[发明专利]一种垂直结构的LED芯片

说明书

技术领域

本发明涉及光电信息技术领域，特别涉及一种垂直结构的LED芯片。

背景技术

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善。

目前LED芯片外延层都是采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。

发明内容

本发明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，本发明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5μm。

可选的，所述第一基板的厚度范围为4μm～20μm。

可选的，所述外延层的厚度范围为4μm～20μm。

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、钼、钛、铜、金、铂、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5μm。

可选的，所述第二基板的厚度范围为80μm～500μm。

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、钼、钛、铜、金、铂、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。

在本发明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，从而提高衬底剥离良率，减小芯片漏电，提高芯片可靠性。

附图说明