一种垂直LED结构制造技术

本实用新型专利技术提供一种垂直LED结构，首先通过离子注入技术将外延层分割成若干绝缘分离的独立发光半导体层，以取代传统的先制作隔离槽再填充绝缘材料的复杂工艺，并在各独立发光半导体层上形成独立接触层，接着在各独立接触层上形成网状结构的DBR反射层以取代银镜面反射层，再在各网状结构的DBR反射层上形成独立金属功能层。本实用新型专利技术通过在独立接触层上设置网状结构的DBR反射层以取代银镜面反射层，在网状结构的DBR反射层上设有价格便宜的独立金属功能层，在解决亮度提升问题和散热问题的同时，降低了LED的生产成本，适于商业化大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
_种垂直LED结构
本技术属于半导体光电芯片制造领域，尤其涉及一种垂直LED结构。
技术介绍
自从20世纪90年代初商业化以来，经过二十几年的发展，GaN基LED已被广泛应用于户内外显示屏、投影显示用照明光源、背光源、景观亮化照明、广告、交通指示等领域，并被誉为二十一世纪最有竞争力的新一代固体光源。然而对于半导体发光器件LED来说，要代替传统光源，进入高端照明领域，必须同时解决三个问题:一是要解决发光亮度提升问题，二是要解决散热问题，三是要解决生产成本的降低问题。 近年来，在政府各种政策的激励和推动下，各种为提高LED发光亮度的技术应运而生，例如图形化衬底技术、高压芯片、垂直结构、DBR技术等。 其中图形化衬底技术最具成效，在2010年到2012年间，前后出现的锥状结构的干法图形化衬底和金字塔形状的湿法图形化衬底完全取代了表面平坦的蓝宝石衬底成为LED芯片的主流衬底，使LED的晶体结构和发光亮度都得到了革命性的提高。但是图形化的衬底代替表面平坦的蓝宝石衬底成为LED芯片的主流衬底无疑增加了 LED的生产成本，虽然所增加的成本随着图形化衬底制作技术水平的提高会慢慢降低，但却无法完全消除。 随着半导体集成技术的高速发展，一种称为高压芯片的垂直LED结构应运而生，此种结构的LED —般是在外延层形成后，通过光刻刻蚀工艺形成隔离槽，再在隔离槽内填充绝缘材料，最后在各绝缘分离的外延层上制作电极并形成串联结构；虽然这种结构可以提高LED的发光亮度，但形成隔离槽、填充绝缘材料的工艺过程却大大增加了芯片的制造成本，不仅如此，在一定程度上还降低了 LED芯片的可靠性，例如由于现有刻蚀均匀性达不到要求而导致的深槽刻蚀不干净，会最终导致漏电，降低LED芯片的抗击穿能力。 无论是上述的图形化衬底技术还是高压芯片都没有很好地解决LED芯片的散热问题。倒装芯片技术是将正装芯片倒装焊接于一导电导热性能良好的基板上，使得发热比较集中的发光外延层更接近于散热热尘，使大部分热量通过基板导出，而不是从散热不良的蓝宝石衬底导出，这在一定程度上缓解了 LED芯片的散热问题，但倒装焊接技术无疑再次增加了 LED芯片的生产成本。 垂直结构的LED芯片不需要刻蚀N区材料，这在一定程度上降低了 LED的一部分生产成本，且与其它结构的LED芯片的电流流动方式不同，它更适于大电流的注入，进一步提高LED芯片的发光亮度，同时垂直结构的LED芯片也更好地解决了 LED芯片的散热问题。然而，和高压芯片一样，垂直结构的LED也需要形成隔离槽，且现有的倒装垂直LED结构大多采用自然界反射率最高的贵重金属银作为镜面反射层，这又大大提高了 LED的生产成本，不仅如此，银是一种非常易氧化、硫化和迀移的金属，所以为了抑制银的氧化、硫化和迀移问题必须用其他材料和工艺制作钝化层、阻挡层、保护层等，所以这再一次提高了 LED芯片的生产成本。
技术实现思路
本技术针对上述问题提供一种垂直LED结构，所述垂直LED结构的制作方法无需形成隔离槽，也无需银做镜面反射层、更省去了钝化层、阻挡层、保护层等繁琐的工艺步骤，降低了生产成本。 为实现上述目的，本技术提供一种垂直LED结构，包括: 独立发光半导体层，所述独立发光半导体层包括依次层叠的N型半导体层、有源层和P型半导体层； 形成于独立发光半导体层侧壁的高阻态离子注入层； 形成于所述P型半导体层上的独立接触层； 形成于所述独立接触层上的网状结构的DBR反射层； 形成于所述网状结构的DBR反射层及网状结构的DBR反射层暴露出来的独立接触层上的独立金属功能层； 与所述独立金属功能层组合在一起的基板，所述基板包括导电基板、形成于所述导电基板侧壁的隔离固定板以及形成于导电基板上的第一焊盘；以及 形成于所述N型半导体层上的第二焊盘。 可选的，在所述的垂直LED结构中，所述独立接触层的材料为ITO。 