垂直结构LED芯片及其制备方法、发光器件以及显示装置与流程

垂直结构led芯片及其制备方法、发光器件以及显示装置
技术领域
1.本发明涉及半导体器件领域，特别是涉及一种垂直结构led芯片及其制备方法、发光器件以及显示装置。


背景技术：

2.传统led芯片主要通过金属有机物化学气相沉积(mocvd)的方法在蓝宝石衬底上制备得到。但由于蓝宝石的电导率较低，基本上为绝缘体，所以必须进行台面蚀刻(mesa)外延层表面形成台面结构，但台面结构会带来以下缺点。
3.从原理上水平结构led芯片电流只能通过横向扩展，在台面处极易产生电流拥堵效应(current crowding effect)，电流拥堵效应会导致严重的电流分布不均，分布不均不仅会导致发光不均，光输出功率下降，进而导致电光转换效率降低，还会导致局部区域电流密度过大，导致产生过多的焦耳热，从而加速器件老化，并引起led寿命下降等问题。对于小功率led，电流热效应尚可通过各种散热手段缓解，但对于大电流驱动的大功率led芯片，水平结构的电流拥堵效应将会更加严重，会造成水平结构led芯片低下的电光转换效率。


技术实现要素：

4.基于此，为了进一步改善电流分布，减少电流拥堵效应并提高led芯片的发光通量，有必要提供一种垂直结构led芯片及其制备方法、发光器件以及显示装置。
5.本发明提供一种垂直结构led芯片的制备方法，包括以下步骤：
6.s10：在待键合衬底上依次形成层叠设置的第一氮化镓材料层、多量子阱材料层以及第二氮化镓材料层，自所述第二氮化镓材料层按照预设绝缘柱位置进行刻蚀至第一氮化镓材料层；
7.s20：在所述第二氮化镓材料层上依次形成金属反射材料层以及电流阻挡材料层，刻蚀预设绝缘柱位置的金属反射材料层以及电流阻挡材料层，在电流阻挡材料层上不连续地刻蚀多个圆孔至露出所述金属反射材料层，制备金属反射层以及电流阻挡层；
8.s30：在所述电流阻挡层上形成金属保护材料层，刻蚀预设绝缘柱位置的金属保护材料层，形成包绕所述金属反射层以及所述电流阻挡层的金属保护层；
9.s40：在预设绝缘柱位置填充绝缘柱材料，制备绝缘柱，并在所述金属保护层以及所述绝缘柱上形成绝缘材料层；
10.s50：自所述绝缘材料层按照预设第一电极柱位置进行刻蚀至第一氮化镓材料层，在预设第一电极柱位置填充第一电极柱材料，制备第一电极柱以及绝缘层，并在所述绝缘层以及所述第一电极柱上形成第一电极材料层，制备第一电极层；
11.s60：去除所述待键合衬底；
12.s70：去除所述第一氮化镓材料层上预设第一氮化镓层位置外的第一氮化镓材料，去除所述多量子阱材料层上预设多量子阱层位置外的多量子阱材料以及去除所述第二氮化镓材料层上预设第二氮化镓层位置外的第二氮化镓材料，制备第一氮化镓层、多量子阱
层和第二氮化镓层，其中所述第一氮化镓层、所述多量子阱层以及所述第二氮化镓层的宽度相同，且大于所述金属反射层的宽度同时小于所述金属保护层的宽度；
13.s80：在所述金属保护层远离所述绝缘层的一侧上形成第二电极。
14.在其中一个实施例中，在步骤s10中，在所述待键合衬底上形成第一氮化镓材料层之前还包括：
15.在所述待键合衬底上形成缓冲层；
16.所述第一氮化镓材料层形成在所述缓冲层之上。
17.在其中一个实施例中，在步骤s50之后且在步骤s60之前还包括：
18.在所述第一电极层上依次形成阻挡层以及键合层，提供具有粘结层的衬底，将所述键合层以及所述粘结层进行键合。
19.在其中一个实施例中，在所述金属保护层远离所述绝缘层的一侧上形成第二电极包括如下步骤：
20.在所述第一氮化镓层以及所述金属保护层上形成钝化层；
21.在所述钝化层上刻蚀预设第二电极位置，将第二电极材料填充至预设第二电极位置，形成所述第二电极，所述第二电极与所述金属保护层接触。
22.在其中一个实施例中，在步骤s60之后以及步骤s70之前，还包括对第一氮化镓材料层表面进行粗糙化处理的步骤。
23.在其中一个实施例中，在电流阻挡材料层上不连续地刻蚀多个半径为3μm～10μm的圆孔。
