專利名稱：氮化鎵基3d垂直結構發光二極管的結構的制作方法
技術領域：
本發明屬于半導體技術領域，特別是一種氮化鎵基3D垂直結構發光二極管的結構。
背景技術：
LED照明是新一代固體冷光源，具有低能耗、壽命長、易控制、安全環保等特點，是理想的節能環保產品，適用各種照明場所。從LED的結構上講，可以將GaN基LED劃分為正裝結構、倒裝結構和垂直結構。目前比較成熟的III族氮化物多采用藍寶石材料作為襯底，由于藍寶石襯底的絕緣性，所以普通的GaN基LED采用正裝結構。垂直結構LED憑借它適 宜在大驅動電流下工作而獲得高流明輸出功率的優勢，從而可獲得高的性價比。因此，GaN基垂直結構LED是市場所向，是半導體照明發展的必然趨勢，必將逐步成為主流產品。垂直結構的LED需要至少一根金線，從而與外界電源相連接，每根金線本身及其焊點是良品率和可靠性降低的原因之一，金線所占用的空間增大了垂直氮化鎵基LED的封裝產品的厚度。3D垂直結構LED所有的制造工藝都是在晶片(wafer)水平進行的。由于無需打金線與外界電源相聯結，采用通孔垂直結構的LED芯片的封裝的厚度降低。因此，可以用于制造超薄型的器件，如背光源等。由于無需打金線，良品率和可靠性均提高。在封裝前進行老化，對老化后合格的芯片進行封裝，降低生產成本。特別是chip-on-board(COB)形式的器件，可以極大的提高良品率和降低生產成本。
發明內容
本發明的主要目的在于提供一種氮化鎵基襯底光子晶體發光二極管的結構，其可以大大提高出光效率，使得發光二極管結溫降低，延長壽命，特別適合大尺寸功率型晶粒的制作。為達到上述目的，本發明提供一種氮化鎵基3D垂直結構發光二極管的結構，包括一襯底，該襯底的下面開有一溝槽，在溝槽的一側開有一通孔；一 N型摻雜層，該N型摻雜層生長在襯底上，該N型摻雜層的寬度小于襯底的寬度，該N型摻雜層未覆蓋襯底上的通孔；—多量子講發光層，該多量子講發光層生長在N型摻雜層上；一 P型摻雜層，該P型摻雜層生長在多量子阱發光層上；一 ITO層，該ITO層生長在P型摻雜層上；一絕緣層，該絕緣層制作在N型摻雜層、多量子阱發光層、P型摻雜層和ITO層的側壁上，及襯底上的通孔的側壁上；一導電層，該導電層制作在絕緣層上，并覆蓋部分ITO層的上表面；一 P型電極，該P型電極制作在ITO層上表面的中心部位，并與導電層相連接；
一金屬電極，該金屬電極制作在襯底下面溝槽的側壁面上，并覆蓋襯底的部分下表面。
為進一步說明本發明的具體技術內容，以下結合實施例及附圖詳細說明如后，其中圖I是本發明的結構剖面圖；圖2是圖I的俯視圖。
具體實施例方式請參閱圖I及圖2所示，本發明提供一種氮化鎵基3D垂直結構發光二極管的 結構，包括襯底21，襯底21的材料為藍寶石、Si、SiC, GaAs或玻璃；襯底21的厚度為60-200um。該襯底21的下面開有一溝槽211，溝槽211的形狀為V字形或矩形，溝槽211的深度與襯底相同。在溝槽211的一側開有一通孔212 ;通孔212的直徑為20-200 μ m。一 N型摻雜層22，N型摻雜層22的材料為N—GaN，厚度為l_5um ;該N型摻雜層22生長在襯底21上，該N型摻雜層22的寬度小于襯底21的寬度，該N型摻雜層22未覆蓋襯底21上的通孔212。一多量子阱發光層23，多量子阱發光層23的材料為InGaN，厚度為50_500nm ;該多量子阱發光層23生長在N型摻雜層22上。一 P型摻雜層24，P型摻雜層24的材料為的材料為P—GaN，厚度為200_500nm ;該P型摻雜層24生長在多量子阱發光層23上。一 ITO 層 25，ITO 層 25 的材料為 ％ % 的 InO2, 5 % SnO2，厚度為 IO-IOOOnm ;該 ITO
