[发明专利]一种垂直结构发光二极管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于垂直结构发光二极管领域，尤其涉及一种散热效果好、出光效率高的垂直结构发光二极管及其制造方法。

背景技术

现有的垂直结构发光二极管，采用激光剥离技术将蓝宝石衬底完全剥离，露出发光外延结构，达到散热效果较好的目的；并在发光外延结构形成粗糙面以提高出光效率。由于激光处理过程中会产生过高温度，对不同结构层造成较大温差的影响，对外延层造成永久性破坏，严重影响器件的稳定性和使用寿命。并且在制造过程中要额外形成粗糙面，增加了制造的复杂度。

现有另一种垂直结构发光二极管，采用激光切割和激光剥离技术将蓝宝石衬底局部剥离，在剥离部分的发光外延结构上形成电极构成垂直型发光二极管。由于蓝宝石衬底约占结构总体厚度的90％以上，也是结构中最大热阻之一，局部剥离无法改善散热问题，制约器件的使用寿命。同时，局部激光切割和剥离制程生产效率缓慢，切割时间过长导致应力过大而造成规则或不规则裂片，降低了良率和产出，相应的增加了成本。

发明内容

本发明为解决现有发光二极管出光率低、散热效果差的技术问题，提供一种出光率高、散热效果好的垂直结构发光二极管的制造方法。

一种垂直结构发光二级管制造方法，包括：

(1)、在蓝宝石衬底上形成发光外延结构；

(2)、在发光外延结构上形成电流扩散层；

(3)在电流扩散层上形成第一导电电极；

(4)、将做好第一导电电极的发光外延结构形成在另一导电衬底上，形成倒装结构，保证蓝宝石衬底朝上；

(5)、将蓝宝石衬底减薄至指定厚度及指定粗糙度；

(6)、对上述减薄后的蓝宝石衬底进行光刻处理，得到电极结构图案，并将带电极结构图案的蓝宝石衬底剥离，露出部分发光外延结构；

(7)、在露出的发光外延结构上形成第二导电电极。

另外，本发明还包括一种垂直结构发光二级管，该垂直结构发光二级管包括：

导电衬底；

第一导电电极，位于所述导电衬底上；

电流扩散层，位于所述第一导电电极上；

发光外延结构，位于所述电流扩散层上；

蓝宝石衬底，位于所述发光外延结构上，所述蓝宝石衬底出光侧表面为粗糙面，厚度为2～15um，粗糙度为10～500nm；

至少一个第二导电电极，位于所述蓝宝石衬底侧并穿过蓝宝石衬底与所述发光外延结构连接。

本发明将蓝宝石衬底的厚度减薄到2～15um，提高了散热效果；将蓝宝石衬底保留一部分厚度，能提供出光效率，并在蓝宝石衬底出光面形成粗糙面，有效的提高了出光效率。本发明制成的垂直结构发光二极管出光率高、散热效果好，极大的提高了发光二极管的稳定性及使用寿命。

附图说明

图1至图6是本发明实施例提供的垂直结构发光二极管的工艺剖面图。

图中，附图标记表示：

11：蓝宝石衬底；  121：缓冲层；

12：发光外延结构；122：第二电性半导体；

13：电流扩散层；  123：发光层；

14：第一导电电极；124：第一电性半导体；

15：导电衬底；

16：第二导电电极。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明公开了一种垂直结构发光二极管的制造方法，结合图1至图6对该制造方法过程进行详细描述。

(1)、如图1所示，在蓝宝石衬底11上通过外延技术进行磊晶，将发光外延结构12形成在蓝宝石衬底11上，发光外延结构12包括：缓冲层121、第二电性半导体122、发光层123和第一电性半导体124。

发光层123的结构设计可适用于蓝光、绿光或者白光芯片的组建，外延磊晶过程中为了提升第一电性半导体124的导电性，对其进行退火处理。

(2)、如图2所示，通过电子枪蒸镀、磁控溅射等PVD(Physical VaporDeposition，物理气相沉积)技术在第一电性半导体124表面沉积透光率和导电性优良的电流扩散层13，此电流扩散层13的厚度在300nm左右，并通过高温形式对此电流扩散层13进行合金化，进一步提高该层电流扩散特性。