CN102024893A

CN102024893A - 衬底、垂直结构led芯片及制备方法

Info

Publication number: CN102024893A
Application number: CN201010190330.3A
Authority: CN
Inventors: 张戈
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2010-05-29
Filing date: 2010-05-29
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2030-05-29
Also published as: EP2577751A1; CN102024893B; WO2011150743A1; US20130119427A1; EP2577751A4

Abstract

本发明提供一种发光二极管的衬底及其制备方法，在此基础上进一步提供一种垂直结构LED芯片及其制备方法。本发明的发光二极管的衬底，包括基体，所述基体具有用于生长发光二极管的第一面，该衬底还包括包覆所述基体的导电包覆层，所述导电包覆层包括图形化的导电包覆区，所述导电包覆区位于所述第一面上并露出部分所述基体。本发明通过在基体上包覆一包覆导电包覆层形成具有导电功能的衬底，在采用该衬底制备垂直结构LED芯片时，不需要采用激光剥离技术和粘贴另一导电层的技术就可以实现，具有工艺简单和较低成本的优势。

Description

衬底、垂直结构LED芯片及制备方法

技术领域

本发明属于固体照明技术领域，涉及一种发光二极管的衬底及其制备方法，还涉及一种垂直结构LED芯片及其制备方法。

背景技术

目前，多数发光二极管的外延层是在蓝宝石衬底上制备的。由于蓝宝石衬底是一种绝缘体，因此，制备普通发光二极管芯片时，需要刻蚀掉部分外延层才能制备电极，工艺复杂、成本高昂且浪费材料；制备垂直结构的发光二极管芯片时，需要采用激光剥离技术剥离掉该蓝宝石衬底，同样工艺复杂、成本高昂。

图1a至图1d，为示出了传统垂直型发光二极管的工艺剖面图。首先，提供蓝宝石基体100。接下来，利用外延方式，在蓝宝石基体100的表面上形成发光外延结构102，如图1a所示。一般来说，发光外延结构102主要包括依次堆叠的第一类型半导体层、有源层以及第二类型半导体层。由于蓝宝石基体100是电气绝缘材料，因此在制备垂直导通的电极结构时，通常需要提供另一个具有导电性质的基体104，并将原来电气绝缘的蓝宝石基体100移除，再将发光外延片结构102粘贴到可导电的基体104上，如图1b所示。

将发光外延结构102粘贴到基体104后，利用激光剥离技术，将整片蓝宝石基体100从发光外延结构102上移除，从而暴露出发光外延结构102的表面，如图1c所示。接着，分别在发光外延结构102与基体104的表面上形成第一类型电极106与第二类型电极108。然后，即可利用切割方式分割出许多发光二极管芯片110，如第1d图所示。

然而，在上述的发光二极管制备过程中，由于在使用激光剥离技术来移除整片蓝宝石基体100时，常因激光处理过程中温度过高或者温差所引起的应力的原因，导致发光二极管的结构受到破坏，并且剥离时对芯片产生过高的能量转移，导致组件特性的劣化。如此一来，将导致发光二极管的生产合格率大打折扣。此外，这种工艺需要再将发光外延结构粘贴至额外的基体104上，会增加成本，并也会导致合格率下降。

发明内容

本发明为解决现有技术中由于不导电衬底带来的制备LED芯片的工艺复杂和成本高昂的技术问题，提供一种发光二极管的衬底及其制备方法，在此基础上进一步提供一种垂直结构LED芯片及其制备方法。

本发明实施例是这样实现的：

一种发光二极管的衬底，包括基体，所述基体具有用于生长发光二极管的第一面，该衬底还包括包覆所述基体的导电包覆层，所述导电包覆层包括图形化的导电包覆区，所述导电包覆区位于所述第一面上并露出部分所述基体。

