CN106784182A - 一种发光二极管的衬底剥离结构、制作方法及剥离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种发光二极管的衬底剥离结构，在临时衬底表面形成SiO2图形层，在SiO2图形层上形成倒梯形孔洞，倒梯形孔洞贯穿至临时衬底的表面而裸露临时衬底；在SiO2图形层上、倒梯形孔洞侧壁及裸露的临时衬底上蒸镀AlN缓冲层；在AlN缓冲层上外延发光二极管的外延结构。本发明还公开发光二极管的衬底剥离结构的制作方法及发光二极管的衬底剥离方法。本发明使得衬底剥离不被损坏，获得较高的剥离良率。
Description
技术领域
本发明涉及发光二极管技术领域，尤其是指一种发光二极管的衬底剥离结构、制作方法及剥离方法。
背景技术
在生长蓝绿发光二极管时，一般采用蓝宝石作为临时衬底，采用蓝宝石临时衬底剥离技术。蓝宝石临时衬底剥离技术可以使得衬底重复利用，也可以使得剥离的外延结构用于制作垂直结构的发光二极管，垂直结构的发光二极管明显地改善发光二极管的热传导效果。因此，蓝宝石剥离技术是改善发光二极管光衰，提高发光二极管使用寿命的关键技术。
然而，现有技术中，发光二极管的外延结构直接生长在蓝宝石临时衬底上，在剥离蓝宝石临时衬底时，容易损坏蓝宝石临时衬底而无法重复利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发光二极管的衬底剥离结构、制作方法及剥离方法，以使衬底剥离不被损坏，获得较高的剥离良率。
为达成上述目的，本发明的解决方案为：
一种发光二极管的衬底剥离结构，在临时衬底表面形成SiO2图形层，在SiO2图形层上形成倒梯形孔洞，倒梯形孔洞贯穿至临时衬底的表面而裸露临时衬底；在SiO2图形层上、倒梯形孔洞侧壁及裸露的临时衬底上蒸镀AlN缓冲层；在AlN缓冲层上外延发光二极管的外延结构。
进一步，在外延结构表面形成金属反射镜，金属反射镜键合在Si基板上。
进一步，SiO2图形层的厚度为1-2.5um。
进一步，外延结构包括第一型导电层、有源区、电子阻挡层、第二型导电层和欧姆接触层，第一型导电层形成在AlN缓冲层上，有源区形成在第一型导电层上，电子阻挡层形成在有源区，第二型导电层形成在电子阻挡层上，欧姆接触层形成在第二型导电层上；临时衬底为Al2O3、SiC、Si、GaN、AlN中的一种。
一种发光二极管的衬底剥离结构的制作方法，包括以下步骤：
一，在临时衬底上蒸镀SiO2图形层，通过ICP蚀刻在SiO2图形层上蚀刻形成倒梯形孔洞，倒梯形孔洞贯穿至临时衬底的表面；
二，采用磁控溅射PVD在SiO2图形层上、倒梯形孔洞侧壁及裸露的临时衬底上蒸镀AlN缓冲层；
三，采用MOCVD在AlN缓冲层上外延发光二极管的外延结构。
进一步，在外延结构表面形成金属反射镜，金属反射镜键合在Si基板上。
进一步，SiO2图形层的厚度为1-2.5um。
进一步，外延结构包括第一型导电层、有源区、电子阻挡层、第二型导电层和欧姆接触层，第一型导电层形成在AlN缓冲层上，有源区形成在第一型导电层上，电子阻挡层形成在有源区，第二型导电层形成在电子阻挡层上，欧姆接触层形成在第二型导电层上；临时衬底为Al2O3、SiC、Si、GaN、AlN中的一种。
一种发光二极管的衬底剥离方法，包括以下步骤：
一，在临时衬底上蒸镀SiO2图形层，通过ICP蚀刻在SiO2图形层上蚀刻形成倒梯形孔洞，倒梯形孔洞贯穿至临时衬底的表面；
二，采用磁控溅射PVD在SiO2图形层上、倒梯形孔洞侧壁及裸露的临时衬底上蒸镀AlN缓冲层；
三，采用MOCVD在AlN缓冲层上外延发光二极管的外延结构；
四，在外延结构表面制作金属反射镜，将金属反射镜键合在Si基板上；
五，通过湿法腐蚀溶液腐蚀临时衬底与外延结构之间的SiO2图形层，剥离掉临时衬底；
六，采用ICP蚀刻掉AlN缓冲层，裸露出外延结构，在外延结构表面制作第一电极，在Si基板背面制作第二电极。
进一步，SiO2图形层的厚度为1-2.5um。
进一步，外延结构包括第一型导电层、有源区、电子阻挡层、第二型导电层和欧姆接触层，第一型导电层形成在AlN缓冲层上，有源区形成在第一型导电层上，电子阻挡层形成在有源区，第二型导电层形成在电子阻挡层上，欧姆接触层形成在第二型导电层上；临时衬底为Al2O3、SiC、Si、GaN、AlN中的一种。