24.在其中一个实施例中，在电流阻挡材料层上不连续地刻蚀的多个圆孔中，相邻的两个圆孔圆心间的距离为15μm～50μm。
25.进一步地，本发明还提供一种垂直结构led芯片，按照上述的制备方法制得的。
26.本发明还更进一步地提供一种发光器件，包含如上述的垂直结构led芯片。
27.本发明提供一种显示装置，包括：线路板以及如上述的发光器件，所述发光器件通过所述垂直结构led芯片的所述第一电极和所述第二电极与所述线路板电连接。
28.通过在制备芯片的方法，尤其通过在形成电流阻挡层中设置有分布均匀且密集的小孔，当led芯片工作时电流首先通过第二电极导入金属保护层，由于金属保护层与金属反射层之间增加了电流阻挡层，电流会强制扩散到金属保护层整面再从电流阻挡层的开孔中向金属反射层通过，使芯片整体的电流分布均匀各区域均处于较优状态，从而改善芯片发光均匀性提高亮度；使得相同发光面积下，使用此垂直结构led芯片的发光器件具有更高的发光通量。
附图说明
29.图1为本发明提供的垂直结构led芯片的剖面图；
30.图2为本发明提供的垂直结构led芯片电流阻挡层处的俯视图；
31.图3为本发明提供的显示装置；
32.图4为对比例1提供的led芯片结构；
33.附图标号说明如下：
34.垂直结构led芯片：10，第一氮化镓层：101，多量子阱层：102，第二氮化镓层：103，
金属反射层：104，电流阻挡层：105，金属保护层：106，绝缘结构：107，绝缘柱：107a，绝缘层：107b，第一电极：108，第一电极柱：108a，第一电极层：108b，第二电极：109，衬底：110，粘结层：111，键合层：112，阻挡层：113，钝化层：114，显示装置：20，发光器件：201，线路板：301。
具体实施方式
35.本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本技术的公开内容理解的更加透彻全面。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。
36.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本技术的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
37.本技术中的词语“优选地”、“更优选地”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本技术实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本技术的范围之外。
38.当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
39.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
40.本技术提供一种垂直结构led芯片的制备方法，包括以下步骤s10～步骤s70。
41.步骤s10：在待键合衬底上依次形成层叠设置的第一氮化镓材料层、多量子阱材料层以及第二氮化镓材料层，自第二氮化镓材料层按照预设绝缘柱位置进行刻蚀至第一氮化镓材料层。
42.在一个具体示例中，在步骤s10中，在待键合衬底上形成第一氮化镓材料层之前还包括：
43.在待键合衬底上形成缓冲层；
44.第一氮化镓材料层形成在缓冲层之上。
45.具体地，在待键合衬底上依次形成缓冲层，第一氮化镓材料层、多量子阱材料层和第二氮化镓材料层。
46.可以理解地，缓冲层，第一氮化镓材料层、多量子阱材料层和第二氮化镓材料层组
成了外延层，外延层的厚度为2μm～7μm。
47.进一步地，形成上述缓冲层、第一氮化镓材料层、多量子阱材料层以及第二氮化镓材料层的方法可以但不限于是金属有机化学气相沉积(mocvd)、分子束外延(mbe)以及物理气相沉积(pvd)中的至少一种。
