垂直型LED结构及其制作方法技术

本发明专利技术提出了一种垂直型LED结构及其制作方法，使用布拉格反射镜结构替换现有技术中的金属反射镜层作为反射镜，布拉格反射镜结构设有开口，能够确保接触层和金属键合层相连接，布拉格反射镜结构能够提高反射镜的热稳定性并且避免金属扩散，从而能够改善垂直型LED的良品率。进一步的，采用两种材质多层堆叠而成的布拉格反射镜结构，其中一层为高折射率，能够提高反射效率，使形成的垂直型LED发光效果更佳。

【技术实现步骤摘要】
垂直型LED结构及其制作方法
本专利技术涉及LED制作领域，尤其涉及一种垂直型LED结构及其制作方法。
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LED芯片的光电性能。 目前垂直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外 延层，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型电极和P型电极。目前，在蓝宝石衬底上生 长外延层后制作垂直结构LED通常采用激光剥离技术使外延层和蓝宝石衬底分离。 具体的，请参考图1，图1为现有技术中垂直LED芯片的结构示意图；所述结构包 括依次连接的P型电极10、键合衬底20、金属键合层30、金属反射镜层40接触层50、外延 层60以及N型电极70。其中，所述金属反光镜层50的材质通常为Ag或A1。 然而，常规的金属反射镜层40存在热稳定性差、易扩散等问题，在LED芯片制程 中，尤其是在高温退火工艺中，经常会造成金属团簇或扩散，金属团簇会造成金属反射镜层 40的反射率降低及在LED芯片电极局部形成高阻态，从而使LED芯片的亮度降低或电压升 高，整体LED芯片的光效降低。金属扩撒导致金属爬升至P/N结侧壁，造成LED芯片容易漏 电，会影响LED芯片的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种垂直型LED结构及其制作方法，在保证反射率的情况 下不使用金属反射镜层，避免金属扩散和团簇造成的不良影响。 为了实现上述目的，本专利技术提出了一种垂直型LED制作方法，包括步骤： 提供生长衬底，在所述生长衬底上依次形成有外延层和接触层； 在所述接触层表面形成布拉格反射镜结构，所述布拉格反射镜结构设有开口暴露 出部分所述接触层； 在所述布拉格反射镜结构以及暴露出的接触层表面形成金属键合层； 在所述金属键合层上形成键合衬底； 剥离所述生长衬底； 形成N型电极。 进一步的，在所述的垂直型LED制作方法中，所述布拉格反射镜结构由第一种材 质和第二种材质交替堆叠而成，与接触层表面相接触的为第一种材质，所述第一种材质为 Ti〇2，所述第二种材质为Si02。 进一步的，在所述的垂直型LED制作方法中，所述布拉格反射镜结构大于等于9 对。 进一步的，在所述的垂直型LED制作方法中，所述开口的为圆孔状或条状。 进一步的，在所述的垂直型LED制作方法中，所述开口的大小为3微米?50微米。 进一步的，在所述的垂直型LED制作方法中，所述开口的总表面积占所述接触层 总表面的3 %?50 %。 进一步的，在所述的垂直型LED制作方法中，所述外延层包括依次形成的N-GaN 层、发光层和P_GaN层。 进一步的，在所述的垂直型LED制作方法中，在所述N-GaN层上形成N型电极，在 所述键合衬底上形成P型电极。 进一步的，在所述的垂直型LED制作方法中，所述接触层为ΑΖΟ、ΙΤ0或ZnO。 进一步的，在所述的垂直型LED制作方法中，所述接触层的厚度范围是50nm? 100nm 〇 进一步的，在所述的垂直型LED制作方法中，所述金属键合层为Au或AuSn。 进一步的，在所述的垂直型LED制作方法中，所述金属键合层的厚度大于等于 1 μ m〇 进一步的，在所述的垂直型LED制作方法中，所述键合衬底为Si、Cu、WCu或MoCu。 进一步的，在所述的垂直型LED制作方法中，使用激光或者化学剥离所述生长衬 底。 进一步的，本专利技术还提出了一种垂直型LED结构，采用如上文所述的垂直型LED制 作方法形成，所述结构包括：电极、键合衬底、键合金属、布拉格反射镜结构、接触层和外延 层，其中，所述电极形成于所述外延层和键合衬底上，所述键合衬底与所述键合金属连接， 所述布拉格反射镜结构与所述接触层和键合金属连接，所述布拉格反射镜结构具有开口， 所述键合金属通过开口与所述接触层连接，所述接触层与所述外延层连接。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果主要体现在：使用布拉格反射镜结构替换现 有技术中的金属反射镜层作为反射镜，布拉格反射镜结构设有开口，能够确保接触层和金 属键合层相连接，布拉格反射镜结构能够提高反射镜的热稳定性并且避免金属扩散，从而 能够改善垂直型LED的良品率。 进一步的，采用两种材质多层堆叠而成的布拉格反射镜结构，其中一层为高折射 率，能够提高反射效率，使形成的垂直型LED发光效果更佳。 【附图说明】 图1为现有技术中垂直LED芯片的结构示意图； 图2为本专利技术一实施例中垂直型LED制作方法的流程图； 图3至图8为本专利技术一实施例中垂直型LED制作过程中的剖面示意图； 图9a至图9c为本专利技术一实施例中不同形状DBR结构的俯视图。 【具体实施方式】 下面将结合示意图对本专利技术的垂直型LED结构及其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，提出了一种垂直型LED制作方法，包括步骤： S100 :提供生长衬底，在所述生长衬底上依次形成有外延层和接触层； S200:在所述接触层表面形成布拉格反射镜结构，所述布拉格反射镜结构设有开 口暴露出部分所述接触层； S300 :在所述布拉格反射镜结构以及暴露出的接触层表面形成金属键合层； S400 :在所述金属键合层上形成键合衬底； S500 :剥离所述生长衬底； S600 :形成N型电极。 具体的，请参考图3,在步骤S100中，所述生长衬底100通常为蓝宝石衬底，在所述 生长衬底100上形成有外延层200,其中，所述外延层200包括依次形成的N-GaN层、发光层 和P-GaN层；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垂直型LED制作方法，包括步骤：提供生长衬底，在所述生长衬底上依次形成有外延层和接触层；在所述接触层表面形成布拉格反射镜结构，所述布拉格反射镜结构设有开口暴露出部分所述接触层；在所述布拉格反射镜结构以及暴露出的接触层表面形成金属键合层；在所述金属键合层上形成键合衬底；剥离所述生长衬底；形成N型电极。