一种发光二极管的衬底的制备方法，包括如下步骤：

A、提供一基体，所述基体具有用于生长发光二极管的第一面；

B、将光刻胶涂布于所述第一面，经曝光、显影，在所述第一面形成图形化的光刻胶层，所述光刻胶层具有若干光刻胶条或者光刻胶块，所述光刻胶条或者光刻胶块的侧面与所述第一面成不大于90度的角；

C、在光刻胶层和基体上形成一层具有导电物质的中间体；

D、去除光刻胶层，露出第一面上的被光刻胶层覆盖的基体；

E、进行热处理，使中间体转化成导电包覆层，所述导电包覆层包括一图形化的导电包覆区，所述导电包覆区位于所述第一面上并露出部分所述基体。

本发明提供的一种垂直结构LED芯片，包括第一电极、第二电极、衬底和依次形成于所述衬底上的第一类型半导体层、有源层、第二类型半导体层，所述第二电极与所述第二类型半导体层电连接，所述衬底为上述的发光二极管的衬底，第一类型半导体层位于所述衬底的基体的第一面上，所述第一电极形成于除导电包覆区的导电包覆层上。

本发明提供的一种垂直结构LED芯片的制备方法，包括如下步骤：

I、按照上述发光二极管的衬底的制备方法制备得到衬底；

II、通过MOCVD工艺在制备得到的衬底的基体的第一面上生长外延层，该外延层依次包括位于衬底上的第一类型半导体层、有源层、第二类型半导体层；

III、在第二类型半导体层上形成第二电极；

IV、在除导电包覆区的导电包覆层上形成第一电极。

本发明通过在基体上包覆一导电包覆层形成具有导电功能的衬底，在采用该衬底制备垂直结构LED芯片时，不需要采用激光剥离技术和粘贴另一导电层的技术就可以实现，具有工艺简单和较低成本的优势。

附图说明

图1a至图1d示出了传统垂直型发光二极管的工艺剖面图；

图2A、图2B是本发明实施例一提供的发光二极管的衬底的立体图和俯视图；

图3A、图3B是本发明实施例二提供的发光二极管的衬底的立体图和俯视图；

图4A、图4B是本发明实施例三提供的发光二极管的衬底的立体图和俯视图；

图5A至图5E示出了本发明实施例发光二极管的衬底的工艺剖面图；

图6A、图6B是本发明实施例的第一面形成有光刻胶块的基体的第一、第二剖视图；

图7A是本发明实施例的第一面形成有光刻胶条的基体的俯视图；

图7B是本发明实施例的第一面形成有光刻胶块的基体的俯视图；

图8是本发明实施例垂直结构LED芯片的结构示意图。

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。

本发明的核心思想是将不导电或者弱导电的基体材料，如蓝宝石和单晶硅，通过在其表面包覆一层导电膜层，形成具有导电能力的发光二极管的衬底，进而方便在该衬底上制备垂直结构的LED芯片。

下面先介绍发光二极管的衬底及其制备方法，然后描述垂直结构LED芯片及其制备方法。

发光二极管的衬底

实施例一

本实施例提供一种应用于小功率LED的发光二极管的衬底。

图2A、图2B是本发明实施例一提供的发光二极管的衬底的立体图和俯视图。参照图2A，本实施例的发光二极管的衬底，包括基体300，所述基体300具有用于生长发光二极管的第一面，该衬底还包括包覆所述基体的导电包覆层200，所述导电包覆层200包括图形化的导电包覆区210，所述导电包覆区210位于所述第一面上并露出部分所述基体300。

该基体300一般为不导电材料如蓝宝石或者弱导电材料如单晶硅，当然也可以使用导电材料如碳化硅。本发明优选该基体300的材料为蓝宝石。

该基体300的形状一般为方体或者圆柱体，包括上下两个表面和侧面，一般定义上表面为第一面。本实施例以方体为例进行说明。

该导电包覆层200完全包覆该基体300的除第一面的其他各面，该导电包覆层200包括位于第一面上的导电包覆区210，当然，该导电包覆区210是与导电包覆层200的其它部分是电连接的。该导电包覆区210是图形化的，其主要作用是传导从发光二极管各半导体层中流出的电流并对其进行适当扩散，但是由于小功率LED的功耗很小不需要流经大电流，因此，该图形化的导电包覆区210的图形就不需要太复杂，如图2B所示，本实施例优选该图形为四分之一的圆形。为了使本发明实施例的发光二极管的衬底更容生长外延层，本发明实施例优选该导电包覆区210的厚度为0.2～1.5um，其中以该导电包覆区210的厚度为1um最优。因此，本实施例优选该导电包覆区210的厚度为1um。

