[实用新型]可挠性发光二极管结构

说明书

本实用新型公开了一种可挠性发光二极管结构，其包括：可挠性基板；形成于所述可挠性基板上的氮化镓奈米柱；形成于所述氮化镓奈米柱的自由端部的电流阻挡层；形成于所述氮化镓奈米柱的柱身的透明导电层。上述的可挠性发光二极管结构中，在临时基板上制作发光二极管，在发光二极管中采用氮化镓奈米柱，在发光二极管制作完成后，剥离临时基板，转而黏合一层柔性的可挠性基板，构成可挠性发光二极管结构，具有可挠性，可避免在弯折时发光二极管芯片出现破裂，也可便于在不平整展示面上进行展示。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种可挠性发光二极管结构。

背景技术

氮化镓(GaN)是一种具有宽带隙(3.4电子伏特)的半导体材料。利用GaN半导体材料激发蓝光的独特性质可以开发许多新的光电应用产品。目前GaN光电器件和电子器件在光学存储、激光打印、高亮度LED以及无线基站等应用领域具有很好的发展前景。

由于氮化镓材料本身的性质，如：高的熔化温度和制备时氮气较高的饱和蒸汽压，很难获得质量良好的氮化镓单晶衬底，使得同质大面积的氮化镓单晶很困难。在氮化镓外延工艺中，具有同氮化镓晶格失配和热失配相对较小的蓝宝石(Al₂O₃)衬底占据了绝对的主导地位。但蓝宝石衬底热传导率低，器件面临的散热问题比较严重，尤其是大功率器件，高发热量使器件工作时的温度明显升高，严重影响了器件性能。而且蓝宝石电阻率高，对于LED器件无法实现垂直结构，增大了管芯面积，降低发光效率。这都在一定程度上阻碍了高性能LED器件的持续发展。

传统的以蓝宝石为衬底的GaN基LED一般为横向结构，即LED的两个电极在器件的同一侧。电流在通过n-GaN时，产生热能。由于蓝宝石衬底导热性能差，在大电流条件下会引起器件的退化，不利于大功率LED的工作。同时，横向结构GaN基LED还具有电流堵塞，电流分布不均匀，不能充分利用发光层材料等缺点。而通过采用金属键合工艺实现衬底转移，可以将在蓝宝石衬底上制作的氮化镓基LED器件转移到其它导热，导电性能强的衬底上，如硅和铜衬底，制作垂直结构的GaN基LED，从而有效提高LED的发光效率和可靠性。在国外一些文献中，采用钯-铟、金-硅、金-锗等以共晶键合形式的金属键合及有机导电胶作为键合层。但根据实验结果，以共晶键合形式的金属键合在直径大于两尺的氮化镓外延层和理想衬底的键合中，很难获得高质量的完全键合的合金层，因此在大规模生产时，产品的良率不高。而在相同的键合工艺条件下，以扩散键合形式的金属键合则具有更高质量的键合界面。测试结果中，金-金、铝-铝等以扩散键合形式的金属键合的键合面积明显大于采用金-硅、铝-硅等以共晶键合形式的金属键合。

目前基于蓝宝石为基底的结构亦多见于各研发报告、专利或是期刋；其中，公开号为CN101005110A的中国专利申请“采用金属键合工艺实现氮化镓发光二极管垂直结构的方法”亦是属于本实用新型的范畴，且其主要的技术内容包括了以下工艺步骤：

在衬底表面上依次外延出氮化镓缓冲层、n型氮化镓、发光量子阱层、p型氮化镓；

在p型氮化镓层上热蒸发或溅射金属层作欧姆接触和反射层；

在反射层上和衬底上热蒸发或溅射具有高原子扩散系数的金属层做为键合界面层；

选择以扩散键合形式的金属键合工艺；

剥离原先的A衬底；以及

做电极，形成器件。