層25生長在P型摻雜層24上。一絕緣層26，絕緣層26的材料為二氧化硅，厚度為O. 001-1000 μ m ;該絕緣層26制作在N型摻雜層22、多量子阱發光層23、P型摻雜層24和ITO層25的側壁上，及襯底21上的通孔212的側壁上。一導電層27，該導電層27制作在絕緣層26上，并覆蓋部分ITO層25的上表面。一 P型電極28，該P型電極28制作在ITO層25上表面的中心部位，并與導電層27相連接。一金屬電極29，該金屬電極29制作在襯底21下面溝槽211的側壁面上，并覆蓋襯底21的部分下表面。以上所述，僅為本發明中的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉該技術的人在本發明所揭露的技術范圍內，可輕易想到的變換或替換，都應涵蓋在本發明的包含范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
權利要求
1.一種氮化鎵基3D垂直結構發光二極管的結構，包括 一襯底，該襯底的下面開有一溝槽，在溝槽的一側開有一通孔； 一 N型摻雜層，該N型摻雜層生長在襯底上，該N型摻雜層的寬度小于襯底的寬度，該N型摻雜層未覆蓋襯底上的通孔； 一多量子講發光層，該多量子講發光層生長在N型摻雜層上； 一 P型摻雜層，該P型摻雜層生長在多量子阱發光層上； 一 ITO層，該ITO層生長在P型摻雜層上； 一絕緣層，該絕緣層制作在N型摻雜層、多量子阱發光層、P型摻雜層和ITO層的側壁上，及襯底上的通孔的側壁上； 一導電層，該導電層制作在絕緣層上，并覆蓋部分ITO層的上表面； 一 P型電極，該P型電極制作在ITO層上表面的中心部位，并與導電層相連接； 一金屬電極，該金屬電極制作在襯底下面溝槽的側壁面上，并覆蓋襯底的部分下表面。
2.根據權利要求I所述的氮化鎵基3D垂直結構發光二極管的結構，其中襯底的材料為藍寶石、Si、SiC、GaAs或玻璃；襯底的厚度為60-200um。
3.根據權利要求I所述的氮化鎵基3D垂直結構發光二極管的結構，其中襯底下面的溝槽的形狀為V字形或矩形，溝槽的深度與襯底相同。
4.根據權利要求I所述的氮化鎵基3D垂直結構發光二極管的結構，其中N型摻雜層的材料為N—GaN，厚度為l_5um。
5.根據權利要求I所述的氮化鎵基3D垂直結構發光二極管的結構，其中多量子阱發光層的材料為InGaN，厚度為50_500nm。
6.根據權利要求I所述的氮化鎵基3D垂直結構發光二極管的結構，其中P型摻雜層的材料為的材料為P—GaN，厚度為200-500nm。
7.根據權利要求I所述的氮化鎵基3D垂直結構發光二極管的結構，其中ITO層的材料為 95% 的 InO2, 5% SnO2，厚度為 IO-IOOOnm0
8.根據權利要求I所述的氮化鎵基3D垂直結構發光二極管的結構，其中絕緣層的材料為二氧化硅，厚度為O. 001-1000 μ m。
9.根據權利要求I所述的氮化鎵基3D垂直結構發光二極管的結構，其中襯底上通孔的直徑為20-200 μ m。
全文摘要
一種氮化鎵基3D垂直結構發光二極管的結構，包括一襯底，該襯底的下面開有一溝槽，在溝槽的一側開有一通孔；一N型摻雜層生長在襯底上，該N型摻雜層的寬度小于襯底的寬度，該N型摻雜層未覆蓋襯底上的通孔；一多量子阱發光層生長在N型摻雜層上；一P型摻雜層生長在多量子阱發光層上；一ITO層生長在P型摻雜層上；一絕緣層制作在N型摻雜層、多量子阱發光層、P型摻雜層和ITO層的側壁上，及襯底上的通孔的側壁上；一導電層制作在絕緣層上，并覆蓋部分ITO層的上表面；一P型電極制作在ITO層上表面的中心部位，并與導電層相連接；一金屬電極制作在襯底下面溝槽的側壁面上，并覆蓋襯底的部分下表面。
文檔編號H01L33/06GK102969418SQ20121050636
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月30日 優先權日2012年11月30日
發明者謝海忠, 張揚, 楊華, 李璟, 劉志強, 伊曉燕, 王軍喜, 王國宏, 李晉閩 申請人:中國科學院半導體研究所