该导电包覆层200的材料可以一些导电陶瓷，也可以是一些金属。本发明优选该导电包覆层200的材料为金属，该金属又优选导电能力较好的铝、铜、金、银等金属。

进一步，本发明实施例的该导电包覆层200的材料优选金属铝或者金属银，这样在基体300的四周形成一反射壁，可以将入射到基体300的光线反射出去，增加使用该衬底的发光二极管的出光效率。进一步，该导电包覆层200优选厚度是均匀的，以进一步地增加出光效率。

实施例二

本实施例提供一种应用于大功率LED的发光二极管的衬底。本实施例与实施例一的区别在于图形化的导电包覆区；本实施例的图形化的导电包覆区为位于基体300的第一面上的若干导电条211，该若干导电条211的排布方式不限，只要不相交且两两导电条211之间具有一定间距即可，可以相互平行，也可以成一定角度。该导电条211的形状可以曲线也可以为直线。该导电条211线宽范围为5至15微米。因为导电条211的线宽小的话，导电能力较弱；而导电条211的线宽太大，会遮挡部分光，降低亮度。

图3A、图3B是本发明实施例二提供的发光二极管的衬底的立体图和俯视图。请参照图3A、图3B，本实施例的优选的导电包覆区为若干平行的导电条211且这些导电条211之间的间距是等间距的。优选该导电条211的线宽为10微米，其间距也为10微米，这样可以实现在导电能力和出光方面形成一个良好平衡。

该图形化的导电包覆区起到了均匀电流之作用。

实施例三

本实施例提供另一种应用于大功率LED的发光二极管的衬底。本实施例与实施例二的区别在于图形化的导电包覆区，本实施例的导电包覆区的图形为网状图形；实施例二的导电包覆区相当于一维结构，而本实施例的导电包覆区相当于二维结构。该二维结构为导电网状结构，具有导电网格条和由导电网格条围成的网格眼，该网格眼的形状可以是圆形、椭圆形、多边形，该多边形又包括三角形、四边形、五边形、六边形等。本实施例的图形化的导电包覆区能够实现进一步均匀电流。

图4A、图4B是本发明实施例三提供的发光二极管的衬底的立体图和俯视图；请参照图4A、图4B，本实施例的导电包覆区具有相互交错的第一导电网格条212和第二导电网格条213，该第一导电网格条212和第二导电网格条213形成网状图形，该第一导电网格条212和第二导电网格条213围成长方形网格眼。第一导电网格条212具有相互平行且等间距的平行直线型导电条；该第二导电网格条213也具有相互平行且等间距的平行直线型导电条。当然，该导电网格条的形状可以为其他形状，只要使该图形化的导电包覆区能实现进一步均匀电流即可。本实施例的导电网格条的厚度和宽度范围与实施例二相同。

发光二极管的衬底的制备方法

本发明实施例的发光二极管的衬底制备方法，核心在于利用形成于第一面的图形化光刻胶层制备导电包覆区。

参照图5A至图5E，该方法具体步骤如下：

步骤一，提供一基体510，该基体510优选蓝宝石基体，当然也可以是上述其他材料的基体。如图5A所示，该基体510具有上下表面和侧面，定义该基体的上表面为第一面。该第一面用于生长发光二极管，确切的说是用于生长发光二极管的外延层。