采用上述方案后，本发明在临时衬底表面形成SiO2图形层，在SiO2图形层上形成倒梯形孔洞，在SiO2图形层上蒸镀AlN缓冲层，AlN缓冲层上形成外延结构。
SiO2图形层上形成倒梯形孔洞使得SiO2图形层仍为连续的SiO2材料层，实现后续采用湿法腐蚀去除SiO2图形层，进而实现剥离，剥离速率快，且剥离的成品率高，不会损坏临时衬底。
在形成倒梯形孔洞的SiO2图形层上蒸镀AlN缓冲层，在SiO2图形层表面以及倒梯形孔洞侧壁和底部形成AlN缓冲层，有效保护SiO2图形层在后续外延生长过程的升温变化而避免SiO2图形层的倒梯形孔洞被破坏，避免后续外延生长过程底层愈合不同，形成不连续的外延材料，导致发光二极管内量子效率严重下降。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明在临时衬底表面形成SiO2图形层示意图；
图3是本发明在SiO2图形层上制作倒梯形孔洞示意图；
图4是本发明在SiO2图形层表面形成AlN缓冲层示意图；
图5是本发明在AlN缓冲层上生长外延层示意图。
标号说明
临时衬底1 SiO2图形层2
倒梯形孔洞21 AlN缓冲层3
外延结构4 第一型导电层41
有源区42 电子阻挡层4
第二型导电层44 欧姆接触层45
Si基板6 键合层7。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明做详细描述。
请参阅图1至图5所述，本发明揭示的一种发光二极管的衬底剥离结构，在临时衬底1表面形成SiO2图形层2，在SiO2图形层2上形成倒梯形孔洞21，倒梯形孔洞21贯穿至临时衬底1的表面而裸露临时衬底；在SiO2图形层2上、倒梯形孔洞21侧壁及裸露的临时衬底1上蒸镀AlN缓冲层3；在AlN缓冲层3上外延发光二极管的外延结构4。SiO2图形层2的厚度优选为1-2.5um。临时衬底1为Al2O3、SiC、Si、GaN、AlN中的一种。
本实施例中，外延结构4包括第一型导电层41、有源区42、电子阻挡层43、第二型导电层44和欧姆接触层45，第一型导电层41形成在AlN缓冲层3上，有源区42形成在第一型导电层41上，电子阻挡层43形成在有源区42，第二型导电层44形成在电子阻挡层43上，欧姆接触层45形成在第二型导电层44上。
在外延结构4表面形成金属反射镜5，金属反射镜5键合在Si基板6上，在金属反射镜5与Si基板6之间形成键合层7。
本发明还揭示所述发光二极管的衬底剥离结构的制作方法，包括以下步骤：
一，如图2及图3所示，在临时衬底1上蒸镀SiO2图形层2，通过ICP蚀刻在SiO2图形层2上蚀刻形成倒梯形孔洞21，倒梯形孔洞21贯穿至临时衬底1的表面。
二，如图4所示，采用磁控溅射PVD在SiO2图形层2上、倒梯形孔洞21侧壁及裸露的临时衬底1上蒸镀AlN缓冲层3。
三，采用MOCVD在AlN缓冲层3上外延发光二极管的外延结构4，本实施例中，外延结构4包括第一型导电层41、有源区42、电子阻挡层43、第二型导电层44和欧姆接触层45，第一型导电层41形成在AlN缓冲层3上，有源区42形成在第一型导电层41上，电子阻挡层43形成在有源区42，第二型导电层44形成在电子阻挡层43上，欧姆接触层45形成在第二型导电层44上。
在外延结构4表面形成金属反射镜5，金属反射镜5键合在Si基板6上，在金属反射镜5与Si基板6之间形成键合层7。
本发明还揭示一种发光二极管的衬底剥离方法，包括以下步骤：
一，如图2及图3所示，在临时衬底1上蒸镀SiO2图形层2，通过ICP蚀刻在SiO2图形层2上蚀刻形成倒梯形孔洞21，倒梯形孔洞21贯穿至临时衬底1的表面。
二，如图4所示，采用磁控溅射PVD在SiO2图形层2上、倒梯形孔洞21侧壁及裸露的临时衬底1上蒸镀AlN缓冲层3。
三，如图5所示，采用MOCVD在AlN缓冲层3上外延发光二极管的外延结构4，本实施例中，外延结构4包括第一型导电层41、有源区42、电子阻挡层43、第二型导电层44和欧姆接触层45，第一型导电层41形成在AlN缓冲层3上，有源区42形成在第一型导电层41上，电子阻挡层43形成在有源区42，第二型导电层44形成在电子阻挡层43上，欧姆接触层45形成在第二型导电层44上。