48.上述缓冲层的材料可以但不限于是aln、algan以及ingan中的至少一种，缓冲层的厚度为1μm～3μm，多量子阱材料层的材料可以但不限于是ingan/gan，多量子阱材料层的厚度为0.01μm～0.5μm，第一氮化镓材料层的厚度为1μm～3μm，第二氮化镓材料层的厚度为0.01μm～0.5μm。
49.可以理解地，在外延层上刻蚀出预设绝缘柱位置，具体地在外延层上利用光刻工艺上述制作出基准点(mark点)以及绝缘柱图形，并在外延层上进行电感耦合等离子刻蚀，刻蚀深度达到第一氮化镓材料层，其中mark点主要用于后面工艺的对准。
50.步骤s20：在第二氮化镓材料层上依次形成金属反射材料层以及电流阻挡材料层，刻蚀预设绝缘柱位置的金属反射材料层以及电流阻挡材料层，在电流阻挡材料层上不连续地刻蚀多个圆孔至露出金属反射材料层，制备金属反射层以及电流阻挡层。
51.进一步地，金属反射材料层的形成方法是物理气相沉积的方法，可以但不限于蒸发镀膜、溅射镀膜、离子镀膜、离子束辅助气相沉积以及电子束物理气相沉积中的一种或多种，进一步地在金属反射材料层形成后还有退火处理的步骤，退火温度为200℃～550℃，使金属反射材料层与
外延层
形成良好的欧姆接触。
52.形成金属反射材料层之后再用光刻工艺制作出供下一步光刻对准的mark点图形，然后使用湿法腐蚀的方法制备出mark点图形；再在金属反射材料层上形成电流阻挡材料层，并使用光刻工艺制作出电流阻挡层的图案，并对图案进行电感耦合等离子刻蚀或腐蚀，刻蚀对应图案处电流阻挡材料层至露出金属反射材料层形成多个圆孔，可以理解地电流阻挡层包括多个不连续的镂空圆孔。
53.在一个具体示例中，在电流阻挡材料层上不连续地刻蚀多个半径为3μm～10μm的圆孔。优选地，圆孔的半径为3μm～8μm。
54.在一个具体示例中，在电流阻挡材料层上不连续地刻蚀的多个圆孔中，相邻的两个圆孔圆心间的距离为15μm～50μm，优选地相邻的两个圆孔圆心间的距离为15μm～32μm。
55.进一步地，电流阻挡的材料层的材料各自独立地选自氮化硅、二氧化硅以及五氧化三钛中的一种或多种。
56.在一个具体示例中，电流阻挡材料层的厚度为0.2μm～0.5μm，金属反射材料层的厚度为0.1μm～1.2μm。
57.进一步地，金属反射材料层的材料可以但不限于选自银ag以及镍ni中的至少一种，具体地，金属反射材料层包括银层和镍层的复合结构，其中银层的厚度为0.1μm～1μm，镍层的厚度为0.001μm～0.05μm。优选地，金属反射材料层包括厚度为0.001μm～0.003μm的ni层以及厚度为0.1μm～0.2μm的ag层。
58.步骤s30：在电流阻挡层上形成金属保护材料层，刻蚀预设绝缘柱位置的金属保护材料层，形成包绕金属反射层以及电流阻挡层的金属保护层。
59.可以理解地，形成金属保护材料层的方法是物理气相沉积的方法，可以但不限于蒸发镀膜、溅射镀膜、离子镀膜、离子束辅助气相沉积以及电子束物理气相沉积中的一种或
多种。
60.具体地，使用光刻工艺制作出金属保护层的图案，金属保护层在后续工序中保护金属反射层不被破坏，通过剥离操作去除掉图案处金属保护材料层，形成金属保护层，进一步地，金属保护层的厚度为1μm～4μm。金属保护层的材料可以但不限于选自钛ti、铬cr、金au以及铂pt中的一种或几种，金属保护层为包括厚度为0.3μm～0.6μm的ti层、0.01μm～0.1μm的cr层、0.2μm～0.8μm的au层以及厚度为0.2μm～0.6μm的pt层。
61.步骤s40：在预设绝缘柱位置填充绝缘柱材料，制备绝缘柱，并在金属保护层以及绝缘柱上形成绝缘材料层。
62.步骤s50：自绝缘材料层按照预设第一电极柱位置进行刻蚀至第一氮化镓材料层，在预设第一电极柱位置填充第一电极柱材料，制备第一电极柱以及绝缘层，并在绝缘层以及第一电极柱上形成第一电极材料层，制备第一电极层。
63.在一个具体示例中，绝缘层的厚度为0.1μm～2μm，绝缘柱的宽度为40μm～60μm，绝缘柱的高度为0.1μm～2μm。