步骤二，将光刻胶涂布于该第一面，形成一光刻胶层520；再对光刻胶层520进行曝光、显影，在所述第一面形成图形化的光刻胶层521，所述图形化的光刻胶层521具有光刻胶条或者光刻胶块，所述光刻胶条或者光刻胶块的侧面与所述第一面成一不大于90度的角；如图5B和图5C所示。

本步骤中，光刻胶与显影液是相互配合使用的。该光刻胶可以为正胶也可以为负胶。在此，优选为负胶，因为负胶更容易形成本发明实施例要求的图形化光刻胶层。

本步骤中，对于应用于大功率LED芯片的衬底，该图形化的光刻胶层具有若干光刻胶条或者具有若干光刻胶块；对应用于小功率LED芯片的衬底，该图形化的光刻胶层一般具有一个光刻胶块。该若干光刻胶条或者光刻胶块或者一个光刻胶块用于限定上述导电包覆区的形状。若导电包覆区具有若干平行的导电条，则该图形化的光刻胶层521也具有若干平行的光刻胶条522，该光刻胶条522的宽度等于平行导电条间的间距，该光刻胶条522的间距等于平行导电条的宽度，如图7A所示。若导电包覆区具有导电网状结构(该导电网状结构由导电网格条和由导电网格条围成的网格眼组成。)，则该图形化的光刻胶层521也就具有与该导电网状结构中网格眼形状相对应的光刻胶块523，一般该网格眼的形状有圆形、椭圆形、方形，该方形中又可以分为三角形、四边形、五边形、六边形等其他多边形，本实施例中优选该网格眼形状为长方形，也就是说本发明实施例的光刻胶块523的形状为长方形，如图7B所示。该光刻胶块523两两之间的间距为导电网状结构中的导电网格条的宽度。

本步骤中优选通过以下步骤以达到步骤二中所要求的光刻胶条或者光刻胶块：

①在所述第一面旋涂负胶，该旋涂工艺条件为：时间为35s，转速为30rps～45rps；或者时间为10s，转速为8rps～11rps；以控制该负胶的厚度在1.8～3um之间；

②将涂旋有负胶的衬底，放入烘烤箱中烘烤12～16分钟，烘烤箱的温度控制在85～95度之间；

③采用能量为20焦耳的光源，设置曝光距离为60～250微米和曝光时间为6～12s，进行曝光；

④显影及水洗，以完全除去曝过光的光刻胶；所述显影所用的时间在50s～70s之间；

⑤将水洗后的带有负胶的衬底，放入烘烤箱中烘烤20～30分钟，烘烤箱的温度控制在118～122度之间。

本发明实施例采用两次烘烤主要是确定该负胶的厚度和图形，使所述光刻胶条或者光刻胶块的侧面与所述第一面成一不大于90度的角(该形状相当于倒梯形，因此在本专利中用倒梯形来形容光刻胶条或者光刻胶块，即倒梯形光刻胶条或者倒梯形光刻胶块，由这些倒梯形光刻胶条或者倒梯形光刻胶块形成的光刻胶层也称为倒梯形光刻胶层。)

图6A、图6B是本发明实施例的第一面形成有光刻胶块的基体的第一、第二剖视图。图6A视角与图5C的相同，图6B的视角与图6A的垂直。

六面体的光刻胶条或者光刻胶块的侧面与第一面形成的角有四个，现以光刻胶块为例说明，参照图6A，该图中光刻胶块的侧面与第一面形成第一角α1和第二角α2，第一角α1和第二角α2的角度大小可以相同也可以不相同，但必须满足都不大于90度。在此优选第一角α1和第二角α2的角度大小相同。参照图6B，该图中光刻胶块的侧面与第一面形成第三角β1和第四角β2，第三角β1和第四角β2的角度大小可以相同也可以不相同，但必须满足都不大于90度。在此优选第三角β1和第四角β2的角度大小相同。当然，当光刻胶块为其它形状时，也优选所有侧面与第一面形成的角的角度相同。

