一种垂直结构发光二极管及其制作方法技术

本申请提供一种垂直结构发光二极管及其制作方法，所述制作方法包括：提供蓝宝石衬底，在蓝宝石衬底上直接形成LED外延结构，再通过在衬底背离LED外延结构的表面采用楔形刀切割形成楔形槽，使得第一电极能够直接形成在蓝宝石衬底上，并通过楔形槽与欧姆接触层电性连接，一方面，无需通过键合工艺实现在蓝宝石衬底上形成LED外延结构，降低了工艺复杂度，节省了LED制作成本；另一方面，由于在蓝宝石衬底上生长LED外延结构的晶体质量较高，能够保证LED的量子效率，使得LED具有较高的光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种垂直结构发光二极管及其制作方法
本专利技术涉及光电子
，尤其涉及一种垂直结构发光二极管及其制作方法。
技术介绍
LED被称为第四代照明光源或绿色光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。根据使用功能的不同，可以将其划分为信息显示、信号灯、车用灯具、液晶屏背光源、通用照明五大类。随着发光二极管的快速发展，LED的应用日新月异。提高发光二极管的光电转换效率及降低制造成本是LED技术发展的两大方向。为提高LED的光电转换效率，现有技术中通常采用垂直结构LED实现，垂直结构LED中由于出光面的遮挡部分减小，LED的外量子效率有效提高。为了进一步提高LED的光电转换效率，通常采用蓝宝石衬底并结合剥离键合工艺，由于蓝宝石衬底上形成外延结构，外延结构的适配度较低，晶体质量较好，LED的光电转换效率能够大幅提升，然而，采用蓝宝石衬底结合剥离键合工艺的制作方法工艺复杂，造成LED制作成本较高。现有技术中还提供一种制作成本较低的制作工艺，通常采用硅衬底，在硅衬底上直接外延生长LED的外延结构，由于无需采用剥离键合工艺，使得LED制作工艺简单，但是生长的外延层失配度大，晶体质量比较差，使得LED光电转换效率较低。因此，如何提供一种工艺简单，且晶体质量较好、光电转换效率较高的LED成为亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种垂直结构发光二极管及其制作方法，以解决现有技术中低工艺复杂度和高光电转换效率之间矛盾的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种垂直结构发光二极管制作方法，包括：提供蓝宝石衬底；在所述蓝宝石衬底上形成LED外延结构；所述LED外延结构沿背离所述蓝宝石衬底的方向依次包括：欧姆接触层、第一型导电层、有源区、第二型导电层；在所述LED外延结构背离所述蓝宝石衬底的表面形成隔离槽；在所述第二型导电层上形成第二电极，所述第二电极与所述第二型导电层电性连接；在所述第二电极背离所述蓝宝石衬底的表面粘结临时基板；采用楔形刀在所述衬底背离所述LED外延结构的表面形成楔形槽，将所述蓝宝石衬底分为多个区域，所述楔形槽的底面位于所述欧姆接触层，且在沿相邻两个蓝宝石衬底中心连线的截面内，所述楔形槽的中心线与所述隔离槽的中心线重叠，所述楔形槽的底面宽度小于所述楔形槽的开口宽度，且所述楔形槽的底面宽度大于所述隔离槽的底面宽度；在所述蓝宝石衬底表面形成第一电极，所述第一电极与所述欧姆接触层电性连接；去除所述临时基板，形成多个分离的发光二极管。优选地，所述隔离槽延伸至所述欧姆接触层背离所述蓝宝石衬底的表面。优选地，在形成第一电极之前还包括：形成金属反射层，所述第一电极与所述欧姆接触层通过所述金属反射层电性连接。优选地，在形成第二电极之前，还包括：在所述第二型导电层背离所述衬底的表面形成透明导电层。优选地，所述在所述LED外延结构背离所述蓝宝石衬底的表面形成隔离槽采用的是电感耦合等离子体蚀刻工艺。本专利技术还提供一种垂直结构发光二极管，采用上面任意一项所述的垂直结构发光二极管制作方法制作形成，所述垂直结构发光二极管包括：蓝宝石衬底，所述蓝宝石衬底包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面的面积小于所述第二表面的面积，且所述第一表面和所述第二表面之间通过斜面连接；位于所述蓝宝石衬底第二表面的LED外延结构，所述LED外延结构沿背离所述蓝宝石衬底的方向依次包括：欧姆接触层、第一型导电层、有源区、第二型导电层；所述欧姆接触层的面积大于所述第二表面的面积，且在所述欧姆接触层上的投影，所述第二表面的投影位于所述欧姆接触层投影内部；覆盖所述蓝宝石衬底的所述第一表面的第一电极，所述第一电极与所述欧姆接触层电性连接，连接位置为所述欧姆接触层上所述蓝宝石衬底的第二表面投影外的区域；与所述第二型导电层电性连接的第二电极。优选地，所述第一电极的材料为反射率高于50％的金属。优选地，所述第一电极和所述蓝宝石衬底之间还包括金属反射层，所述金属反射层与所述欧姆接触层电性连接。优选地，所述第二电极和所述第二导电层之间还设置有透明导电层。优选地，其特征在于，所述垂直结构发光二极管为GaN基发光二极管。