【技术特征摘要】
1. 一种垂直型LED制作方法，包括步骤： 提供生长衬底，在所述生长衬底上依次形成有外延层和接触层； 在所述接触层表面形成布拉格反射镜结构，所述布拉格反射镜结构设有开口暴露出部 分所述接触层； 在所述布拉格反射镜结构以及暴露出的接触层表面形成金属键合层； 在所述金属键合层上形成键合衬底； 剥离所述生长衬底； 形成N型电极。2. 如权利要求1所述的垂直型LED制作方法，其特征在于，所述布拉格反射镜结构由第 一种材质和第二种材质交替堆叠而成，与接触层表面相接触的为第一种材质，所述第一种 材质为Ti0 2，所述第二种材质为Si02。3. 如权利要求2所述的垂直型LED制作方法，其特征在于，所述布拉格反射镜结构大于 等于9对。4. 如权利要求1所述的垂直型LED制作方法，其特征在于，所述开口的为圆孔状或条 状。5. 如权利要求4所述的垂直型LED制作方法，其特征在于，所述开口的大小为3微米? 50微米。6. 如权利要求1所述的垂直型LED制作方法，其特征在于，所述开口的总表面积占所述 接触层总表面的3%?50%。7. 如权利要求1所述的垂直型LED制作方法，其特征在于，所述外延层包括依次形成的 N-GaN层、发光层和P-GaN层。8. 如权利要求7所述的垂直型LED制...

【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