專利名稱：藍(lán)光led外延芯片結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及LED發(fā)光二極管技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種藍(lán)光LED外延芯片結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
藍(lán)光發(fā)光二極管因其節(jié)能環(huán)保效果顯著，用途越來越廣泛，正在從公共照明領(lǐng)域向家用照明領(lǐng)域發(fā)展。現(xiàn)有的藍(lán)光芯片，通常采用藍(lán)寶石(即三氧化二鋁)做襯底，由于三氧化二鋁的散熱性能差，使得芯片做成器件后的散熱性能差，光輸出效率低。如何提高散熱性能、如何提高光輸出效率成為LED領(lǐng)域亟待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述缺陷提供一種散熱性好、光輸出效率高、適合大批量生產(chǎn)的藍(lán)光LED外延芯片結(jié)構(gòu)。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是藍(lán)光LED外延芯片結(jié)構(gòu)，包括依次設(shè)置的鉬襯底、銦或鉬合金層、P+GaN接觸層、PAIGaN過渡層、InGaN/GaN發(fā)光層和N-GaN 接觸層。作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述鉬襯底的厚度為50 150um。作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述銦或鉬合金層的厚度為1 lOum。作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述P+GaN接觸層的厚度為150 500um。作為進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，所述P+GaN接觸層的厚度為260um。作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述hGaN/feiN發(fā)光層的厚度為2000 5000um。作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述N-GaN接觸層的厚度為200 900um。由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是由于本實用新型的藍(lán)光 LED外延芯片結(jié)構(gòu)，包括依次設(shè)置的鉬襯底、銦或鉬合金層、P+GaN接觸層、PAIGaN過渡層、 InGaN/GaN發(fā)光層和N-GaN接觸層。本實用新型用鉬襯底代替了藍(lán)寶石襯底，鉬的導(dǎo)熱系數(shù)是藍(lán)寶石的三倍，因而本實用新型的藍(lán)光LED外延芯片結(jié)構(gòu)極大地提高了襯底的散熱性能，提高了 LED的光輸出效率，使用壽命也有了較大提高。另外，鉬襯底便于用激光切割鉬基板而制成，使整個藍(lán)光LED外延芯片結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝簡單，適于大批量生產(chǎn)。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明

圖1是用藍(lán)寶石做襯底時的藍(lán)光LED外延芯片結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1-藍(lán)寶石襯底；2-低溫GaN緩沖層；3_N_GaN接觸層；4-InGaN/GaN發(fā)光層；5-PAIGaN過渡層；6- P+GaN接觸層；7-銦或鉬合金層；8-鉬襯底。
具體實施方式
如圖2所示，藍(lán)光LED外延芯片結(jié)構(gòu)，包括自下而上依次設(shè)置的鉬襯底8、銦或鉬合金層7、P+GaN接觸層6、PAIGaN過渡層5、InGaN/GaN發(fā)光層4和N-GaN接觸層3。其中，所述鉬襯底8的厚度為50 150um。其中，所述銦或鉬合金層7的厚度為1 10um。其中，所述P+GaN接觸層6的厚度為150 500um ；進(jìn)一步優(yōu)選為^Oum。其中，所述hGaN/GaN發(fā)光層4的厚度為2000 5000um。其中，所述N-GaN接觸層3的厚度為200 900um。本實用新型的藍(lán)光LED外延芯片結(jié)構(gòu)的制作方法如下首先，生長以藍(lán)寶石作為襯底的外延片。如圖1所示，以藍(lán)寶石做襯底的藍(lán)光LED 外延芯片結(jié)構(gòu)自下而上依次為藍(lán)寶石襯底1、低溫GaN緩沖層2、N-GaN接觸層3、InGaN/GaN 發(fā)光層4、PAIGaN過渡層5和P+GaN接觸層6。