[发明专利]一种发光二极管结构

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种发光二极管结构。

背景技术

发光二极管通常选用蓝宝石作为异质外延的衬底，但蓝宝石与形成发光二极管的半导体材料之间存在晶格失配，造成外延晶体结构中存在高密度的线缺陷，这使得发光二极管制备工艺复杂，影响器件的电流扩展、输出光功率等特性，而且蓝宝石导热性能也不佳，使得其散热问题突出；这些问题的存在使得蓝宝石衬底和外延层材料的分离十分必要。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种发光二极管，其避免了蓝宝石与形成发光二极管的半导体材料之间存在晶格失配。

本发明提出的一种发光二极管结构，自下而上依次具有铜衬底、GaN缓冲层、AlInN层、n-GaN层、多量子阱层、p-AGaN层、p-GaN层，其中，GaN缓冲层的厚度为30-45nm，AlInN层的厚度为80-150nm，n-GaN层的厚度为3-5μm，多量子阱层厚度为30-80nm，p-AGaN层40-60nm，p-GaN层200-300nm；铜衬底的厚度为120-150微米。

本发明具有如下有益效果：

本发明的发光二极管结构由于采用了铜衬底，因此可以避免蓝宝石与形成发光二极管的半导体材料之间存在的晶格失配。

具体实施方式

以下结合实施例来进一步解释本发明。

本发明提出的一种发光二极管结构，自下而上依次具有铜衬底、GaN缓冲层、AlInN层、n-GaN层、多量子阱层、p-AGaN层、p-GaN层，其中，GaN缓冲层的厚度为30-45nm，AlInN层的厚度为80-150nm，n-GaN层的厚度为3-5μm，多量子阱层厚度为30-80nm，p-AGaN层40-60nm，p-GaN层200-300nm；铜衬底的厚度为120-150微米。

下面介绍本发明的发光二极管结构的制造方法，该方法依次包括如下步骤：

（1）在蓝宝石衬底上形成发光二极管外延片，所述发光二极管结构外延片自下而上依次具有GaN缓冲层、AlInN层、n-GaN层、多量子阱层、p-AGaN层、p-GaN层，其中，GaN缓冲层的厚度为30-45nm，AlInN层的厚度为80-150nm，n-GaN层的厚度为3-5μm，多量子阱层厚度为30-80nm，p-AGaN层40-60nm，p-GaN层200-300nm；铜衬底的厚度为120-150微米；

（2）用光刻和ICP刻蚀技术将已经生长好发光二极管结构外延片刻蚀出AlInN层侧壁；

（3）将外延层结构粘合到玻璃衬底上，用二乙醇胺（DAE）腐蚀掉AllnN层，形成外延层和蓝宝石衬底的分离。

（4）在蓝宝石衬底分离后，采用光刻工艺在发光二极管外延层上图形化；

（5）采用电镀工艺在发光二极管外延层上已图形化的区域电镀铜，从而形成铜金属衬底。

其中，步骤（3）中，利用环氧树脂胶将发光二极管外延结构粘到玻璃衬底上；

其中，步骤（5）中，将外延片置于CuSO₄溶液中进行电镀，形成发光二极管结构的铜衬底转移，具体工艺为：将发光二极管结构置于电镀级CuSO₄溶液中，通电1小时后在发光二极管外延层的原蓝宝石衬底表面电镀上一层厚度均匀铜衬底，厚度约为120-150微米。

优选实施例：

在本优选实施例中，发光二极管结构与前述实施例相同，优选的是，GaN缓冲层的厚度为40nm，AlInN层的厚度为120nm，n-GaN层的厚度为4μm，多量子阱层厚度为60nm，p-AGaN层55nm，p-GaN层260nm；铜衬底的厚度为130微米。

至此已对本发明做了详细的说明，但前文的描述的实施例仅仅只是本发明的优选实施例，其并非用于限定本发明。本领域技术人员可对本发明做任何的修改，而本发明的保护范围由所附的权利要求来限定。