经由上述的技术方案可知，本专利技术提供的垂直结构发光二极管制作方法，包括提供蓝宝石衬底，在蓝宝石衬底上直接形成LED外延结构，再通过在衬底背离LED外延结构的表面采用楔形刀切割形成楔形槽，使得第一电极能够直接形成在蓝宝石衬底上，并通过楔形槽与欧姆接触层电性连接，一方面，无需通过键合工艺实现在蓝宝石衬底上形成LED外延结构，降低了工艺复杂度，节省了LED制作成本；另一方面，由于在蓝宝石衬底上生长LED外延结构的晶体质量较高，能够保证LED的量子效率，使得LED具有较高的光电转换效率。本专利技术还提供一种采用上述垂直结构发光二极管制作方法形成的垂直结构发光二极管，由于直接在蓝宝石衬底上生长LED外延结构，使得得到的垂直结构发光二极管具有较高的光电效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种发光二极管制作方法流程图；图2-图10为本专利技术实施例提供的发光二极管制作方法对应的工艺流程图；图11为本专利技术实施例提供的发光二极管的仰视结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，为本专利技术提供的一种垂直结构发光二极管制作方法流程图，所述垂直结构发光二极管制作方法包括：S101：提供蓝宝石衬底；本实施例中衬底限定为蓝宝石衬底，在蓝宝石衬底上生长的晶体，具有失配度低、晶体质量高等特点，从而能够有效提高LED的内量子效率。本实施例中不限定所述蓝宝石衬底的具体结构，可选的，所述蓝宝石衬底待形成LED外延结构的表面为C面。S102：在所述蓝宝石衬底上形成LED外延结构；所述LED外延结构沿背离所述蓝宝石衬底的方向依次包括：欧姆接触层、第一型导电层、有源区、第二型导电层；如图2所示，在蓝宝石衬底11上形成LED外延结构，需要说明的是，本实施例中不限定LED外延结构的具体结构，可选的，所述LED外延结构沿背离所述蓝宝石衬底11的方向至少依次包括：欧姆接触层14、第一型导电层15、有源区16、第二型导电层17。本专利技术其他实施例中LED外延结构还可以包括超晶格结构，以提高LED的内量子效率。本实施例制作过程中，还可以在衬底上形成缓冲层12和非故意掺杂层13，以提高LED外延结构各层的晶体生长质量。S103：在所述LED外延结构背离所述蓝宝石衬底的表面形成隔离槽；本实施例中所述隔离槽用于分离LED外延结构，以便后续形成分离的多个LED芯片。本实施例中不限定所述隔离槽的深度，所述隔离槽的底部可以在LED外延结构的任意一层，只要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垂直结构发光二极管制作方法，其特征在于，包括：提供蓝宝石衬底；在所述蓝宝石衬底上形成LED外延结构；所述LED外延结构沿背离所述蓝宝石衬底的方向依次包括：欧姆接触层、第一型导电层、有源区、第二型导电层；在所述LED外延结构背离所述蓝宝石衬底的表面形成隔离槽；在所述第二型导电层上形成第二电极，所述第二电极与所述第二型导电层电性连接；在所述第二电极背离所述蓝宝石衬底的表面粘结临时基板；采用楔形刀在所述衬底背离所述LED外延结构的表面形成楔形槽，将所述蓝宝石衬底分为多个区域，所述楔形槽的底面位于所述欧姆接触层，且在沿相邻两个蓝宝石衬底中心连线的截面内，所述楔形槽的中心线与所述隔离槽的中心线重叠，所述楔形槽的底面宽度小于所述楔形槽的开口宽度，且所述楔形槽的底面宽度大于所述隔离槽的底面宽度；在所述蓝宝石衬底表面形成第一电极，所述第一电极与所述欧姆接触层电性连接；去除所述临时基板，形成多个分离的发光二极管。

【技术特征摘要】
1.一种垂直结构发光二极管制作方法，其特征在于，包括：提供蓝宝石衬底；在所述蓝宝石衬底上形成LED外延结构；所述LED外延结构沿背离所述蓝宝石衬底的方向依次包括：欧姆接触层、第一型导电层、有源区、第二型导电层；在所述LED外延结构背离所述蓝宝石衬底的表面形成隔离槽；在所述第二型导电层上形成第二电极，所述第二电极与所述第二型导电层电性连接；在所述第二电极背离所述蓝宝石衬底的表面粘结临时基板；采用楔形刀在所述衬底背离所述LED外延结构的表面形成楔形槽，将所述蓝宝石衬底分为多个区域，所述楔形槽的底面位于所述欧姆接触层，且在沿相邻两个蓝宝石衬底中心连线的截面内，所述楔形槽的中心线与所述隔离槽的中心线重叠，所述楔形槽的底面宽度小于所述楔形槽的开口宽度，且所述楔形槽的底面宽度大于所述隔离槽的底面宽度；在所述蓝宝石衬底表面形成第一电极，所述第一电极与所述欧姆接触层电性连接；去除所述临时基板，形成多个分离的发光二极管。2.根据权利要求1所述的垂直结构发光二极管制作方法，其特征在于，所述隔离槽延伸至所述欧姆接触层背离所述蓝宝石衬底的表面。3.根据权利要求1所述的垂直结构发光二极管制作方法，其特征在于，在形成第一电极之前还包括：形成金属反射层，所述第一电极与所述欧姆接触层通过所述金属反射层电性连接。4.根据权利要求1所述的垂直结构发光二极管制作方法，其特征在于，在形成第二电极之前，还包括：在所述第二型导电层背离所述衬底的表面形成透明导电层。5.根据权利要求1所述的垂直结构发光二极管制作方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：林志伟，陈凯轩，李俊贤，卓祥景，刘英策，
申请(专利权)人：厦门乾照光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35