一种LED垂直芯片结构及制作方法

摘要

本发明涉及公开了一种LED垂直芯片结构及制作方法，所述LED垂直芯片结构自下到上依次设有衬底、石墨烯层、ZnO纳米墙/GaN层、n‑GaN层、InGaN/GaN多量子阱及p‑GaN。相比传统蓝宝石衬底LED芯片，发光面积大，散热能力强，不存在电流拥堵效应。同时，由于此LED垂直芯片为直接外延生长，相较于剥离‑键合工艺制备的垂直结构LED，省去了剥离和键合工艺，使得工艺简化、成品率高。

主权项

一种LED垂直芯片结构的制作方法，所述LED垂直芯片结构自下到上依次设有衬底、石墨烯层、ZnO纳米墙、n‑GaN层、InGaN/GaN多量子阱及p‑GaN；所述衬底为Si；所述衬底的厚度为20～500μm；所述石墨烯层的厚度为1～10层的石墨烯；所述ZnO纳米墙厚度为2～5μm，其特征在于，制作方法包括以下步骤：1)在硅衬底上，扩散炉氧化生成厚度为300nm的SiO₂，然后用电子束蒸发的方法在SiO₂层上面镀厚度为300nm的Ni，即可得到镀Ni的硅衬底；2)将镀Ni的硅衬底放入通氩气的石英炉中，加热至1000℃，并往石英炉内通入反应气体，然后以10℃s^‑1的速率冷却至室温，所述反应气体为CH₄：H₂：Ar＝50:65:200sccm，所述镀Ni的硅衬底上即可制备出石墨烯；3)将PDMS贴至石墨烯上，用FeCl₃腐蚀Ni，腐蚀完成后，带有石墨烯的PDMS片则会漂浮在液面上，将带有石墨烯的PDMS片用水清洗后粘贴在衬底上，使所述石墨烯粘贴在衬底上；4)用氧分压为100mTorr及电流为50mA的氧气等离子体处理石墨烯，使石墨烯表面变得粗糙，然后用纯度大于99.9999％的DEZn和纯度大于99.9999％的氧气作为Zn源和氧源，以纯度大于99.9999％的氩气作为载气，在气压为6Torr、温度为600℃的条件下生长ZnO纳米墙；5)根据MOCVD法依次向所述ZnO纳米墙外延生长n‑GaN层、InGaN/GaN多量子阱及p‑GaN，即可得到所述LED垂直芯片结构。