垂直式發(fā)光二極管的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管的制造方法，特別涉及一種垂直式發(fā)光二極管的制造 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)光二極管（LED)的結(jié)構(gòu)有橫向結(jié)構(gòu)和垂直式結(jié)構(gòu)。垂直式的發(fā)光二極管的兩個 電極分別位于發(fā)光二極管的兩側(cè)，通過電極的電流大部分會流過LED的外延層，橫向流動 的電流很少，使得垂直式的LED芯片的發(fā)光效率較高。
[0003] 目前制造垂直式的L邸時，需要將L邸結(jié)構(gòu)結(jié)合到另一種導電基板上，最后分離成 長L邸半導體層的基體而得到垂直式的LED。目前將基體分離一般采用激光剝離技術(shù)、化學 濕式剝離技術(shù)或者機械式剝離技術(shù)，然而W上的剝離技術(shù)都需要采用精密度高、成本高昂 的分離設(shè)備，使得制造垂直式的L邸芯片成本高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 有鑒于此，有必要提供一種成本較低LED的制造方法。
[0005] -種垂直式發(fā)光二極管的制造方法，包括如下步驟： 提供一基體，在基體的第一表面表面形成多個凸起； 在所述凸起外表面形成一氮化鉛層； 加熱氮化鉛層，使氮化鉛層結(jié)晶； 將凸起從氮化鉛層內(nèi)脫離； 在氮化鉛層外成長緩沖層，所述緩沖層包括底部及遠離基體第一表面的頂部，所述底 部與所述頂部之間間隔形成有空隙，所述氮化鉛層穿過底部、空隙而深入頂部； 在所述基體緩沖層上依次成長N-GaN層、發(fā)光活性層和P-GaN層，從而獲得發(fā)光二極管 磊晶結(jié)構(gòu)； 提供導電基體，將所述發(fā)光二極管磊晶結(jié)構(gòu)粘結(jié)于所述導電基板上； 提供分離板，將所述分離板固定于導電基板上，施加外力于分離板使緩沖層的頂部 及底部自空隙處分離而氮化鉛層從空隙處折斷而將基體從上述發(fā)光二極管磊晶結(jié)構(gòu)中分 離； 使用物理蝕刻的方式蝕刻緩沖層直至至n-GaN層并在n-GaN層上設(shè)置N電極。
[0006] 本發(fā)明所述垂直式發(fā)光二極管制造方法相比常規(guī)的制造技術(shù)具有操作簡便、制作 容易、制造成本低的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0007] 圖1及圖4-14為本發(fā)明垂直式發(fā)光二極管制造方法流程圖。
[0008] 圖2為圖1所示垂直式發(fā)光二極管制造過程中所述凸起的俯視圖。
[0009] 圖3為圖1所示垂直式發(fā)光二極管制造過程中所述凸起的另一俯視圖。
[0010] 主要元件符號說明
如下【具體實施方式】將結(jié)合上述附圖進一步說明本發(fā)明。
【具體實施方式】
[0011] 本發(fā)明涉及一種垂直式發(fā)光二極管120的制造方法，其步驟如下： 步驟一：如圖1所示，提供一基體10,在基體10上形成多個凸起12。
[0012] 在本實施例中，所述基體10采用藍寶石材料，其包括一第一表面101和與第一表 面101相對的一第二表面102。
[0013] 請同時參考圖2,在本實施例中，所述的多個凸起12形成在基體10的第一表面 101上，在本發(fā)明中，所述凸起12呈非連續(xù)的點狀分布，凸起12的材料為光致抗阻劑，可W 理解的，如圖3所示，凸起12形成在基體10的第一表面101上且所述凸起12呈連續(xù)的條 狀分布。形成所述凸起12采用黃光微影技術(shù)蝕刻形成。
[0014] 步驟二：如圖4所示，在凸起12外表面形成氮化鉛（AlN)層13。
[0015] 氮化鉛層13形成在所述凸起12外表面及基體10的第一表面101，在本實施例中， 所述氮化鉛層13的厚度均勻，且厚度在80納米-180納米之間，優(yōu)選的，氮化鉛層13的厚 度為120納米； 步驟H ;如圖5,加熱氮化鉛層13,使氮化鉛層13結(jié)晶。
[0016] 所述加熱氮化鉛層13使其結(jié)晶的溫度為700-91(TC，加熱時間為70-100分鐘，優(yōu) 選的，加熱氮化鉛層13使其結(jié)晶的溫度為80(TC，加熱時間為90分鐘。
[0017] 步驟四：如圖6,再次加熱氮化鉛層13,將所述凸起12從氮化鉛層13內(nèi)脫離。
[0018] 在本發(fā)明中，所述再次加熱氮化鉛層13的溫度為1000-lll(rc，加熱時間為7-11 小時，優(yōu)選的，所述再次加熱氮化鉛層13的溫度為mere，加熱時間為9小時，所述凸起12 從氮化鉛層13中脫離后使氮化鉛層13圍成多個空腔，所述氮化鉛層13為連續(xù)彎折的片 體，其包括多個阻擋結(jié)構(gòu)131 W及連接多個阻擋結(jié)構(gòu)131的連接部132。
[0019] 步驟五：如圖7-8所示，在氮化鉛層13外形成一覆蓋氮化鉛層13的緩沖層20。所 述續(xù)沖層20包括成長在第一表面101上的底部201及遠離第一表面101的頂部202,所述 底部201與所述頂部202之間間隔形成有空隙21。
[0020] 所述緩沖層20由不滲雜的氮化嫁材料制成，本發(fā)明中需要在緩沖層20中添加 H 甲基嫁燈MG)和氨（畑3)，并且調(diào)節(jié)緩沖層中S甲基嫁燈MG)和氨（N冊）的濃度比TMG/N冊 為3200-4100,優(yōu)選的，調(diào)節(jié)H甲基嫁燈MG)和氨（畑3)的濃度比例TMG/N冊為3600,在本 發(fā)明中形成空隙21過程為首先在第一表面101上形成底部201 W及在遠離第一表面101 上形成多個覆蓋氮化鉛層13的頂部202,所述多個頂部202因 H甲基嫁燈MG)和氨（畑3) 作用而側(cè)向生長連接在一起，進而使得頂部202與底部201之間間隔形成空隙21。所述多 個阻擋結(jié)構(gòu)131穿過底部201及空隙21而使其頂端收容在頂部202中。
[0021] 步驟六：如圖9,在緩沖層20之上依次成長N-GaN層30、發(fā)光活性層40和P-GaN 層50從而得到發(fā)光二極管磊晶結(jié)構(gòu)100。
[0022] 成長上述的N-GaN層30、發(fā)光活性層40和P-GaN層50可采用有機金屬化學氣相 沉積法、射頻磁控瓣錐法、化學氣相沉積法、物理氣相沉積法、原子層沉積法、分子束沉積法 方法中的任何一種。
[002引步驟走：如圖10,依次在P-GaN層50上形成一層金屬連接層60和一層金屬反射 層70。
[0024] 形成金屬連接層60和金屬反射層70可采用賤錐的方式，所述金屬連接層60的材 料優(yōu)選為Ni或者Ag。
[00巧]步驟八：如圖11，提供一導電基板80,并在導電基板80上形成一層金屬粘著劑 81。
[0026] 所述導電基板80為砍基板、銅鶴基板或者碳化砍基板中的一種。
[0027] 步驟九：如圖12,將上述步驟形成的發(fā)光二極管磊晶結(jié)構(gòu)100旋轉(zhuǎn)180度，將發(fā)光 二極管磊晶結(jié)構(gòu)100具有金屬反射層70的一側(cè)與導電基板80錐有金屬粘著劑81的一側(cè) 粘結(jié)成一體，從而發(fā)光二極管磊晶結(jié)構(gòu)110。
[0028] 本實施例中發(fā)光二極管磊晶結(jié)構(gòu)100同導電基板80粘結(jié)為一體形成發(fā)光二極管 磊晶結(jié)構(gòu)110的過程通過加熱加壓的方式，本步驟中所述的加熱溫度為200-400度，所施加 壓力為3000-7000千克，優(yōu)選的，加熱溫度為300度，所施加壓力為6000千克。
[0029] 步驟十：如圖13,提供一具有粘性的分離板90,將分離板90粘貼在上發(fā)光二極管 磊晶結(jié)構(gòu)110的基體10上，并施加外力于分離板90,使緩沖層20的頂部202及底部201自 空隙21處分離而氮化鉛層從空隙21處折斷而將基體10從上述發(fā)光二極管磊晶結(jié)構(gòu)110 中分離。
[0030] 本步驟中，基體10自發(fā)光二極管磊晶結(jié)構(gòu)110的空隙21處斷裂而分離，從而使緩 沖層20靠近基體10的表面形成多個由氮化鉛層13形成的間隔的凹槽22。
[0031] 步驟^^一 ：如圖14,蝕刻緩沖層20及殘留的氮化鉛層13至N-GaN層30而形成凹 槽32,并形成一 N電極31于N-GaN層30上，從而制得垂直式發(fā)光二極管120。
[0032] 本發(fā)明所述垂直式發(fā)光二極管120的制造方法，通過在基體10上形成氮化鉛層13 W及空隙21，且使用分離板90分離基體10,本發(fā)明分離基體10不需要使用精密度高、價格 昂貴的加工設(shè)備，而直接通過分離板90分離，使得本發(fā)明所述垂直式發(fā)光二極管制造方法 操作簡便、制作容易，能夠降低垂直式發(fā)光二極管的制造成本。
【主權(quán)項】
1. 一種垂直式發(fā)光二極管的制造方法，包括如下步驟： 提供一基體，在基體的第一表面表面形成多個凸起； 在所述凸起外表面形成一氮化鋁層； 加熱氮化鋁層，使氮化鋁層結(jié)晶； 將凸起從氮化鋁層內(nèi)脫離； 在氮化鋁層外成長緩沖層，所述緩沖層包括底部及遠離基體第一表面的頂部，所述底 部與所述頂部之間間隔形成有空隙，所述氮化鋁層穿過底部、空隙而深入頂部； 在所述基體緩沖層上依次成長N-GaN層、發(fā)光活性層和P-GaN層，從而獲得發(fā)光二極管 嘉晶結(jié)構(gòu)； 提供導電基板，將所述發(fā)光二極管磊晶結(jié)構(gòu)粘結(jié)于所述導電基板上； 提供分離板，將所述分離板固定于導電基板上，施加外力于分離板使緩沖層的頂部 及底部自空隙處分離而氮化鋁層從空隙處折斷而將基體從上述發(fā)光二極管磊晶結(jié)構(gòu)中分 離； 使用物理蝕刻的方式蝕刻緩沖層直至至n-GaN層并在n-GaN層上設(shè)置N電極。2. 如權(quán)利要求1所述的垂直式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于：將所述發(fā)光二極 管磊晶結(jié)構(gòu)粘結(jié)于所述導電基板上之前還包括在P-GaN層上形成有金屬連接層和金屬反 射層。3. 如權(quán)利要求1所述的垂直式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于：將所述發(fā)光二極 管磊晶結(jié)構(gòu)粘結(jié)于所述導電基板上需要加熱加壓。4. 如權(quán)利要求1所述的垂直式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于：所述形成氮化鋁 的厚度均勻，其厚度在80納米-180納米之間。5. 如權(quán)利要求1所述的垂直式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于：加熱氮化鋁使其 結(jié)晶的溫度為700-9KTC，加熱時間為70-100分鐘。6. 如權(quán)利要求1所述的垂直式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于：將凸起總氮化鋁 層內(nèi)脫離需要再次加熱氮化鋁層，再次加熱氮化鋁層的溫度為1000-11KTC，加熱時間為 7-11小時。7. 如權(quán)利要求1所述的垂直式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于：所述凸起的材料 為光致抗阻劑，所述凸起呈點狀非連續(xù)分布。8. 如權(quán)利要求1所述的垂直式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于：所述凸起的材料 為光致抗阻劑，所述凸起呈條狀的連續(xù)分布。9. 如權(quán)利要求1所述的垂直式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于：形成所述空隙需 在緩沖層中加入三甲基鎵和氨并且調(diào)節(jié)緩沖層中三甲基鎵和氨的濃度比例三甲基鎵/氨 為 3200-4100。10. 如權(quán)利要求3所述的垂直式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于：步驟九所述的加 熱溫度為200-400度，所加壓力為3000-7000千克。
【專利摘要】一種垂直式發(fā)光二極管的制造方法，包括如下步驟：提供一基體，在基體的第一表面表面形成多個凸起；在所述凸起外表面形成一氮化鋁層；加熱氮化鋁層，使氮化鋁層結(jié)晶；將凸起從氮化鋁層內(nèi)脫離；在氮化鋁層外成長緩沖層；在所述基體緩沖層上依次成長N-GaN層、發(fā)光活性層和P-GaN層，從而獲得發(fā)光二極管磊晶結(jié)構(gòu)；提供導電基板，將所述發(fā)光二極管磊晶結(jié)構(gòu)粘結(jié)于所述導電基板上；提供分離板，將基體從上述發(fā)光二極管磊晶結(jié)構(gòu)中分離；使用物理蝕刻的方式蝕刻緩沖層直至至n-GaN層并在n-GaN層上設(shè)置N電極。
【IPC分類】H01L33/00
【公開號】CN105633222
【申請?zhí)枴緾N201410618495
【發(fā)明人】邱鏡學, 林雅雯, 凃博閔, 黃世晟
【申請人】展晶科技(深圳)有限公司, 榮創(chuàng)能源科技股份有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年11月6日