一种垂直结构的LED芯片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种垂直结构的LED芯片，包括：外延层；形成于所述外延层的表面上的第一基板以及形成于所述第一基板上的第二基板。通过调整第一基板和第二基板的膨胀系数可以有效的调整外延层所受的应力，使得外延层在衬底剥离步骤中应力能够得到适当的释放，减小因此产生的外延层龟裂现象，从而提高衬底剥离良率，减小芯片漏电，提高芯片可靠性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光电信息
，特别涉及一种垂直结构的LED芯片。
技术介绍
半导体发光二极管(LED)是一种新型固态冷光源，具有效率高、寿命长、体积小、电压低等诸多优点，尤其是在节能环保方面，LED相比普通白炽灯和荧光灯具有明显的优势。目前LED已经广泛应用于人们的日常生活中，交通红绿灯、车头灯、户外显示器、手机背光源，电器的指示灯和照明路灯都已经开始采用LED。未来LED代替传统光源成为主要照明光源已经成为共识，然而要代替传统光源，LED在亮度和散热性能两方面还需要进一步的改 盡口 ο目前LED芯片外延层都是米用金属有机物化学气相沉积技术(MOCVD)在同质或异质衬底上制备，因为衬底吸光和导热差，对LED芯片亮度和散热性能造成很大的影响。基板转移技术是将外延层转移到导热性好的基板上，然后在外延层上制造反射层，最后将原来的衬底和外延层剥离。在基板转移技术中，因为采用了导热性能好的基板，可以有效提高LED芯片的散热性能，同时因为反射层的存在，提高了 LED芯片的出光效率从而提高了 LED芯片的亮度。但在基板转移过程中，若应力控制不当，外延层张应力过大，会导致外延层龟裂；若外延层受到压应力过大，则引发的极化场会影响LED的光电性能，而且应力控制不当，会使衬底剥离受到影响，使剥离良率大大降低。常常因为外延层应力过大出现外延层龟裂，最终导致衬底剥离的良率大大降低，目前外延层转移一般都是转移到单层基板上，由于基板和外延也存在较大的膨胀系数，所以转移后也会导致外延层受到较大应力。为了解决基板转移技术中的衬底剥离良率低下的问题，有必要开发一种垂直结构的LED芯片及其制造方法，以提高衬底剥离良率。
技术实现思路
本技术提供一种垂直结构的LED芯片，以解决基板转移技术中的衬底剥离良率低下的问题。为解决上述技术问题，本技术提供一种垂直结构的LED芯片，包括外延层；形成于所述外延层的表面上的第一基板，用于缓冲所述外延层和第一基板之间的应力；以及形成于所述第一基板上的第二基板，用于支撑所述垂直结构的LED芯片。可选的，所述第一基板的厚度与所述外延层的厚度差小于等于5 μ m。可选的，所述第一基板的厚度范围为4μπι 20 μ m。可选的，所述外延层的厚度范围为4 μ m 20 μ m。可选的，所述第一基板的膨胀系数与所述外延层的膨胀系数差小于等于3%。可选的，所述第一基板的材料为铬、镍、钨、钥、钛、铜、金、钼、银、钽、铌、钒、铝、硅中的一种或两种以上组合形成的合金。可选的，所述第一基板的材料为铝硅合金，铝占所述铝硅合金的质量百分比为15%-25%。可选的，所述第一基板的材料为钨铜合金，铜占所述钨铜合金的质量百分比为7%-12%。可选的，所述第二基板的厚度与所述衬底的厚度差小于等于5 μ m。可选的，所述第二基板的厚度范围为80μπι 500μπι。可选的，所述第二基板的膨胀系数与所述衬底的膨胀系数差小于等于3%。可选的，所述第二基板的材料为铬、镍、钨、钥、钛、铜、金、钼、银、钽、铌、钒、铝、硅中的一种或两种以上组合形成的合金。可选的，所述第二基板的材料为铝硅合金，铝占所述铝硅合金的质量百分比为35%-45%。可选的，所述第二基板的材料为钨铜合金，铜占所述钨铜合金的质量百分比为15%-25%。可选的，所述外延层包括N型氮化镓层；形成于所述N型氮化镓层之上的放光层；以及形成于所述发光层之上的P型氮化镓层。可选的，所述垂直结构的LED芯片还包括形成于所述P型氮化镓层之上的接触层；形成于所述接触层之上的反射层；形成于所述反射层之上的防扩散层；形成于所述第二基板之上的P型第二电极；以及形成于所述外延层背面的N型第二电极。在本技术中采用了第一基板和第二基板的复合基板，选择膨胀系数和外延层接近的第一基板的作为过渡基板，同时选择膨胀系数和衬底接近的第二基板的作为支撑基板，通过调整第一基板和第二基板的膨胀系数可以有效的调整外延层所受的应力，使得外延层在衬底剥离步骤中应力能够得到适当的释放，减小因此产生的外延层龟裂现象，从而提闻衬底剥尚良率，减小芯片漏电，提闻芯片可罪性。附图说明图I为本技术实施例一的垂直结构的LED芯片的制造方法的流程图；图2 7为本技术实施例一的垂直结构的LED芯片的制造方法的各步骤中结构剖面图；图8、为本技术实施例二的垂直结构的LED芯片的制造方法的各步骤中结构剖面图。具体实施方式本技术的核心思想在于采用了第一基板和第二基板的复合基板，这样可以选择膨胀系数和外延层接近的第一基板的作为过渡基板，也可以选择膨胀系数和衬底接近的第二基板的作为支撑基板，通过调整第一基板和第二基板的膨胀系数可以有效的调整外延层所受的应力，使得外延层在衬底剥离步骤中应力能够得到适当的释放，减小因此产生的外延层龟裂现象，从而提高衬底剥离良率。为了使本技术的目的，技术方案和优点更加清楚，以下结合附图和具体实施例来进一步做详细说明。实施例一图I为本技术实施例一的垂直结构的LED芯片的制造方法的流程图，图2 7 为本技术实施例一的垂直结构的LED芯片的制造方法的各步骤中结构剖面图。如图I至7所示，所述垂直结构的LED芯片的制造方法包括SlOl :提供一衬底；如图2所示，所述衬底101的材料可以为蓝宝石、碳化硅(SiC)、硅、氧化锌(ZnO)、砷化镓(GaAs)、尖晶石(MgAL2O4),以及晶格常数接近氮化物半导体的单晶氮化物。优选的，所述衬底101为蓝宝石衬底。S102 :在所述衬底上形成外延层；如图2所示，在所述衬底101的表面上依次形成N型氮化物102、发光层103和P型氮化物104。所述N型氮化物102、发光层103和P型氮化物104共同组成外延层105。所述N型氮化物102例如为N型氮化镓(N-GaN)，所述P型氮化物104例如为P型氮化镓(P-GaN)，所述发光层103例如为铟氮化镓(InGaN)。所述外延层105的厚度范围为4μπι 20 μ m0如图3所示，优选的，在所述衬底101上形成外延层105之后，在所述外延层105的表面上依次采用电子束蒸发沉积形成接触层106和反射层107。所述接触层106的材料为镍(Ni)，为了保证较好的透光性，接触层106的其厚度为小于lnm，优选的范围为500A-800A。所述反射层107的材料为银(Ag)，其厚度为100nnT300nm。为了防止反射层107中Ag的扩散和电子迁移，优选在所述反射层107上沉积形成防扩散层108，本实施例中，防扩散层108的材料为镍(Ni)。S103 :在所述外延层表面上形成第一基板；如图4所示，在所述防扩散层108上采用蒸发、溅射、电镀或者喷涂方式形成第一基板109作为过渡基板，本实施例中，采用喷涂方式形成第一基板109。为了使所述外延层105的应力得到更好的释放，所述第一基板109的厚度与外延层105的厚度相等是最佳的选择，当然，所述第一基板109的厚度与外延层105的厚度相近，例如第一基板109的厚度与外延层105的厚度相差小于等于5 μ m，也可以使所述外延层105的应力得到释放。本实施例中，所述第一基板109的厚度范围为4μπι 20μπι。另外，为了使外延层105的应力得到更好的释放，所述第一基板109为膨胀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垂直结构的LED芯片，包括：外延层；形成于所述外延层正面上的第一基板，用于缓冲所述外延层和第二基板之间的应力；以及形成于所述第一基板上的第二基板，用于支撑所述垂直结构的LED芯片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张昊翔，封飞飞，万远涛，金豫浙，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：实用新型
国别省市：