衬底、垂直结构ＬＥＤ芯片及制备方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于固体 照明
，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。
技术介绍
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Ia至图ld，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Ia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Ib 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Ic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Id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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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Ia至图Id示出了传统垂直型发光二极管的工艺剖面图；图2A、图2B是本专利技术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是本专利技术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是本专利技术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示出了本专利技术实施例发光二极管的衬底的工艺剖面图；图6A、图6B是本专利技术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是本专利技术实施例的第一面形成有光刻胶条的基体的俯视图；图7B是本专利技术实施例的第一面形成有光刻胶块的基体的俯视图；图8是本专利技术实施例垂直结构LED芯片的结构示意图。具体实施例方式为了使本专利技术所解决的技术问题、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，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例 仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术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是本专利技术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 —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。本专利技术优选该基体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。为了使本专利技术实施例的发光二极管的衬底 更容生长外延层，本专利技术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Ium最优。因此，本实施例优选该导电包覆区210的厚度为 Ium0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。本专利技术优 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jM ο进一步，本专利技术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的本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张戈，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]