64.进一步地，绝缘层以及绝缘柱的材料各自独立地选自氮化硅、二氧化硅以及五氧化三钛中的至少一种。
65.更进一步地，绝缘层远离衬底的一侧表面距离金属反射层远离衬底的一侧表面1μm～4μm。
66.步骤s60：去除待键合衬底。
67.进一步地，去除待键合衬底以及缓冲层，具体地去除待键合衬底以及缓冲层的步骤包括：对待键合衬底以及缓冲层一侧进行研磨减薄，再通过化学腐蚀，最后采用电感耦合等离子刻蚀的方法去除待键合衬底和缓冲层。
68.在一个具体示例中，在步骤s50之后且在步骤s60之前还包括：
69.在第一电极层上依次形成阻挡层以及键合层，提供具有粘结层的衬底，将键合层以及粘结层进行键合。
70.在一个具体示例中，第一电极柱、第一电极层、粘结层、阻挡层以及键合层的形成方法各自独立地选自蒸发镀膜、溅射镀膜、离子镀膜、离子束辅助气相沉积以及电子束物理气相沉积中的一种或多种。
71.可以理解地，衬底110为硅衬底或碳化硅衬底，衬底110的厚度为100μm～300μm。
72.通过键合层与粘结层对准键合，能较轻松的实现led芯片p面和n面的翻转，从而成为后续制作垂直芯片的基础。而且大面积的金属键合能形成很好的导热效果。
73.进一步地，粘结层的厚度为1μm～5μm，键合层的厚度为1μm～5μm，阻挡层的厚度为1μm～3μm。
74.更进一步地，粘结层的材料可以但不限于选自铬cr、镍ni、锡sn、铂pt以及金au中的一种或几种。
75.可以理解地，键合层的材料可以但不限于选自铬cr、镍ni、锡sn、铂pt以及金au中的一种或几种。
76.在一个具体示例中，阻挡层的材料可以但不限于选自铬cr、钛ti、铂pt以及金au中的一种或几种。
77.步骤s70：去除第一氮化镓材料层上预设第一氮化镓层位置外的第一氮化镓材料，
去除多量子阱材料层上预设多量子阱层位置外的多量子阱材料以及去除第二氮化镓材料层上预设第二氮化镓层位置外的第二氮化镓材料，制备第一氮化镓层、多量子阱层和第二氮化镓层，其中第一氮化镓层、多量子阱层以及第二氮化镓层的宽度相同，且大于金属反射层的宽度同时小于金属保护层的宽度。
78.第一氮化镓层的材料为具有第一导电类型的氮化镓，第二氮化镓层的材料为具有第二导电类型的氮化镓，进一步地第一导电类型与第二导电类型相反，第一导电类型为n型则第二导电类型为p型，或第一导电类型为p型则第二导电类型为n型。
79.进一步地，第一氮化镓层为n-gan层，第二氮化镓层为p-gan层。
80.可以理解地，上述为通过光刻制程在晶圆表面制作led图案，led芯片的发光面图形处外延层上涂覆有光刻胶进行保护，再用120℃的磷酸溶液对外延层进行腐蚀，有光刻胶保护的图形区域的外延层不会受到腐蚀，无光刻胶保护的图形区域的外延层则完全被腐蚀去除，保留下来的图形区域即为最终的发光面图形。
81.在一个具体示例中，在步骤s60之后以及步骤s70之前，还包括对第一氮化镓材料层表面进行粗糙化处理的步骤。
82.具体地，使用热的碱性溶液或碱的熔融物对步骤s60处理后的第一氮化镓材料层表面进行粗糙化处理；优选地，上述粗糙化处理采用koh的水溶液，溶液中koh的质量百分比浓度为0.05％～10％，温度为20℃～90℃。
83.步骤s80：在金属保护层远离绝缘层的一侧上形成第二电极。
84.在一个具体示例中，在金属保护层远离绝缘层的一侧上形成第二电极包括如下步骤：
85.在第一氮化镓层以及金属保护层上形成钝化层；
86.在钝化层上刻蚀预设第二电极位置，将第二电极材料填充至预设第二电极位置，形成第二电极，第二电极与金属保护层接触。
87.进一步地，钝化层的厚度为0.4μm～2μm，可以理解地，钝化层的材料选自可以但不限于是二氧化硅sio2、氮化硅si3n4、二氧化钛tio2以及五氧化三钛ti3o5中的一种或多种。
88.进一步地，第一电极柱的宽度为30μm～50μm，第一电极柱的高度为1μm～5μm，第一电极层的厚度为1μm～5μm，第二电极的厚度为1μm～5μm。
