[实用新型]复合衬底以及包括该复合衬底的垂直结构发光二极管

说明书

技术领域

本实用新型涉及光电器件领域，特别是涉及一种复合衬底以及包括该复合衬底的垂直结构发光二极管。

背景技术

发光二极管具有发热量低、耗电量小、寿命长、反应速度快、体积小等特点，被广泛的应用于固态照明。目前，在以Ga(Al，In)N为半导体材料所制作的发光二级管(LED)中，垂直结构LED由于半导体面接近高散热的衬底材料，比传统的正装结构LED具有更高的可靠性及更大的操作功率，受到很大的关注与研究。

现有技术中，垂直结构发光二极管利用衬底置换的技术。如图1所示，首先通过键合或电镀的方法将转移衬底(通常具有高热导率)120与GaN基外延片粘合在一起，其中，GaN基外延片由支撑衬底100、n型半导体102、量子阱发光层104以及p型GaN层106构成。然后通过准分子激光剥离或者机械研磨的方法剥离或去除支撑衬底100。转移衬底120一般选用两类材料，一类是碳化硅、硅、锗或者砷化镓等半导体材料；另一类是铜、钨铜或者钼铜等金属材料。如果选用半导体材料，则在衬底键合及衬底剥离或去除过程中很容易造成该半导体材料的碎裂；如果选用金属材料，由于金属材料本身容易变形，则容易出现后续光刻工艺对准困难，并且金属材料一般呈韧性，还会有芯片分离的困难。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的不足，提出了本实用新型。

本实用新型一方面涉及一种用于发光二极管的复合衬底，所述复合衬底包括：半导体部；以及金属部，设置于所述半导体部上，其中所述金属部远离所述半导体部的一侧设置有用于接纳所述发光二极管的发光结构的接纳部，并且所述接纳部的侧壁环绕所述发光结构的侧壁。

可选地，所述复合衬底还包括结合部，设置于所述半导体部与所述金属部之间，用于将所述半导体部与所述金属部导电地结合在一起。

可选地，所述半导体部的材料采用如下之一：掺杂的硅、砷化镓、锗和碳化硅。

可选地，所述金属部的材料采用如下之一或其复合层：镍、铜、钼、钨、金、钽、银、铝和钛。

本实用新型另一方面涉及一种一种垂直结构发光二极管，所述发光二极管包括：根据第一方面所述的复合衬底；发光结构，设置于所述接纳部中；以及绝缘介质，设置于所述接纳部的侧壁和所述发光结构的侧壁之间。

可选地，所述发光结构包括：P型半导体层，设置于所述接纳部底部上；发光层，设置于所述P型半导体层上；N型半导体层，设置于所述发光层上；非掺杂层，设置于所述N型半导体层上；开孔，设置于所述非掺杂层中，通过所述开孔露出所述N型半导体层；N型电极，设置在所述开孔中，与所述N型半导体层接触；以及P型电极，设置于所述半导体部远离金属部的一侧上。

可选地，所述发光二极管还包括复合金属层，设置在所述接纳部的底部与发光结构之间。

可选地，所述复合金属层由反射型P型欧姆接触层和位于所述P型欧姆接触层上的隔离层构成。

可选地，所述发光二极管还包括用于提高光提取效率的结构，设置于所述非掺杂层上。

可选地，所述用于提高光提取效率的结构呈凹坑状、凸球面状或者锯齿形。

本实用新型采用金属与半导体复合结构作为支撑衬底。一方面利用金属的延展性，且利用侧壁保护发光结构，从而有效地避免了仅仅使用半导体材料作为支撑衬底容易碎裂的问题。另一方面，利用半导体材料相对于金属材料不容易变形的特性，从而有效地克服了仅仅使用金属材料作为支撑衬底的变形问题。再一方面，相比于仅仅使用金属材料作为支撑衬底的情况，使用包括半导体材料的复合衬底，在衬底总厚度不变的情况下，可以降低其中金属材料的厚度，而半导体材料由于其自身的特性容易划片，从而能够使芯片易于分离。

附图说明

以下参照附图来详细说明本实用新型的技术方案，其中：

图1为现有技术中垂直结构发光二极管示意图；以及

图2为本实用新型发光二极管结构示意图。

具体实施方式

以下，通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。