其中，藍(lán)寶石襯底1的厚度為50 150um ； 低溫GaN緩沖層2的厚度為15 90um ；N-GaN接觸層3的厚度為200 900um ； InGaN/GaN 發(fā)光層4的厚度為2000 5000um ；P+GaN接觸層6的厚度為150 500um。然后，加工鉬襯底。將鉬基板通過激光切割成與外延片一樣的尺寸，例如2英寸、4 英寸、8英寸或者16英寸，制得鉬襯底。在200 250°C條件下，將銦或鉬合金鍍在鉬襯底上，形成銦或鉬合金層，銦或鉬合金熔點低、硬度低，延展性好，在本實施例中起到粘接層的作用。之后，在200 300°C的高溫爐里，將事先已經(jīng)將做好的藍(lán)寶石襯底外延片的 P+GaN接觸層6，通過銦或鉬合金層7，與鉬襯底8牢固地粘接結(jié)合在一起。最后，用激光剝離設(shè)備去掉藍(lán)寶石襯底1和低溫GaN緩沖層2，留下鉬襯底8，即制得如圖2所示的鉬襯底的藍(lán)光LED外延芯片結(jié)構(gòu)。之所以用鉬襯底替代藍(lán)寶石襯底，是因為藍(lán)寶石(即三氧化二鋁)的導(dǎo)熱系數(shù)只有 45W/m-K，而鉬的導(dǎo)熱系數(shù)為138 W/m_K，是三氧化二鋁的3倍。因此極大地提高了襯底的散熱性能，提高了 LED的光輸出效率，使光輸出效率提高到2301m/W，使用壽命也有了較大提
尚ο另外，鉬襯底比較軟，便于用激光切割鉬基板而制成，整個藍(lán)光LED外延芯片結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝簡單，適于大批量生產(chǎn)。以上所述為本實用新型最佳實施方式的舉例，其中未詳細(xì)述及的部分均為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的公知常識。本實用新型的保護(hù)范圍以權(quán)利要求的內(nèi)容為準(zhǔn)，任何基于本實用新型的技術(shù)啟示而進(jìn)行的等效變換，也在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.藍(lán)光LED外延芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于包括依次設(shè)置的鉬襯底、銦或鉬合金層、P+GaN 接觸層、PAIGaN過渡層、InGaN/GaN發(fā)光層和N-GaN接觸層。
2.如權(quán)利要求1所述的藍(lán)光LED外延芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于所述鉬襯底的厚度為 50 150um。
3.如權(quán)利要求1所述的藍(lán)光LED外延芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于所述銦或鉬合金層的厚度為1 IOum0
4.如權(quán)利要求1所述的藍(lán)光LED外延芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于所述P+GaN接觸層的厚度為150 500um。
5.如權(quán)利要求4所述的藍(lán)光LED外延芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于所述P+GaN接觸層的厚度為^Oum。
6.如權(quán)利要求1所述的藍(lán)光LED外延芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于所述hGaN/GaN發(fā)光層的厚度為2000 5000um。
7.如權(quán)利要求1所述的藍(lán)光LED外延芯片結(jié)構(gòu)，其特征在于所述N-GaN接觸層的厚度為200 900um。
專利摘要本實用新型公開了一種藍(lán)光LED外延芯片結(jié)構(gòu)，包括依次設(shè)置的鉬襯底、銦或鉬合金層、P+GaN接觸層、PAIGaN過渡層、InGaN/GaN發(fā)光層和N-GaN接觸層。本實用新型用鉬襯底替代藍(lán)寶石襯底，極大地提高了襯底的散熱性能，提高了LED的光輸出效率，使光輸出效率提高到230lm/W，使用壽命也有了較大提高。而且鉬襯底便于用激光切割鉬基板而制成，整個藍(lán)光LED外延芯片結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝簡單，適于大批量生產(chǎn)。
文檔編號H01L33/00GK202189826SQ20112027848
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月2日
發(fā)明者吉慕璇, 吉愛華, 吉愛國, 吉磊, 張志偉 申請人:吉愛華