垂直式发光二极管的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种发光二极管的制造方法，特别涉及一种垂直式发光二极管的制造 方法。
【背景技术】
[0002] 发光二极管（LED)的结构有横向结构和垂直式结构。垂直式的发光二极管的两个 电极分别位于发光二极管的两侧，通过电极的电流大部分会流过LED的外延层，横向流动 的电流很少，使得垂直式的LED芯片的发光效率较高。
[0003] 目前制造垂直式的L邸时，需要将L邸结构结合到另一种导电基板上，最后分离成 长L邸半导体层的基体而得到垂直式的LED。目前将基体分离一般采用激光剥离技术、化学 湿式剥离技术或者机械式剥离技术，然而W上的剥离技术都需要采用精密度高、成本高昂 的分离设备，使得制造垂直式的L邸芯片成本高。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，有必要提供一种成本较低LED的制造方法。
[0005] -种垂直式发光二极管的制造方法，包括如下步骤： 提供一基体，在基体的第一表面表面形成多个凸起； 在所述凸起外表面形成一氮化铅层； 加热氮化铅层，使氮化铅层结晶； 将凸起从氮化铅层内脱离； 在氮化铅层外成长缓冲层，所述缓冲层包括底部及远离基体第一表面的顶部，所述底 部与所述顶部之间间隔形成有空隙，所述氮化铅层穿过底部、空隙而深入顶部； 在所述基体缓冲层上依次成长N-GaN层、发光活性层和P-GaN层，从而获得发光二极管 磊晶结构； 提供导电基体，将所述发光二极管磊晶结构粘结于所述导电基板上； 提供分离板，将所述分离板固定于导电基板上，施加外力于分离板使缓冲层的顶部 及底部自空隙处分离而氮化铅层从空隙处折断而将基体从上述发光二极管磊晶结构中分 离； 使用物理蚀刻的方式蚀刻缓冲层直至至n-GaN层并在n-GaN层上设置N电极。
[0006] 本发明所述垂直式发光二极管制造方法相比常规的制造技术具有操作简便、制作 容易、制造成本低的优点。
【附图说明】
[0007] 图1及图4-14为本发明垂直式发光二极管制造方法流程图。
[0008] 图2为图1所示垂直式发光二极管制造过程中所述凸起的俯视图。
[0009] 图3为图1所示垂直式发光二极管制造过程中所述凸起的另一俯视图。
[0010] 主要元件符号说明
如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0011] 本发明涉及一种垂直式发光二极管120的制造方法，其步骤如下： 步骤一：如图1所示，提供一基体10,在基体10上形成多个凸起12。
[0012] 在本实施例中，所述基体10采用藍宝石材料，其包括一第一表面101和与第一表 面101相对的一第二表面102。
[0013] 请同时参考图2,在本实施例中，所述的多个凸起12形成在基体10的第一表面 101上，在本发明中，所述凸起12呈非连续的点状分布，凸起12的材料为光致抗阻剂，可W 理解的，如图3所示，凸起12形成在基体10的第一表面101上且所述凸起12呈连续的条 状分布。形成所述凸起12采用黄光微影技术蚀刻形成。
[0014] 步骤二：如图4所示，在凸起12外表面形成氮化铅（AlN)层13。
[0015] 氮化铅层13形成在所述凸起12外表面及基体10的第一表面101，在本实施例中， 所述氮化铅层13的厚度均匀，且厚度在80纳米-180纳米之间，优选的，氮化铅层13的厚 度为120纳米； 步骤H ;如图5,加热氮化铅层13,使氮化铅层13结晶。
[0016] 所述加热氮化铅层13使其结晶的温度为700-91(TC，加热时间为70-100分钟，优 选的，加热氮化铅层13使其结晶的温度为80(TC，加热时间为90分钟。
[0017] 步骤四：如图6,再次加热氮化铅层13,将所述凸起12从氮化铅层13内脱离。
[0018] 在本发明中，所述再次加热氮化铅层13的温度为1000-lll(rc，加热时间为7-11 小时，优选的，所述再次加热氮化铅层13的温度为mere，加热时间为9小时，所述凸起12 从氮化铅层13中脱离后使氮化铅层13围成多个空腔，所述氮化铅层13为连续弯折的片 体，其包括多个阻挡结构131 W及连接多个阻挡结构131的连接部132。
[0019] 步骤五：如图7-8所示，在氮化铅层13外形成一覆盖氮化铅层13的缓冲层20。所 述续冲层20包括成长在第一表面101上的底部201及远离第一表面101的顶部202,所述 底部201与所述顶部202之间间隔形成有空隙21。
[0020] 所述缓冲层20由不渗杂的氮化嫁材料制成，本发明中需要在缓冲层20中添加 H 甲基嫁灯MG)和氨（畑3)，并且调节缓冲层中S甲基嫁灯MG)和氨（N册）的浓度比TMG/N册 为3200-4100,优选的，调节H甲基嫁灯MG)和氨（畑3)的浓度比例TMG/N册为3600,在本 发明中形成空隙21过程为首先在第一表面101上形成底部201 W及在远离第一表面101 上形成多个覆盖氮化铅层13的顶部202,所述多个顶部202因 H甲基嫁灯MG)和氨（畑3) 作用而侧向生长连接在一起，进而使得顶部202与底部201之间间隔形成空隙21。所述多 个阻挡结构131穿过底部201及空隙21而使其顶端收容在顶部202中。
[0021] 步骤六：如图9,在缓冲层20之上依次成长N-GaN层30、发光活性层40和P-GaN 层50从而得到发光二极管磊晶结构100。
[0022] 成长上述的N-GaN层30、发光活性层40和P-GaN层50可采用有机金属化学气相 沉积法、射频磁控瓣锥法、化学气相沉积法、物理气相沉积法、原子层沉积法、分子束沉积法 方法中的任何一种。
[002引步骤走：如图10,依次在P-GaN层50上形成一层金属连接层60和一层金属反射 层70。
[0024] 形成金属连接层60和金属反射层70可采用贱锥的方式，所述金属连接层60的材 料优选为Ni或者Ag。
[00巧]步骤八：如图11，提供一导电基板80,并在导电基板80上形成一层金属粘着剂 81。
[0026] 所述导电基板80为砍基板、铜鹤基板或者碳化砍基板中的一种。
[0027] 步骤九：如图12,将上述步骤形成的发光二极管磊晶结构100旋转180度，将发光 二极管磊晶结构100具有金属反射层70的一侧与导电基板80锥有金属粘着剂81的一侧 粘结成一体，从而发光二极管磊晶结构110。
[0028] 本实施例中发光二极管磊晶结构100同导电基板80粘结为一体形成发光二极管 磊晶结构110的过程通过加热加压的方式，本步骤中所述的加热温度为200-400度，所施加 压力为3000-7000千克，优选的，加热温度为300度，所施加压力为6000千克。
[0029] 步骤十：如图13,提供一具有粘性的分离板90,将分离板90粘贴在上发光二极管 磊晶结构110的基体10上，并施加外力于分离板90,使缓冲层20的顶部202及底部201自 空隙21处分离而氮化铅层从空隙21处折断而将基体10从上述发光二极管磊晶结构110 中分离。
[0030] 本步骤中，基体10自发光二极管磊晶结构110的空隙21处断裂而分离，从而使缓 冲层20靠近基体10的表面形成多个由氮化铅层13形成的间隔的凹槽22。
[0031] 步骤^^一 ：如图14,蚀刻缓冲层20及残留的氮化铅层13至N-GaN层30而形成凹 槽32,并形成一 N电极31于N-GaN层30上，从而制得垂直式发光二极管120。