可选的，在所述的垂直LED结构中，所述独立金属功能层包括金属接触层、金属阻障层和金属电极层，所述金属接触层的材料为铬或镍，所述金属阻障层的材料为钛或镍，所述金属电极层的材料为铝。 与现有技术相比，本技术所提供的垂直LED结构的制作方法首先通过离子注入技术将外延层分割成若干绝缘分离的独立发光半导体层，以取代垂直结构的LED先制作隔离槽再填充绝缘材料的复杂工艺，并在各独立发光半导体层上形成独立接触层，接着在各独立接触层上形成网状结构的DBR反射层以取代银镜面反射层，再在各网状结构的DBR反射层上形成独立金属功能层，最后通过常规工艺完成垂直LED结构芯片的制作。本技术通过在独立接触层上设置网状结构的DBR反射层以取代银镜面反射层，在网状结构的DBR反射层上设有价格便宜的独立金属功能层，在解决亮度提升问题和散热问题的同时，降低了 LED的生产成本，适于商业化大规模生产。 【附图说明】 参照附图，根据下面的详细描述可以更加清楚地理解本技术。为了清楚起见，图中各层的相对厚度以及特定区的相对尺寸并没有按比例绘制。在附图中: 图1-14是本技术一实施例的垂直LED结构制作过程中的结构示意图； 图15是本技术一实施例的垂直LED结构制作方法的流程示意图。 【具体实施方式】 现在将参照附图来详细描述本技术的各种示例性实施例。 如图15所示，本技术的垂直LED结构制作方法，包括如下步骤: S1:提供一衬底； S2:在所述衬底上形成发光半导体层，并通过离子注入工艺在发光半导体层的预定位置形成若干高阻态离子注入层，所述若干高阻态离子注入层将所述发光半导体层分割成若干绝缘分离的独立发光半导体层，各独立发光半导体层均包括依次层叠的N型半导体层、有源层和P型半导体层； S3:在各独立发光半导体层的P型半导体层上形成一独立接触层，相邻的独立接触层之间具有空隙，所述空隙暴露所述高阻态离子注入层； S4:在各独立接触层上形成一网状结构的DBR反射层； S5:在各网状结构的DBR反射层以及网状结构的DBR反射层暴露出来的独立接触层上形成一独立金属功能层； S6:提供一基板，所述基板包括若干导电基板、用以绝缘隔离及固定所述若干导电基板的隔离固定板以及形成于每个导电基板上的第一焊盘； S7:将形成有所述独立金属功能层的衬底与所述基板组合在一起，所述隔离固定板插入到独立金属功能层之间的空隙中； S8:剥离掉所述衬底； S9:在各独立发光半导体层的N型半导体层上形成一第二焊盘； S10:沿所述高阻态离子注入层和隔离固定板进行切割，形成若干独立的垂直LED结构。 下面结合图1-14更详细地说明本技术所提供的垂直LED结构制作方法。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、明晰地辅助说明本技术实施例的目的。 如图1所示，执行步骤S1，提供一衬底1，所述衬底1优选为蓝宝石衬底，更优选的，所述衬底1为图形化的蓝宝石衬底。 如图2所示，执行步骤S2，在所述衬底1上形成若干绝缘分离的独立发光半导体层2，所述若干绝缘分离的独立发光半导体层2中的每一个独立发光半导体层都至少包括N型半导体层21、有源层22和P型半导体层23。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垂直LED结构，其特征在于，包括：独立发光半导体层，所述独立发光半导体层包括依次层叠的N型半导体层、有源层和P型半导体层；形成于独立发光半导体层侧壁的高阻态离子注入层；形成于所述P型半导体层上的独立接触层；形成于所述独立接触层上的网状结构的DBR反射层；形成于所述网状结构的DBR反射层及网状结构的DBR反射层暴露出来的独立接触层上的独立金属功能层；与所述独立金属功能层组合在一起的基板，所述基板包括导电基板、形成于所述导电基板侧壁的隔离固定板以及形成于导电基板上的第一焊盘；以及形成于所述N型半导体层上的第二焊盘。

【技术特征摘要】
1.一种垂直LED结构，其特征在于，包括: 独立发光半导体层，所述独立发光半导体层包括依次层叠的N型半导体层、有源层和P型半导体层； 形成于独立发光半导体层侧壁的高阻态离子注入层； 形成于所述P型半导体层上的独立接触层； 形成于所述独立接触层上的网状结构的DBR反射层； 形成于所述网状结构的DBR反射层及网状结构的DBR反射层暴露出来的独立接触层上的独立金属功能层； 与所述独立金属功能层组合在一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张昊翔，丁海生，李东昇，江忠永，
申请(专利权)人：杭州士兰明芯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33