89.可以理解地，第一电极柱的材料以及第一电极层的材料为具有第一导电类型的金属，第二电极的材料为具有第二导电类型的金属，进一步地第一导电类型与第二导电类型相反，第一导电类型为n型则第二导电类型为p型，或第一导电类型为p型则第二导电类型为n型。
90.具体地，第一电极为n电极，第二电极为p电极，第一电极柱的材料、第一电极层的材料以及第二电极的材料中的金属各自独立地选自可以但不限于是铬cr、钛ti、铝al、铂pt以及金au中的一种或多种。
91.进一步地，如图1所示本技术提供一种垂直结构led芯片10，按照如上述的制备方法制得的，垂直结构led芯片10包括第一氮化镓层101、多量子阱层102、第二氮化镓层103、金属反射层104、电流阻挡层105、金属保护层106、绝缘结构107以及第一电极108，第一电极108包括第一电极柱108a以及第一电极层108b，绝缘结构107包括绝缘柱107a以及绝缘层107b；
92.其中，第一电极层108b的一侧与第一电极柱108a的一侧以及绝缘层107b的一侧接触，绝缘层107b的另一侧与绝缘柱107a的一侧以及金属保护层106的一侧接触，绝缘柱107a以及绝缘层107b包绕第一电极柱108a，金属保护层106包绕电流阻挡层105以及设置在电流阻挡层105上的金属反射层104，且金属保护层106的另一侧与金属反射层104远离第一电极层108的一侧平齐，第二氮化镓层103、多量子阱层102以及第一氮化镓层101依次层叠设置在金属反射层104远离第一电极层108b的一侧上，第二氮化镓层103远离第一氮化镓层101的一侧与金属保护层106的另一侧接触，第一电极柱108a的另一侧以及绝缘柱107a的另一侧在第一氮化镓层101中。
93.可以理解地，上述垂直结构led芯片10还包括衬底110，衬底110设置于第一电极108远离第二电极109的一侧，衬底110与第一电极108接触。
94.上述垂直结构led芯片10还包括第二电极109，第二氮化镓层103靠近衬底110的一侧与第二电极109靠近衬底110的一侧平齐，且与金属保护层106的另一侧接触。
95.在一个具体示例中，垂直结构led芯片10还包括在衬底110与第一电极108之间的阻挡层113、键合层112以及粘结层111，粘结层111的一侧与衬底的一侧接触，粘接层的另一侧与键合层112的一侧接触，键合层112的另一侧与阻挡层113的一侧接触，阻挡层113的另一侧与第一电极层108b的一侧接触。
96.进一步地，垂直结构led芯片10还包括设置在第二氮化镓层103上的钝化层114，钝化层114包饶第二氮化镓层103、多量子阱层102以及第一氮化镓层101，第一氮化镓层101与金属保护层106的另一侧接触。
97.如图2所示，为本发明提供的垂直结构led芯片电流阻挡层105处的俯视图，其中可以都看到电流阻挡层105、第一电极108a以及第二电极109。
98.本发明还提供一种发光器件201，包含如上述的垂直结构led芯片10。
99.更进一步地，如图3所示本发明提供一种显示装置20，包括：线路板301以及如上述的发光器件201，发光器件201通过垂直结构led芯片10的第一电极108和第二电极109与线路板301电连接，具体地发光器件201通过垂直结构led芯片10的第一电极108和第二电极109焊接至线路板301。
100.通过在制备芯片的方法，尤其通过在形成电流阻挡层105中设置有分布均匀且密集的小孔，当led芯片工作时电流首先通过第二电极109导入金属保护层，由于金属保护层106与金属反射层104之间增加了电流阻挡层105，电流会强制扩散到金属保护层106整面再从电流阻挡层105的开孔中向金属反射层104通过，若无电流阻挡层105则电流大部分集中在离第二电极109较近的区域向金属反射层104通过，发光分布会呈现出明显的第二电极109附近区域亮度高，离第二电极109远端区域亮度低。使芯片整体的电流分布均匀各区域均处于较优状态，从而改善芯片发光均匀性提高亮度；使得相同发光面积下，使用此垂直结构led芯片10的发光器件201具有更高的发光通量。
