本發(fā)明涉及發(fā)光二極管技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種發(fā)光二極管的襯底剝離結(jié)構(gòu)、制作方法及剝離方法。

背景技術(shù)：

在生長藍(lán)綠發(fā)光二極管時(shí)，一般采用藍(lán)寶石作為臨時(shí)襯底，采用藍(lán)寶石臨時(shí)襯底剝離技術(shù)。藍(lán)寶石臨時(shí)襯底剝離技術(shù)可以使得襯底重復(fù)利用，也可以使得剝離的外延結(jié)構(gòu)用于制作垂直結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管，垂直結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管明顯地改善發(fā)光二極管的熱傳導(dǎo)效果。因此，藍(lán)寶石剝離技術(shù)是改善發(fā)光二極管光衰，提高發(fā)光二極管使用壽命的關(guān)鍵技術(shù)。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中，發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)直接生長在藍(lán)寶石臨時(shí)襯底上，在剝離藍(lán)寶石臨時(shí)襯底時(shí)，容易損壞藍(lán)寶石臨時(shí)襯底而無法重復(fù)利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)光二極管的襯底剝離結(jié)構(gòu)、制作方法及剝離方法，以使襯底剝離不被損壞，獲得較高的剝離良率。

為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案為：

一種發(fā)光二極管的襯底剝離結(jié)構(gòu)，在臨時(shí)襯底表面形成SiO₂圖形層，在SiO₂圖形層上形成倒梯形孔洞，倒梯形孔洞貫穿至臨時(shí)襯底的表面而裸露臨時(shí)襯底；在SiO₂圖形層上、倒梯形孔洞側(cè)壁及裸露的臨時(shí)襯底上蒸鍍AlN緩沖層；在AlN緩沖層上外延發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，在外延結(jié)構(gòu)表面形成金屬反射鏡，金屬反射鏡鍵合在Si基板上。

進(jìn)一步，SiO₂圖形層的厚度為1-2.5um。

進(jìn)一步，外延結(jié)構(gòu)包括第一型導(dǎo)電層、有源區(qū)、電子阻擋層、第二型導(dǎo)電層和歐姆接觸層，第一型導(dǎo)電層形成在AlN緩沖層上，有源區(qū)形成在第一型導(dǎo)電層上，電子阻擋層形成在有源區(qū)，第二型導(dǎo)電層形成在電子阻擋層上，歐姆接觸層形成在第二型導(dǎo)電層上；臨時(shí)襯底為Al₂O₃、SiC、Si、GaN、AlN中的一種。

一種發(fā)光二極管的襯底剝離結(jié)構(gòu)的制作方法，包括以下步驟：

一，在臨時(shí)襯底上蒸鍍SiO₂圖形層，通過ICP蝕刻在SiO₂圖形層上蝕刻形成倒梯形孔洞，倒梯形孔洞貫穿至臨時(shí)襯底的表面；

二，采用磁控濺射PVD在SiO₂圖形層上、倒梯形孔洞側(cè)壁及裸露的臨時(shí)襯底上蒸鍍AlN緩沖層；

三，采用MOCVD在AlN緩沖層上外延發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，在外延結(jié)構(gòu)表面形成金屬反射鏡，金屬反射鏡鍵合在Si基板上。

進(jìn)一步，SiO₂圖形層的厚度為1-2.5um。

進(jìn)一步，外延結(jié)構(gòu)包括第一型導(dǎo)電層、有源區(qū)、電子阻擋層、第二型導(dǎo)電層和歐姆接觸層，第一型導(dǎo)電層形成在AlN緩沖層上，有源區(qū)形成在第一型導(dǎo)電層上，電子阻擋層形成在有源區(qū)，第二型導(dǎo)電層形成在電子阻擋層上，歐姆接觸層形成在第二型導(dǎo)電層上；臨時(shí)襯底為Al₂O₃、SiC、Si、GaN、AlN中的一種。