四，在外延结构4表面形成金属反射镜5，金属反射镜5键合在Si基板6上，在金属反射镜5与Si基板6之间形成键合层7。
五，通过湿法腐蚀溶液腐蚀临时衬底1与外延结构4之间的SiO2图形层2，剥离掉临时衬底1。
六，采用ICP蚀刻掉AlN缓冲层3，裸露出外延结构4，在第一型导电层41表面制作第一电极，在Si基板6背面制作第二电极。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非对本案设计的限制，凡依本案的设计关键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。
Claims (10)
1.一种发光二极管的衬底剥离结构，其特征在于：在临时衬底表面形成SiO2图形层，在SiO2图形层上形成倒梯形孔洞，倒梯形孔洞贯穿至临时衬底的表面而裸露临时衬底；在SiO2图形层上、倒梯形孔洞侧壁及裸露的临时衬底上蒸镀AlN缓冲层；在AlN缓冲层上外延发光二极管的外延结构。
2.如权利要求1所述的一种发光二极管的衬底剥离结构，其特征在于：在外延结构表面形成金属反射镜，金属反射镜键合在Si基板上。
3.如权利要求1所述的一种发光二极管的衬底剥离结构，其特征在于：SiO2图形层的厚度为1-2.5um。
4.如权利要求1所述的一种发光二极管的衬底剥离结构，其特征在于：外延结构包括第一型导电层、有源区、电子阻挡层、第二型导电层和欧姆接触层，第一型导电层形成在AlN缓冲层上，有源区形成在第一型导电层上，电子阻挡层形成在有源区，第二型导电层形成在电子阻挡层上，欧姆接触层形成在第二型导电层上；临时衬底为Al2O3、SiC、Si、GaN、AlN中的一种。
5.一种发光二极管的衬底剥离结构的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
一，在临时衬底上蒸镀SiO2图形层，通过ICP蚀刻在SiO2图形层上蚀刻形成倒梯形孔洞，倒梯形孔洞贯穿至临时衬底的表面；
二，采用磁控溅射PVD在SiO2图形层上、倒梯形孔洞侧壁及裸露的临时衬底上蒸镀AlN缓冲层；
三，采用MOCVD在AlN缓冲层上外延发光二极管的外延结构。
6.如权利要求5所述的一种发光二极管的衬底剥离结构的制作方法，其特征在于：在外延结构表面形成金属反射镜，金属反射镜键合在Si基板上。
7.如权利要求5所述的一种发光二极管的衬底剥离结构的制作方法，其特征在于：SiO2图形层的厚度为1-2.5um。
8.如权利要求5所述的一种发光二极管的衬底剥离结构的制作方法，其特征在于：外延结构包括第一型导电层、有源区、电子阻挡层、第二型导电层和欧姆接触层，第一型导电层形成在AlN缓冲层上，有源区形成在第一型导电层上，电子阻挡层形成在有源区，第二型导电层形成在电子阻挡层上，欧姆接触层形成在第二型导电层上；临时衬底为Al2O3、SiC、Si、GaN、AlN中的一种。
9.一种发光二极管的衬底剥离方法，其特征在于：包括以下步骤：
一，在临时衬底上蒸镀SiO2图形层，通过ICP蚀刻在SiO2图形层上蚀刻形成倒梯形孔洞，倒梯形孔洞贯穿至临时衬底的表面；
二，采用磁控溅射PVD在SiO2图形层上、倒梯形孔洞侧壁及裸露的临时衬底上蒸镀AlN缓冲层；
三，采用MOCVD在AlN缓冲层上外延发光二极管的外延结构；
四，在外延结构表面制作金属反射镜，将金属反射镜键合在Si基板上；
五，通过湿法腐蚀溶液腐蚀临时衬底与外延结构之间的SiO2图形层，剥离掉临时衬底；
六，采用ICP蚀刻掉AlN缓冲层，裸露出外延结构，在外延结构表面制作第一电极，在Si基板背面制作第二电极。
10.如权利要求9所述的一种发光二极管的衬底剥离方法，其特征在于：外延结构包括第一型导电层、有源区、电子阻挡层、第二型导电层和欧姆接触层，第一型导电层形成在AlN缓冲层上，有源区形成在第一型导电层上，电子阻挡层形成在有源区，第二型导电层形成在电子阻挡层上，欧姆接触层形成在第二型导电层上；临时衬底为Al2O3、SiC、Si、GaN、AlN中的一种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170531 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |