腐蚀槽9
[0042]旋转轴91托片平台92
[0043]第一电极10第二电极11。
【具体实施方式】
[0044]以下结合附图及具体实施例对本实用新型做详细描述。
[0045]参阅图1所示，本实用新型揭示的一种衬底可重复利用的大功率发光二极管外延结构，包括外延衬底1、外延剥离层2及外延发光结构3 ;在外延衬底I与外延发光结构3之间设置外延剥离层2。
[0046]外延发光结构3为依次设置在外延剥离层2上的第一型电流扩展层31、第一型限制层32、有源层33、第二型限制层34及第二型电流扩展层35构成。
[0047]外延剥离层2与外延发光结构3之间设置外延保护层4。外延保护层4设置为第一外延保护层41及第二外延保护层42双层结构。
[0048]外延剥离层2与外延衬底I之间设置衬底保护层5，且在外延衬底I与衬底保护层5之间设置缓冲层6。
[0049]如图1至图4所示，本实用新型揭示的一种具有衬底可重复利用的大功率发光二极管的制作方法，具体步骤如下:
[0050]步骤一、如图1所示，在外延衬底I表面由下至上依次外延缓冲层6、衬底保护层5、外延剥离层2、外延保护层4、第一型电流扩展层31、第一型限制层32、有源层33、第二型限制层34、第二型电流扩展层35。
[0051]其中，外延衬底I采用两英寸的具有η型导电性的GaAs衬底，厚度为250nm。衬底保护层5的组成材料为(Ala5Gaa5)a5Ina5P三五族化合物，采用厚度为300nm。外延剥离层2的组成材料为无任何导电型掺杂的AlAs三五族化合物，厚度采用90nm。
[0052]外延保护层4设置为第一外延保护层41及第二外延保护层42双层结构。第一外延保护层41的组成材料为Gaa5Ina5P三五族化合物，采用厚度为500nm。第二外延保护层42的组成材料为GaAs三五族化合物，采用厚度为50nm。
[0053]第一型电流扩展层31的组成材料为(Alci 5Gaa5)a5Inci 5P三五族化合物，采用厚度为7ym。第一型限制层32的具体组成材料为(Ala8Gaa2)a5Ina5P三五族化合物，采用厚度为600nm。有源层33采用量子阱与量子皇交替生长的量子结构。量子阱的组成材料为(AlaiGaa9)a5Ina5P三五族化合物，采用厚度为10nm。量子皇的组成材料为(Al0.85Ga0.15) ο.5In0.5P三五族化合物，采用厚度为10nm。量子阱和量子皇交叉的对数为30对。第二型限制层34的组成材料为(Ala8Gaa2)a5Ina5P三五族化合物，采用厚度为800nm。第二型电流扩展层35的组成材料为GaP三五族化合物，采用厚度为5 μπι。
[0054]步骤二、采用氧化工艺对外延剥离层2进行氧化，形成氧化剥离层21。通过使用石英管炉在通氮气保护，石英管在300 V的温度条件下，通入水蒸汽进入石英管直至外延剥离层被氧化成氧化剥离层21。
[0055]步骤三、在第二型电流扩展层35上蒸镀金属反射层7。
[0056]步骤四、将金属反射层7上表面与硅基板8 (具有导电掺杂)通过金属粘接层键合在一起，如图2所示。
[0057]步骤五、在硅基板8、外延衬底I背面制作保护胶。
[0058]步骤六、采用强碱溶液NaOH腐蚀经过氧化工艺后的氧化剥离层21中的氧化铝等化合物。腐蚀化学式:Al203+2Na0H==2NaA102+H20。产生的NaAlO2极易溶于水，不会阻止强碱溶液NaOH继续蚀刻氧化剥离层21中的氧化铝。
[0059]步骤七、如图3所示，使用托片平台92带旋转功能的腐蚀装置腐蚀氧化剥离层21:腐蚀槽9在槽内的中心位置具有旋转轴91，旋转轴91的顶部有一托片平台92，把硅基板12的背部粘黏至托片平台92上。腐蚀槽9中倒入强碱溶液，强碱容易对氧化铝的蚀刻作用下，在外延发光结构3周围形成一圈氧化剥离层21的微小凹陷。调节旋转轴91的旋转速率，由于硅基板8固定在托片平台92上，旋转产生离心力使得外延衬底I相对于外延发光结构3获得一个向上的离心力F，促进更多的高浓度的强碱溶液流进凹陷处接触及蚀刻氧化剥离层21中的氧化铝。
[0060]由于刚开始氧化剥离层21与外延发光结构3的接触面积较大，结合力较大。初始速率可以设置较快，初始设定值为转120转/分钟。但随着腐蚀深度的增加，氧化剥离层21的面积逐渐缩小，氧化剥离层21与外延发光结构3的结合力逐渐变小。为了防止由于外延衬底I的向上的离心力F大于外延发光结构3与氧化剥离层21的结合力，而导致外延发光结构3被撕裂。旋转速率需要逐渐降低。在氧化剥离层21被腐蚀至面积不足原来的六分之一时，旋转速率降低至6转/分钟，腐蚀直至外延发光结构3与外延衬底I剥离，得到可重复利用的外延衬底I。
[0061]以下步骤为通过重复利用外延衬底1，同时制作发光二极管:
[0062]步骤八、去除外延衬底1、硅基板8背面保护胶。
[0063]步骤九、采用湿法腐蚀分别去除与第一型电流扩展层31相邻的外延保护层4。
[0064]步骤十、在第一型电流扩展层31上表面做第一电极10，在娃基板8的下表面制作第二电极11，切割分裂成芯粒，得到如图4所示的发光二极管。
[0065]以上所述仅为本实用新型的一个实施例，并非对本案设计的限制，凡依本案的设计关键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。
【主权项】
1.一种衬底可重复利用的大功率发光二极管外延结构，其特征在于:包括外延衬底、衬底保护层、氧化剥离层、外延保护层、金属反射层及外延发光结构；在外延衬底与外延发光结构之间设置氧化剥离层，氧化剥离层与外延发光结构之间设置外延保护层，氧化剥离层与外延衬底之间设置衬底保护层；在外延发光结构上设置金属反射层，在金属反射层上设置基板。
2.如权利要求1所述的一种衬底可重复利用的大功率发光二极管外延结构，其特征在于:氧化剥离层的厚度为30-100nm。
3.如权利要求1所述的一种衬底可重复利用的大功率发光二极管外延结构，其特征在于:外延保护层为由第一外延保护层与第二外延保护层构成的双层结构。
4.如权利要求1所述的一种衬底可重复利用的大功率发光二极管外延结构，其特征在于:外延发光结构由第一型电流扩展层、第一型限制层、有源层、第二型限制层及第二型电流扩展层构成；有源层一侧设置第一型电流扩展层，在第一型电流扩展层与有源层之间设置第一型限制层；有源层另一侧设置第二型电流扩展层，在第二型电流扩展层与有源层之间设置第二型限制层。
【专利摘要】本实用新型公开一种衬底可重复利用的大功率发光二极管外延结构，包括外延衬底、衬底保护层、氧化剥离层、外延保护层、金属反射层及外延发光结构；在外延衬底与外延发光结构之间设置氧化剥离层，氧化剥离层与外延发光结构之间设置外延保护层，氧化剥离层与外延衬底之间设置衬底保护层；在外延发光结构上设置金属反射层，在金属反射层上设置基板。本实用新型可以解决剥离二极管的外延衬底而导致外延层破损问题，从而可以重复利用衬底，节约成本。
【IPC分类】H01L33-00, H01L33-02, H01L33-12
【公开号】CN204303856
【申请号】CN201420601218
【发明人】林志伟, 陈凯轩, 张永, 卓祥景, 姜伟, 杨凯, 蔡建九, 白继锋, 刘碧霞
【申请人】厦门乾照光电股份有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年10月17日