一種發(fā)光二極管的襯底剝離方法，包括以下步驟：

一，在臨時(shí)襯底上蒸鍍SiO₂圖形層，通過ICP蝕刻在SiO₂圖形層上蝕刻形成倒梯形孔洞，倒梯形孔洞貫穿至臨時(shí)襯底的表面；

二，采用磁控濺射PVD在SiO₂圖形層上、倒梯形孔洞側(cè)壁及裸露的臨時(shí)襯底上蒸鍍AlN緩沖層；

三，采用MOCVD在AlN緩沖層上外延發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)；

四，在外延結(jié)構(gòu)表面制作金屬反射鏡，將金屬反射鏡鍵合在Si基板上；

五，通過濕法腐蝕溶液腐蝕臨時(shí)襯底與外延結(jié)構(gòu)之間的SiO₂圖形層，剝離掉臨時(shí)襯底；

六，采用ICP蝕刻掉AlN緩沖層，裸露出外延結(jié)構(gòu)，在外延結(jié)構(gòu)表面制作第一電極，在Si基板背面制作第二電極。

進(jìn)一步，SiO₂圖形層的厚度為1-2.5um。

進(jìn)一步，外延結(jié)構(gòu)包括第一型導(dǎo)電層、有源區(qū)、電子阻擋層、第二型導(dǎo)電層和歐姆接觸層，第一型導(dǎo)電層形成在AlN緩沖層上，有源區(qū)形成在第一型導(dǎo)電層上，電子阻擋層形成在有源區(qū)，第二型導(dǎo)電層形成在電子阻擋層上，歐姆接觸層形成在第二型導(dǎo)電層上；臨時(shí)襯底為Al₂O₃、SiC、Si、GaN、AlN中的一種。

采用上述方案后，本發(fā)明在臨時(shí)襯底表面形成SiO₂圖形層，在SiO₂圖形層上形成倒梯形孔洞，在SiO₂圖形層上蒸鍍AlN緩沖層，AlN緩沖層上形成外延結(jié)構(gòu)。

SiO₂圖形層上形成倒梯形孔洞使得SiO₂圖形層仍為連續(xù)的SiO₂材料層，實(shí)現(xiàn)后續(xù)采用濕法腐蝕去除SiO₂圖形層，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)剝離，剝離速率快，且剝離的成品率高，不會(huì)損壞臨時(shí)襯底。

在形成倒梯形孔洞的SiO₂圖形層上蒸鍍AlN緩沖層，在SiO₂圖形層表面以及倒梯形孔洞側(cè)壁和底部形成AlN緩沖層，有效保護(hù)SiO₂圖形層在后續(xù)外延生長過程的升溫變化而避免SiO₂圖形層的倒梯形孔洞被破壞，避免后續(xù)外延生長過程底層愈合不同，形成不連續(xù)的外延材料，導(dǎo)致發(fā)光二極管內(nèi)量子效率嚴(yán)重下降。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明在臨時(shí)襯底表面形成SiO₂圖形層示意圖；

圖3是本發(fā)明在SiO₂圖形層上制作倒梯形孔洞示意圖；

圖4是本發(fā)明在SiO₂圖形層表面形成AlN緩沖層示意圖；

圖5是本發(fā)明在AlN緩沖層上生長外延層示意圖。

標(biāo)號(hào)說明

臨時(shí)襯底1 SiO₂圖形層2

倒梯形孔洞21 AlN緩沖層3

外延結(jié)構(gòu)4 第一型導(dǎo)電層41

有源區(qū)42 電子阻擋層4

第二型導(dǎo)電層44 歐姆接觸層45

Si基板6 鍵合層7。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)描述。

請(qǐng)參閱圖1至圖5所述，本發(fā)明揭示的一種發(fā)光二極管的襯底剝離結(jié)構(gòu)，在臨時(shí)襯底1表面形成SiO₂圖形層2，在SiO₂圖形層2上形成倒梯形孔洞21，倒梯形孔洞21貫穿至臨時(shí)襯底1的表面而裸露臨時(shí)襯底；在SiO₂圖形層2上、倒梯形孔洞21側(cè)壁及裸露的臨時(shí)襯底1上蒸鍍AlN緩沖層3；在AlN緩沖層3上外延發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)4。SiO₂圖形層2的厚度優(yōu)選為1-2.5um。臨時(shí)襯底1為Al₂O₃、SiC、Si、GaN、AlN中的一種。

