通孔垂直型LED的制作方法技术

本发明专利技术提出了一种通孔垂直型LED的制作方法，在形成N电极和P电极之前，采用通孔技术，在所述键合衬底、连接层和外延层内形成通孔，通孔暴露出N-GaN或透明导电薄膜，接着在通孔侧壁以及键合衬底部分表面形成钝化层，接着在通孔内以及钝化层表面形成N电极，并在键合衬底上形成P电极，N电极与N-GaN或透明导电薄膜相连，从而通过通孔将N电极从键合衬底引出，减少了N电极对出光面出光的阻挡，提高了外量子效率，同时，将N电极形成在键合衬底表面，后续采用回流焊的封装方式，无需采用打线工艺进行封装，因此，避免了打线对外延层的损伤，减少封装工艺的金线成本。

【技术实现步骤摘要】
通孔垂直型LED的制作方法
本专利技术涉及LED制作领域，尤其涉及一种通孔垂直型LED的制作方法。
技术介绍
近年来，对于大功率照明发光二极管（Light-Emitting Diode, 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，而垂直型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，改善垂直型LED芯片的光电性能。GaN基垂直 结构的LED具有散热好，能够承载大电流，发光强度高，耗电量小、寿命长等优点，在通用照 明、景观照明、特种照明、汽车照明中被广泛应用。 目前垂直型LED芯片的制备工艺主要为，在衬底上（一般为蓝宝石材料）生长 GaN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（Wafer bonding)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电极。 具体的，请参考图1，图1为现有技术中垂直型LED芯片的结构示意图；所述结构 包括依次连接的P电极10、P型GaN20、量子阱30、N型GaN40以及N电极50,其中，所述P 电极10形成于所述P型GaN20上，N电极50形成于所述N型GaN40上，且两者位于LED芯 片的两个不同面。此种垂直型LED芯片出光面为N型GaN40。由于N型GaN40面N电极50 的存在，会阻挡部分光的出射，因此降低了外量子效率。 目前，在蓝宝石衬底上生长外延层后制作垂直型LED通常采用激光剥离（LL0)技 术将原有的蓝宝石衬底剥离，外延层转移至导热性及导电性更好的Si或WCu衬底上。由于 垂直型LED芯片激光剥离后，N型GaN40薄膜比较薄，在对N电极40进行封装打线时很容 易造成N型GaN40出现暗裂或是其它损伤，从而导致LED芯片的良品率比较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种通孔垂直型LED的制作方法，减少N电极对光的阻挡， 提高了外量子效率，增加发光亮度，并且避免打线对外延层的损伤。 为了实现上述目的，本专利技术提出了一种通孔垂直型LED的制作方法，包括步骤： 提供生长衬底，在所述生长衬底依次上形成有外延层、连接层和键合衬底，所述外 延层包括N-GaN、量子阱和P-GaN，所述P-GaN与所述连接层相连，所述量子阱形成于所述 N-GaN 和 P-GaN 之间； 去除所述生长衬底，暴露出所述N-GaN ; 在所述N-GaN表面形成透明导电薄膜； 依次刻蚀所述键合衬底、连接层和外延层，形成通孔，所述通孔暴露出所述N-GaN 或透明导电薄膜； 在所述通孔的侧壁和键合衬底的部分表面形成钝化层； 形成N电极和P电极，所述N电极形成在所述通孔中和钝化层的表面，与所述 N-GaN或透明导电薄膜相连，所述P电极与所述键合衬底相连。 进一步的，所述生长衬底为Al203、Si或SiC。 进一步的，所述连接层依次包括电流扩展层、反射镜以及金属键合层，所述电流扩 展层与所述P-GaN相连，所述反射镜位于所述电流扩展层和金属键合层之间。 进一步的，所述电流扩展层为ΙΤ0、Ζη0或ΑΖ0。 进一步的，所述反射镜为Al、Ag或DBR。 进一步的，所述金属键合层为Au/Au合金或Au/Sn合金。 进一步的，所述键合衬底为Si、Cu、WCu或MoCu。 进一步的，采用激光或者化学机械抛光去除所述生长衬底。 进一步的，所述透明导电薄膜为ΙΤΟ、ZnO或Ni/Au合金。 进一步的，所述钝化层为Si02、SiN或TiN。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果主要体现在：在形成N电极和P电极之前，采 用通孔技术，在所述键合衬底、连接层和外延层内形成通孔，通孔暴露出N-GaN或透明导电 薄膜，接着在通孔侧壁以及键合衬底部分表面形成钝化层，接着在通孔内以及钝化层表面 形成N电极，并在键合衬底上形成P电极，N电极与N-GaN或透明导电薄膜相连，从而通过 通孔将N电极从键合衬底引出，减少了 N电极对出光面出光的阻挡，提高了外量子效率，同 时，将N电极形成在键合衬底表面，后续采用回流焊的封装方式，无需采用打线工艺进行封 装，因此，避免了打线对外延层的损伤，减少封装工艺的金线成本。 