为了使本衬底制作的成品率提高，优选所述光刻胶条或者光刻胶块的侧面与第一面成的角度为20到70度。

步骤三，步骤二得到在第一面具有倒梯形光刻胶层521的蓝宝石基体510，本步骤是在该基体510的各个表面上形成一层具有导电物质的中间体(530、531)，也就是该中间体包括位于光刻胶层上部分中间体531和位于蓝宝石基体上部分中间体530。这个形成中间体的方法有喷涂法、溶剂热法和溶胶-凝胶法。

由于光刻胶层是倒梯形的，因此，该中间体是分开形成在光刻胶层和蓝宝石基体上的，也就是说该中间体在第一面上是不连续排布的。

本实施例优选中间体为络合有金属离子或者颗粒的有机物。

在此本实施例优选采用溶胶-凝胶法形成该中间体。该中间体为用溶胶-凝胶法加工得到的凝胶状的前躯体；该前躯体中具有易热分解有机物和金属物质。

所述溶胶-凝胶法使用的物质有有机溶剂、金属醇盐和聚合物；所述有机溶剂为乙醇、乙二醇、异丙醇和乙腈中一种或者多种；所述聚合物为聚乙烯醇、聚苯胺或聚砒咯；所述溶胶-凝胶法具体如下：将金属醇盐和聚合物溶入有机溶剂中，并在40-90度的温度下搅拌形成凝胶状的前躯体。

本实施例优选该金属醇盐为异丙醇铝或者异丙醇银，选择这两种金属醇盐中的一种是因为最后会在发光二极管的衬底上形成反光面，有利于提高采用本实施例的衬底的发光二极管芯片的出光率。该聚合物优选聚乙烯醇。进一步，该溶胶-凝胶法使用的醇金属摩尔比(即醇铝摩尔比，ROH/A13+)为5：1且异丙醇铝浓度为0.5～1.4mol/L，这样更容易制备得到浓度均匀的凝胶状前驱体。

本步骤中，再将凝胶状的前躯体均匀涂敷在蓝宝石基体上在该基体的各个表面上。此步骤有利于形成厚度均匀且光滑的导电包覆层，使导电包覆层具有较好的反光能力。

步骤四，去除光刻胶层，露出第一面上的被光刻胶层覆盖的基体；本步骤采用去胶液DTNS-4000(深圳市德同光电材料有限公司销售)、丙酮和异丙醇。将被光刻胶层覆盖的基体放入70度的去胶液中浸泡15～30分钟，然后放入到的丙酮中浸泡10～20分钟，最后放入到的异丙醇中浸泡15～20分钟。本步骤中附着于该光刻胶上的中间体531也随着光刻胶521的去除而脱离，从而露出第一面上的被光刻胶层覆盖的基体。

本步骤优选使用蓝膜和离子风机对基体进行消除静电。将蓝膜(有好的粘性)均匀的压在经过去胶液、丙酮和异丙醇浸泡后的蓝宝石衬底上，然后用力将蓝膜撕开，光刻胶及其上的金属被黏附在蓝膜上带走，在撕蓝膜的过程中始终打开离子风机。

步骤五，进行热处理，在基体上形成导电包覆层，所述导电包覆层包括一图形化的导电包覆区，所述导电包覆区位于所述第一面上并露出部分所述基体。

该步骤一般选择在退火炉中进行，并且该退火炉中必须充满惰性气体或者氮气等不与导电物质发生反应的气体；首先，退火炉的温度控制在200～400度，时间控制在1～2h。之后将退火炉中的温度降到常温。为了防止金属被氧化，等衬底的温度降到了室温再取出，得到具有导电包覆层的衬底。

垂直结构LED芯片

参照图8，本发明还提供一种垂直结构LED芯片，该垂直结构LED芯片包括第一电极810、第二电极870、衬底820和依次形成于所述衬底820上的第一类型半导体层840、有源层850、第二类型半导体层860，所述第二电极870与所述第二类型半导体层860电连接。所述衬底820为上述的发光二极管的衬底，包括蓝宝石基体和包覆在蓝宝石基体上的导电包覆层，所述第一半导体层840形成于所述蓝宝石基体的第一面和导电包覆层的相应处，所述第一电极810形成于除导电包覆区的导电包覆层上。