101.以下提供具体的实施例对本技术提供的垂直结构led芯片10及其制备方法、发光器件201以及显示装置20作进一步详细地说明。以下具体实施方式所涉及到的原料，若无特殊说明，均可来源于市售。
102.实施例1
103.衬底选用厚度为300μm的si衬底，在衬底上的粘结层111的厚度为1.5μm的cr/pt/
ni/sn/au层，在粘结层111上的键合层112为总厚度为1.4μm的ni/sn/au层，在键合层112上的阻挡层113的厚度为1.5μm的cr/pt/ti/pt/au/ti/pt层，在阻挡层113上的第一电极108即n电极包括第一电极柱108a以及第一电极层108b，第一电极层108b的厚度为2μm的al/cr/ti层，第一电极柱108a高度为2μm的al/cr/ti柱，在第一电极层108b上的绝缘结构107包括绝缘柱107a以及绝缘层107b，绝缘层107b的厚度为1μm的sio2层，绝缘柱107a的高度为1μm的sio2柱，在绝缘层107b上的金属保护层106的厚度为1.5μm的ti/pt/au/cr/pt/ti层，金属保护层106包绕200个直径为15μm的圆孔，最大厚度为0.2μm电流阻挡层105以及厚度为0.15μm的ag层以及由厚度为0.001μm的ni层作为金属反射层104，在金属反射层104上包括厚度为0.07μm的p-gan层作为第二氮化镓层103，厚度为0.05μm的ingan/gan多量子阱层102以及厚度为3μm的n-gan层作为第一氮化镓层101，在第一氮化镓层101以及金属保护层106上的钝化层114的厚度为0.2μm的sio2层，在金属保护层106上的第二电极109即p电极的厚度为3.2μm的cr/al/ti/pt/au材料。
104.上述垂直结构led芯片10的制备方法，包括以下步骤：
105.1)在待键合衬底层上使用mocvd外延技术生长缓冲层、第一氮化镓层101(n-gan层)、ingan/gan多量子阱层102和第二氮化镓层103(p-gan层)，形成具有外延层的led外延片；
106.然后将得到的led外延片先后放入含有丙酮和异丙酮的有机清洗槽中各清洗5min，然后放入去离子水清洗槽中清洗10min，接着放入酸清洗槽中，在spm(h2so4、h2o2和h2o的混合液)中超声清洗10min，再放入去离子水清洗槽中清洗10min。最后将led外延片放在旋干机中旋干，同时加入热n2吹干。
107.2)在步骤1)后，使用光刻工艺制作出mark点及绝缘柱图形，并在外延片上进行电感耦合等离子刻蚀，刻蚀深度1000nm-1500nm，刻蚀完成后使用有机去胶溶液清洗掉光刻胶；
108.3)在步骤2)后，使用电子束蒸镀或者溅射的方法制备金属反射层104，蒸镀完成后进行退火作业，退火温度为350℃，制程中需通入氮气、氧气(气体流量可根据实际情况进行调配)；
109.再用光刻工艺制作出金属反射层104图形，将光刻胶涂覆至预设金属反射层104图形上保护图形，然后采用氨水+双氧水+水的混合溶液对金属反射层104进行化学腐蚀，最后使用有机去胶溶液清洗掉光刻胶；
110.4)在步骤3)后，使用气相沉积方法制作电流阻挡层105，并使用光刻工艺制作出电流阻挡层105的图案，将光刻胶涂覆至预设电流阻挡层105图形上保护图形并进行电感耦合等离子刻蚀，最后使用有机去胶溶液清洗掉光刻胶；
111.5)在步骤4)后，使用光刻工艺制作出金属保护层106的图案，将光刻胶涂覆至预设金属保护层106图形上保护图形，然后使用电子束镀膜或者溅射的方法制备金属保护层106，通过剥离动作去除掉多余金属及光刻胶；
112.6)在步骤5)后，使用气相沉积方法制作绝缘柱107a以及绝缘层107b，并使用光刻工艺制作出绝缘层107b的图案，将光刻胶涂覆至预设绝缘层107b图形上保护图形，并对图案使用boe进行腐蚀，最后使用有机去胶溶液清洗掉光刻胶；
113.7)在步骤6)所得的led外延片上使用电子束蒸镀或者溅射的方法制作第一电极柱