【附图说明】 图1为现有技术中垂直型LED芯片的结构示意图； 图2为本专利技术一实施例中通孔垂直型LED的制作方法的流程图； 图3至图8为本专利技术一实施例中通孔垂直型LED制作过程中的剖面示意图。 【具体实施方式】 下面将结合示意图对本专利技术的通孔垂直型LED的制作方法进行更详细的描述，其 中表示了本专利技术的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本专利技术，而 仍然实现本专利技术的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知 道，而并不作为对本专利技术的限制。 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，因为它们会使本专利技术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。 在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本专利技术。根据下面说明和权利要 求书，本专利技术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非 精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。 请参考图2,在本实施例中，提出了一种通孔垂直型LED的制作方法，包括步骤： S100:提供生长衬底，在所述生长衬底依次上形成有外延层、连接层和键合衬底， 所述外延层包括N-GaN、量子阱和P-GaN，所述P-GaN与所述连接层相连，所述量子阱形成于 所述N-GaN和P-GaN之间； S200 :去除所述生长衬底，暴露出所述N-GaN ; S300 :在所述N-GaN表面形成透明导电薄膜； S400:依次刻蚀所述键合衬底、连接层和外延层，形成通孔，所述通孔暴露出所述 N-GaN或透明导电薄膜； S500 :在所述通孔的侧壁和键合衬底的部分表面形成钝化层； S600 :形成N电极和P电极，所述N电极形成在所述通孔中和钝化层的表面，与所 述N-GaN或透明导电薄膜相连，所述P电极与所述键合衬底相连。 具体的，请参考图3,在步骤S100中，所述生长衬底100通常为A120 3衬底、Si衬 底、SiC衬底或图形化衬底，在本实施例中，优选为A1203 ;在所述生长衬底100上形成有未 掺杂层（图未示出）和外延层200,其中，所述外延层200包括依次形成的N-GaN、量子阱和 P-GaN，所述未掺杂层与所述N-GaN相连。 请继续参考图3,所述连接层300依次包括电流扩展层、反射镜以及金属键合层， 所述电流扩展层与所述P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通孔垂直型LED的制作方法，包括步骤：提供生长衬底，在所述生长衬底依次上形成有外延层、连接层和键合衬底，所述外延层包括N‑GaN、量子阱和P‑GaN，所述P‑GaN与所述连接层相连，所述量子阱形成于所述N‑GaN和P‑GaN之间；去除所述生长衬底，暴露出所述N‑GaN；在所述N‑GaN表面形成透明导电薄膜；依次刻蚀所述键合衬底、连接层和外延层，形成通孔，所述通孔暴露出所述N‑GaN或透明导电薄膜；在所述通孔的侧壁和键合衬底的部分表面形成钝化层；形成N电极和P电极，所述N电极形成在所述通孔中和钝化层的表面，与所述N‑GaN或透明导电薄膜相连，所述P电极与所述键合衬底相连。

【技术特征摘要】
1. 一种通孔垂直型LED的制作方法，包括步骤： 提供生长衬底，在所述生长衬底依次上形成有外延层、连接层和键合衬底，所述外延层 包括N-GaN、量子阱和P-GaN，所述P-GaN与所述连接层相连，所述量子阱形成于所述N-GaN 和P-GaN之间； 去除所述生长衬底，暴露出所述N-GaN ; 在所述N-GaN表面形成透明导电薄膜； 依次刻蚀所述键合衬底、连接层和外延层，形成通孔，所述通孔暴露出所述N-GaN或透 明导电薄膜； 在所述通孔的侧壁和键合衬底的部分表面形成钝化层； 形成N电极和P电极，所述N电极形成在所述通孔中和钝化层的表面，与所述N-GaN或 透明导电薄膜相连，所述P电极与所述键合衬底相连。2. 如权利要求1所述的通孔垂直型LED的制作方法，其特征在于，所述生长衬底为 Al203、Si 或 SiC。3. 如权利要求1所述的通孔垂直型LED的制作方法，其特征在于，所述连接层依次包括 电流扩展层、反射镜以及金属键合层，所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张楠，
申请(专利权)人：映瑞光电科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31