本实施例中，该第一类型半导体层840优选为N型半导体层840，该第二类型半导体层860为P型半导体层860。当然，该两半导体层也可以互换。有源层850为多量子阱发光层850。该半导体层的材料以氮化镓(GaN)、氮化铟镓(InGaN)、氮化铝镓(AlGaN)和氮化铟铝镓(AlGaInN)为主的III-V族氮化物材料，此处优选氮化镓(GaN)。该第一电极810和第二电极870的材料为金属金或者金属铝。

通过第一电极和第二电极给该垂直结构LED芯片通电，该垂直结构LED芯片中的有源层在电流的作用下产生光能发出，由于III-V族氮化物材料的半导体层横向电流流动能力较差导致现有的发光二极管芯片的发光效率比较低，本实施例的衬底的第一面具有图形化的导电包覆区，可以分散电流，因此提高了电流的均匀度，进而提高了有源区的产生光的效率，同时由于底面具有反射面，进一步提高了出光效率。

本实施例的衬底由于具有大面积的导电包覆层，因此，第一电极很容易被绑定到衬底上，降低了生产难度。

由于N型氮化镓层的导电能力较弱，为了提高导电能力，优选在衬底820和N型半导体层840之间再形成一重掺杂的N型氮化镓层830。该重掺杂的N型氮化镓层830也有利于提高外延层的晶格质量。

垂直结构LED芯片的制备方法

本发明提供的垂直结构LED芯片的制备方法，包括如下步骤：

I、用上述发光二极管的衬底的制备方法，并制备得到衬底。

II、通过MOCVD(金属有机化合物化学气相淀积)工艺在衬底的基体的第一面上生长外延层，该外延层依次包括位于衬底上的第一类型半导体层、有源层、第二类型半导体层。

该第一类型半导体层优选为N型半导体层，该第二类型半导体层为P型半导体层；当然，该两半导体层也可以互换。有源层为多量子阱发光层。该半导体层的材料以氮化镓(GaN)、氮化铟镓(InGaN)、氮化铝镓(AlGaN)和氮化铟铝镓(AlGaInN)为主的III-V族氮化物材料，此处优选氮化镓(GaN)。

III、在第二类型半导体层上形成第二电极。

IV、在除导电包覆区的导电包覆层上形成第一电极，得到本发明实施例的发光二极管芯片。

该第一电极和第二电极的材料为金属金或者金属铝。

本实施例的垂直结构LED芯片的制备方法由于采用本发明上面实施例提供的衬底，从而不用采用激光剥离技术将蓝宝石衬底剥离和采用粘贴技术将外延层粘贴到导电衬底上，降低了制备垂直结构LED芯片的工艺难度和成本。

进一步优选，述外延层还包括一第一类型重掺杂半导体层(重掺杂N型氮化镓(GaN层)，所述第一类型重掺杂半导体层形成于第一类型半导体层之前。重掺杂N型氮化镓(GaN)层的作用是提高外延层的导电能力和提升外延层的晶格质量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种发光二极管的衬底，包括基体，所述基体具有用于生长发光二极管的第一面，其特征在于，还包括包覆所述基体的导电包覆层，所述导电包覆层包括图形化的导电包覆区，所述导电包覆区位于所述第一面上并露出部分所述基体。

