Ni/Au合金、Al/Ti/Pt/Au合金或Cr/Pt/Au合金。