垂直結(jié)構(gòu)LED技術(shù)面面觀

我們知道，LED芯片有兩種基本結(jié)構(gòu)，橫向結(jié)構(gòu)（Lateral）和垂直結(jié)構(gòu)（Vertical）。橫向結(jié)構(gòu)LED芯片的兩個電極在LED芯片的同一側(cè)，電流在n-和p-類型限制層中橫向流動不等的距離。垂直結(jié)構(gòu)的LED芯片的兩個電極分別在LED外延層的兩側(cè)，由于圖形化電極和全部的p-類型限制層作為第二電極，使得電流幾乎全部垂直流過LED外延層，極少橫向流動的電流，可以改善平面結(jié)構(gòu)的電流分布問題，提高發(fā)光效率，也可以解決P極的遮光問題，提升LED的發(fā)光面積。

我們先來了解下垂直結(jié)構(gòu)LED的制造技術(shù)與基本方法：

制造垂直結(jié)構(gòu)LED芯片技術(shù)主要有三種方法：

一、采用碳化硅基板生長GaN薄膜，優(yōu)點是在相同操作電流條件下，光衰少、壽命長，不足處是硅基板會吸光。

二、利用芯片黏合及剝離技術(shù)制造。優(yōu)點是光衰少、壽命長，不足處是須對LED表面進(jìn)行處理以提高發(fā)光效率。

三、是采用異質(zhì)基板如硅基板成長氮化鎵LED磊晶層，優(yōu)點是散熱好、易加工。

制造垂直結(jié)構(gòu)LED芯片有兩種基本方法：剝離生長襯底和不剝離生長襯底 。其中生長在砷化鎵生長襯底上的垂直結(jié)構(gòu)GaP基LED芯片有兩種結(jié)構(gòu)：

不剝離導(dǎo)電砷化鎵生長襯底：在導(dǎo)電砷化鎵生長襯底上層迭導(dǎo)電DBR反射層，生長 GaP 基LED外延層在導(dǎo)電DBR反射層上。

剝離砷化鎵生長襯底：層迭反射層在GaP基LED外延層上，鍵合導(dǎo)電支持襯底，剝離砷化鎵襯底。導(dǎo)電支持襯底包括，砷化鎵襯底，磷化鎵襯底，硅襯底，金屬及合金等。

另外，生長在硅片上的垂直GaN基LED也有兩種結(jié)構(gòu)：

不剝離硅生長襯底：在導(dǎo)電硅生長襯底上層迭金屬反射層或?qū)щ奃BR反射層，生長氮化鎵基LED外延層在金屬反射層或?qū)щ奃BR反射層上。

剝離硅生長襯底：層迭金屬反射層在氮化鎵基LED外延層上，在金屬反射層上鍵合導(dǎo)電支持襯底，剝離硅生長襯底。

再簡單說明制造垂直氮化鎵基 LED 工藝流程：層迭反射層在氮化鎵基 LED 外延層上，在反射層上鍵合導(dǎo)電支持襯底，剝離藍(lán)寶石生長襯底。導(dǎo)電支持襯底包括，金屬及合金襯底，硅襯底等。

無論是GaP基LED、GaN基LED，還是ZnO基LED這一類通孔垂直結(jié)構(gòu)LED，相比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)LED有著較大的優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在：

1、目前，現(xiàn)有的所有顏色的垂直結(jié)構(gòu)LED：紅光LED、綠光LED、藍(lán)光LED及紫外光LED，都可以制成通孔垂直結(jié)構(gòu)LED有極大的應(yīng)用市場。

2、所有的制造工藝都是在芯片（ wafer ）水平進(jìn)行的。

3、由于無需打金線與外界電源相聯(lián)結(jié)，采用通孔垂直結(jié)構(gòu)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。