2.如权利要求1所述的发光二极管的衬底，其特征在于，所述导电包覆区的图形为若干不相交的线或者网状图形。

3.如权利要求2所述的发光二极管的衬底，其特征在于，所述网状图形具有网格眼，所述网格眼的形状为圆形、椭圆形或者多边形。

4.如权利要求1所述的发光二极管的衬底，其特征在于，所述基体为蓝宝石或者晶体硅。

5.一种发光二极管的衬底的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

C、在光刻胶层和基体上形成一层具有导电物质的中间体；

D、去除光刻胶层，露出第一面上的被光刻胶层覆盖的基体；

6.如权利要求5所述的发光二极管的衬底的制备方法，其特征在于，所述光刻胶层的厚度范围为1.8～3um。

7.如权利要求5所述的发光二极管的衬底的制备方法，其特征在于，所述光刻胶条或者光刻胶块的侧面与第一面成的角度为20到70度。

8.如权利要求7所述的发光二极管的衬底的制备方法，其特征在于，所述步骤B中所使用的光刻胶为负胶。

9.如权利要求8所述的发光二极管的衬底的制备方法，其特征在于，所述步骤B进一步包括如下步骤：

B1、在所述第一面旋涂负胶，该旋涂工艺条件为：时间为35s，转速为30rps～45rps；或者时间为10s，转速为8rps～11rps；

B2、将涂旋有负胶的衬底，放入烘烤箱中烘烤12～16分钟，烘烤箱的温度控制在85～95度之间；

B3、采用能量为20焦耳的光源，设置曝光距离为60～250微米和曝光时间为6～12s，进行曝光；

B4、显影及水洗，所述显影所用的时间在50s～70s之间；

B5、将水洗后的带有负胶的衬底，放入烘烤箱中烘烤20～30分钟，烘烤箱的温度控制在118～122度之间。

10.如权利要求5所述的发光二极管的衬底的制备方法，其特征在于，所述中间体为用溶胶-凝胶法加工得到的凝胶状的前躯体；所述溶胶-凝胶法中使用有机溶剂、金属醇盐、聚合物，将金属醇盐和聚合物溶入有机溶剂中，并在40～90度的温度下搅拌形成凝胶状的前躯体。

11.如权利要求10所述的发光二极管的衬底的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为乙醇、乙二醇、异丙醇和乙腈中一种或者多种，所述聚合物为聚乙烯醇、聚苯胺或聚砒咯。

12.如权利要求11所述的发光二极管的衬底的制备方法，其特征在于，所述金属醇盐为异丙醇铝或者异丙醇银，所述聚合物为聚乙烯醇。

13.如权利要求12所述的发光二极管的衬底的制备方法，其特征在于，醇、金属摩尔比为5∶1且所述异丙醇铝或者异丙醇银的浓度为0.5～1.4mol/L。

14.如权利要求5所述的发光二极管的衬底的制备方法，其特征在于，所述步骤E中热处理具体如下：

将基体放入充有保护气体退火炉中，保持退火炉中温度控制在200～400度，时间控制在1～2小时；然后，等退火炉中冷却到室温时，将其取出。

15.一种垂直结构LED芯片，包括第一电极、第二电极、衬底和依次形成于所述衬底上的第一类型半导体层、有源层、第二类型半导体层，所述第二电极与所述第二类型半导体层电连接，其特征在于，所述衬底为权利要求1至4任一项所述的发光二极管的衬底，第一类型半导体层位于所述衬底的基体的第一面上，所述第一电极形成于除导电包覆区的导电包覆层上。

16.如权利要求15所述垂直结构LED芯片，其特征在于，所述垂直结构LED芯片还包括一第一类型重掺杂半导体层，所述第一类型重掺杂半导体层位于第一类型半导体层和衬底之间。

17.一种垂直结构LED芯片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

Ⅰ、如权利要求5至14任一项所述发光二极管的衬底的制备方法，并制备得到衬底；

Ⅱ、通过MOCVD工艺在制备得到的衬底的基体的第一面上生长外延层，该外延层依次包括位于衬底上的第一类型半导体层、有源层、第二类型半导体层；

Ⅲ、在第二类型半导体层上形成第二电极；

Ⅳ、在除导电包覆区的导电包覆层上形成第一电极。

18.如权利要求17所述垂直结构LED芯片的制备方法，其特征在于，所述外延层还包括一第一类型重掺杂半导体层，所述第一类型重掺杂半导体层形成于第一类型半导体层之前。