[发明专利]垂直型发光二极管及其制造方法

说明书

本申请公开了一种垂直型发光二极管及其制造方法。该方法包括：在生长衬底上生长至少第一缓冲层，第一缓冲层的材料为本征GaN、本征InGaN以及本征AlInGaN中的任意一种或组合；在第一缓冲层上生长n型接触层；在n型接触层上生长基于AlGaN材料体系的发光外延层，在发光外延层远离n型接触层的一侧键合转移衬底；从第一缓冲层和生长衬底的接触面剥离生长衬底；在保留的n型接触层远离发光外延层的一侧形成第一电极。通过上述方式，第一缓冲层作为牺牲层，帮助完成从生长衬底的接触面剥离生长衬底，在确保AlGaN材料体系的发光外延层生长质量的前提下，有效降低该发光外延层从生长衬底的剥离难度。同时，提高n型AlGaN半导体层的欧姆接触，提高n型AlGaN半导体层的电流扩散。

技术领域

本申请涉及发光二极管领域，特别是一种垂直型发光二极管及其制造方法。

背景技术

发光二极管(lightemittingdiode，LED)是将电能转换为光的固态元件，LED具有体积小、效率高和寿命长等优点，在交通指示、户外全色显示等领域有着广泛的应用。尤其是利用大功率LED可以实现半导体固态照明，引起人类照明史的革命，从而逐渐成为目前电子学领域的研究热点。

目前，紫外(UV)LED通常采用AlGaN材料体系的发光外延层，尤其是深紫外(UVC)LED外延在生长过程中一般是先在衬底上生长一层N型GaN层，然后再生产AlGaN材料。然而，由于AlN的禁带宽度达到了6.2eV，因此难以通过常规的剥离方式从衬底上剥离，因此目前紫外LED普遍采用倒装结构，无法避免衬底以及N型GaN层的吸光问题，导致出光效率低下。

此外，n型AlGaN材料的欧姆接触制备困难，导致接触电阻过大，开启电压高，电流扩展困难。

发明内容

本申请提供一种垂直型发光二极管及其制造方法，能够在确保基于AlGaN材料体系发光外延层的生长质量的前提下，有效地降低该发光外延层从生长衬底的剥离难度。进一步，提供了一种利用剥离后的发光外延层形成的垂直型发光二极管。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供生长衬底；在生长衬底的一侧主表面上生长至少第一缓冲层，其中第一缓冲层的材料为本征GaN、本征InGaN以及本征AlInGaN中的任意一种或组合；在第一缓冲层上生长n型接触层；在n型接触层上生长基于AlGaN材料体系的发光外延层，其中发光外延层包括与n型接触层接触的n型AlGaN半导体层；在发光外延层远离n型接触层的一侧键合转移衬底；以第一缓冲层为剥离牺牲层，去除第一剥离层，以从第一缓冲层和生长衬底的接触面剥离生长衬底；图案化n型接触层，以保留部分n型接触层；在保留的n型接触层远离发光外延层的一侧形成第一电极。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供了一种垂直型紫外发光二极管，包括：转移衬底；发光外延层，发光外延层依次设置于转移衬底的一侧主表面上的p型AlGaN半导体层或p型GaN半导体层、AlGaN量子阱层以及n型AlGaN半导体层；n型接触层，局部覆盖于n型AlGaN半导体层远离转移衬底的一侧；第一电极，形成于发光外延层远离转移衬底的一侧；第二电极，形成于转移衬底远离发光外延层的一侧。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请通过在生长衬底上形成至少第一缓冲层和n型接触层的双层缓冲结构，利用该双层缓冲结构生长基于AlGaN材料体系的发光外延层，并利用第一缓冲层作为剥离牺牲层，帮助完成从生长衬底的接触面剥离生长衬底，进而在确保基于AlGaN材料体系发光外延层的生长质量的前提下，有效地降低该发光外延层从生长衬底的剥离难度。进一步地，由于在n型AlGaN半导体层和电极之间设有n型接触层，进而提高n型AlGaN半导体层的欧姆接触，降低接触电阻，并提高n型AlGaN半导体层的电流扩散。

附图说明