本實(shí)施例中，外延結(jié)構(gòu)4包括第一型導(dǎo)電層41、有源區(qū)42、電子阻擋層43、第二型導(dǎo)電層44和歐姆接觸層45，第一型導(dǎo)電層41形成在AlN緩沖層3上，有源區(qū)42形成在第一型導(dǎo)電層41上，電子阻擋層43形成在有源區(qū)42，第二型導(dǎo)電層44形成在電子阻擋層43上，歐姆接觸層45形成在第二型導(dǎo)電層44上。

在外延結(jié)構(gòu)4表面形成金屬反射鏡5，金屬反射鏡5鍵合在Si基板6上，在金屬反射鏡5與Si基板6之間形成鍵合層7。

本發(fā)明還揭示所述發(fā)光二極管的襯底剝離結(jié)構(gòu)的制作方法，包括以下步驟：

一，如圖2及圖3所示，在臨時(shí)襯底1上蒸鍍SiO₂圖形層2，通過ICP蝕刻在SiO₂圖形層2上蝕刻形成倒梯形孔洞21，倒梯形孔洞21貫穿至臨時(shí)襯底1的表面。

二，如圖4所示，采用磁控濺射PVD在SiO₂圖形層2上、倒梯形孔洞21側(cè)壁及裸露的臨時(shí)襯底1上蒸鍍AlN緩沖層3。

三，采用MOCVD在AlN緩沖層3上外延發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)4，本實(shí)施例中，外延結(jié)構(gòu)4包括第一型導(dǎo)電層41、有源區(qū)42、電子阻擋層43、第二型導(dǎo)電層44和歐姆接觸層45，第一型導(dǎo)電層41形成在AlN緩沖層3上，有源區(qū)42形成在第一型導(dǎo)電層41上，電子阻擋層43形成在有源區(qū)42，第二型導(dǎo)電層44形成在電子阻擋層43上，歐姆接觸層45形成在第二型導(dǎo)電層44上。

在外延結(jié)構(gòu)4表面形成金屬反射鏡5，金屬反射鏡5鍵合在Si基板6上，在金屬反射鏡5與Si基板6之間形成鍵合層7。

本發(fā)明還揭示一種發(fā)光二極管的襯底剝離方法，包括以下步驟：

一，如圖2及圖3所示，在臨時(shí)襯底1上蒸鍍SiO₂圖形層2，通過ICP蝕刻在SiO₂圖形層2上蝕刻形成倒梯形孔洞21，倒梯形孔洞21貫穿至臨時(shí)襯底1的表面。

二，如圖4所示，采用磁控濺射PVD在SiO₂圖形層2上、倒梯形孔洞21側(cè)壁及裸露的臨時(shí)襯底1上蒸鍍AlN緩沖層3。

三，如圖5所示，采用MOCVD在AlN緩沖層3上外延發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)4，本實(shí)施例中，外延結(jié)構(gòu)4包括第一型導(dǎo)電層41、有源區(qū)42、電子阻擋層43、第二型導(dǎo)電層44和歐姆接觸層45，第一型導(dǎo)電層41形成在AlN緩沖層3上，有源區(qū)42形成在第一型導(dǎo)電層41上，電子阻擋層43形成在有源區(qū)42，第二型導(dǎo)電層44形成在電子阻擋層43上，歐姆接觸層45形成在第二型導(dǎo)電層44上。

四，在外延結(jié)構(gòu)4表面形成金屬反射鏡5，金屬反射鏡5鍵合在Si基板6上，在金屬反射鏡5與Si基板6之間形成鍵合層7。

五，通過濕法腐蝕溶液腐蝕臨時(shí)襯底1與外延結(jié)構(gòu)4之間的SiO₂圖形層2，剝離掉臨時(shí)襯底1。

六，采用ICP蝕刻掉AlN緩沖層3，裸露出外延結(jié)構(gòu)4，在第一型導(dǎo)電層41表面制作第一電極，在Si基板6背面制作第二電極。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非對(duì)本案設(shè)計(jì)的限制，凡依本案的設(shè)計(jì)關(guān)鍵所做的等同變化，均落入本案的保護(hù)范圍。