[发明专利]一种垂直结构LED芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种垂直结构LED芯片，其特征在于，包括基底层和设置于基底层上的圆形发光面，P电极设置在圆形发光面外沿且与圆形发圆形发光面同轴心；圆形发光面内设置有多个N电极柱，多个N电极柱以圆环型或者多边形的形式、中心对称或者轴对称地分布在圆形发光面中，N电极柱底端与基底层电性连接、顶端与圆形发光面电性连接。

2.如权利要求1所述的垂直结构LED芯片，其特征在于，所述圆形发光面包括自上至下依次层叠的LED外延层、欧姆接触层和保护层，LED外延层包括自上至下依次层叠的n-GaN层、InGaN/GaN多量子阱层和p-GaN层，N电极柱的顶部与n-GaN层电性连接。

3.如权利要求1所述的垂直结构LED芯片，其特征在于，所述基底层包括自上至下依次层叠的绝缘层、N电极层、阻挡层、键合层、粘结层和衬底层；N电极柱的底部与N电极层一体成型。

4.如权利要求1所述的垂直结构LED芯片，其特征在于，N电极柱自内自外依次包括层叠的N-电极层、绝缘层、保护层和欧姆接触层。

5.如权利要求1所述的垂直结构LED芯片，其特征在于，多个N电极柱以中心加环形阵列的方式分布于圆形发光面中。

6.如权利要求1所述的垂直结构LED芯片，其特征在于，多个N电极柱以相邻呈菱形地以圆形发光面呈中心对称地分布在圆形发光面中。

7.一种垂直结构LED芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)LED外延片的制备：

在Si衬底上依次生长缓冲层、n-GaN层、InGaN/GaN多量子阱层和p-GaN层，得到LED外延片；

2)LED外延片的清洗：

3)LED外延片的刻蚀；

电感耦合等离子体刻蚀的方法刻蚀外延片，依次刻蚀穿透p-GaN层和InGaN/GaN多量子阱层到达n-GaN层，在LED外延片上制备N电极预留通孔；

4)欧姆接触层和保护层的制备：

在沉积欧姆接触层前或后，通过光刻工艺在步骤3)的N电极预留通孔上制备同心N电极预留通孔，得到含通孔的欧姆接触层，通过光刻工艺预留同心N电极预留通孔图形，沉积保护层，得到含通孔的保护层；

6)基底层的制备：

依次沉积含通孔的SiO₂绝缘层、N电极层、阻挡层和键合层；

使用电子束蒸发工艺蒸镀键合层和粘结层的Si衬底，通过键合层与键合层的键合复合，得到基底层；

7)LED外延片的后处理：

剥离LED外延片的衬底，粗糙化处理，使用光刻工艺制作出圆形发光区域，在圆形发光区域的外围制作P电极。

8.如权利要求7所述的垂直结构LED芯片的制备方法，其特征在于，使用BOE腐蚀SiO₂绝缘层。

9.如权利要求7所述的垂直结构LED芯片的制备方法，其特征在于，步骤7)中，使用0.05-10％的KOH溶液进行粗糙化处理。

10.如权利要求7所述的垂直结构LED芯片的制备方法，其特征在于，步骤7)中，使用采用磷酸或感应耦合等离子体刻蚀的方法刻蚀LED外延片。