[0032] 本发明所述垂直式发光二极管120的制造方法，通过在基体10上形成氮化铅层13 W及空隙21，且使用分离板90分离基体10,本发明分离基体10不需要使用精密度高、价格 昂贵的加工设备，而直接通过分离板90分离，使得本发明所述垂直式发光二极管制造方法 操作简便、制作容易，能够降低垂直式发光二极管的制造成本。
【主权项】
1. 一种垂直式发光二极管的制造方法，包括如下步骤： 提供一基体，在基体的第一表面表面形成多个凸起； 在所述凸起外表面形成一氮化铝层； 加热氮化铝层，使氮化铝层结晶； 将凸起从氮化铝层内脱离； 在氮化铝层外成长缓冲层，所述缓冲层包括底部及远离基体第一表面的顶部，所述底 部与所述顶部之间间隔形成有空隙，所述氮化铝层穿过底部、空隙而深入顶部； 在所述基体缓冲层上依次成长N-GaN层、发光活性层和P-GaN层，从而获得发光二极管 嘉晶结构； 提供导电基板，将所述发光二极管磊晶结构粘结于所述导电基板上； 提供分离板，将所述分离板固定于导电基板上，施加外力于分离板使缓冲层的顶部 及底部自空隙处分离而氮化铝层从空隙处折断而将基体从上述发光二极管磊晶结构中分 离； 使用物理蚀刻的方式蚀刻缓冲层直至至n-GaN层并在n-GaN层上设置N电极。2. 如权利要求1所述的垂直式发光二极管的制造方法，其特征在于：将所述发光二极 管磊晶结构粘结于所述导电基板上之前还包括在P-GaN层上形成有金属连接层和金属反 射层。3. 如权利要求1所述的垂直式发光二极管的制造方法，其特征在于：将所述发光二极 管磊晶结构粘结于所述导电基板上需要加热加压。4. 如权利要求1所述的垂直式发光二极管的制造方法，其特征在于：所述形成氮化铝 的厚度均匀，其厚度在80纳米-180纳米之间。5. 如权利要求1所述的垂直式发光二极管的制造方法，其特征在于：加热氮化铝使其 结晶的温度为700-9KTC，加热时间为70-100分钟。6. 如权利要求1所述的垂直式发光二极管的制造方法，其特征在于：将凸起总氮化铝 层内脱离需要再次加热氮化铝层，再次加热氮化铝层的温度为1000-11KTC，加热时间为 7-11小时。7. 如权利要求1所述的垂直式发光二极管的制造方法，其特征在于：所述凸起的材料 为光致抗阻剂，所述凸起呈点状非连续分布。8. 如权利要求1所述的垂直式发光二极管的制造方法，其特征在于：所述凸起的材料 为光致抗阻剂，所述凸起呈条状的连续分布。9. 如权利要求1所述的垂直式发光二极管的制造方法，其特征在于：形成所述空隙需 在缓冲层中加入三甲基镓和氨并且调节缓冲层中三甲基镓和氨的浓度比例三甲基镓/氨 为 3200-4100。10. 如权利要求3所述的垂直式发光二极管的制造方法，其特征在于：步骤九所述的加 热温度为200-400度，所加压力为3000-7000千克。
【专利摘要】一种垂直式发光二极管的制造方法，包括如下步骤：提供一基体，在基体的第一表面表面形成多个凸起；在所述凸起外表面形成一氮化铝层；加热氮化铝层，使氮化铝层结晶；将凸起从氮化铝层内脱离；在氮化铝层外成长缓冲层；在所述基体缓冲层上依次成长N-GaN层、发光活性层和P-GaN层，从而获得发光二极管磊晶结构；提供导电基板，将所述发光二极管磊晶结构粘结于所述导电基板上；提供分离板，将基体从上述发光二极管磊晶结构中分离；使用物理蚀刻的方式蚀刻缓冲层直至至n-GaN层并在n-GaN层上设置N电极。
【IPC分类】H01L33/00
【公开号】CN105633222
【申请号】CN201410618495
【发明人】邱镜学, 林雅雯, 凃博闵, 黄世晟
【申请人】展晶科技(深圳)有限公司, 荣创能源科技股份有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年11月6日