108a(n电极柱)、第一电极层108b(n电极层)、阻挡层113和键合层112；
114.8)在衬底层上使用电子束蒸镀或者溅射的方法制作粘结层111；
115.9)将步骤7)后，所得的键合层112和步骤8)所得的粘结层111使用bonding机进行对准键合；
116.10)将步骤9)后，进行研磨减薄去除掉待键合衬底层绝大部分厚度，再化学腐蚀，最后采用电感耦合等离子刻蚀的方法去除残余的待键合衬底层和缓冲层；
117.11)使用koh的水溶液对步骤10)所得的第一氮化镓材料层表面进行进行粗糙化处理；其中，koh水溶液的百分比浓度为0.05％，温度为70℃；
118.12)在经步骤11)处理后，使用光刻工艺制作出led图案，发光面图形外延层上会有光刻胶保护，再用120℃的磷酸溶液对晶圆进行腐蚀，有光刻胶保护的图形区域的外延层不会受到腐蚀，无光刻胶保护的图形区域的外延层则完全被腐蚀去除，保留下来的图形区域即为最终的发光面图形得到led发光面芯片；
119.13)在步骤12)所得的led芯片表面使用气相沉积方法沉积钝化层114，使用光刻的方法制作出第二电极109(p电极)图案，对第二电极(p电极)图案处的钝化层114进行boe湿法腐蚀，使电极图案区域的金属保护金属层露出；
120.14)在步骤13)所得的led芯片上使用电子束蒸镀或者溅射的方法制作第二电极109p电极，并使用浸泡丙酮、撕蓝膜的方式去除掉第二电极109(p电极)以外区域的金属，得到垂直结构led芯片10。
121.实施例2
122.与实施例1的区别在于，在电流阻挡层上圆孔的个数由200个减少到150个，制备方式与实施例1完全相同，只需更换电流阻挡层开孔对应的光刻版即可。
123.对比例1
124.1)将实施例的芯片金属反射层下方的电流阻挡层去除，金属反射层下方直接与金属保护层上面接触(对比例的led芯片结构如图4所示)。
125.2)从下往上依次包括：衬底层、粘结层、键合层、阻挡层、n电极层、绝缘层、金属保护层、金属反射层、p-gan层、ingan/gan多量子阱层、n-gan层、钝化层和p电极
126.3)制备方法如下：
127.1.按实施例1的步骤1)、2)、3)相同作业，制作出n-gan层、ingan/gan多量子阱层、p-gan层、mark点、n电极孔及金属反射层；
128.2.按实施例1的步骤5)、6)、7)、8)、9)、10)、11)、12)、13)、14)相同作业，制作出金属保护层、绝缘层、n电极层、阻挡层、键合层、粘结层、发光面芯片、钝化层、p电极；
129.实验验证
130.将实施例和对比例的led芯片进行发光功率、发光面积进行测试、测量，并计算出发光效率，具体实验数据如下表：
131.表1实施例和对比例的led芯片的光学数据
[0132][0133]
从表1可知，实施例的垂直结构led芯片的发光功率、发光面积、发光效率均大于对比例，说明在相同发光面积下，使用此垂直结构led芯片的led灯具有更高的发光通量，更好的电流分布，能有效改善led芯片电极远端暗区等现象，更有利于产业链下游的光路设计，对于发光光斑有特别要求的应用领域有更大的竞争力。
[0134]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0135]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，便于具体和详细地理解本技术的技术方案，但并不能因此而理解为对申请专利保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。应当理解，本领域技术人员在本技术提供的技术方案的基础上，通过合乎逻辑地分析、推理或者有限的实验得到的技术方案，均在本技术所附权利要求的保护范围内。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求的内容为准，说明书以及附图可以用于解释权利要求的内容。