新型垂直结构氮化镓基半导体LED生产工艺

大功率半导体发光二极管具有取代白炽灯的巨大前途，但是，首先要解决技术上的问题。半导体发光二极管的几何结构包括两类：横向结构和垂直结构。以蓝宝石为生长衬底的横向结构的大功率氮化镓基半导体发光二极管的主要问题包括散热效率低，电流拥塞，电流密度低，和生产成本高。为解决横向结构的大功率氮化镓基半导体发光二极管的散热问题，倒装焊技术被提出。但是，倒装焊技术工艺复杂，生产成本高，以碳化硅晶片为原始生长衬底的传统的垂直结构的氮化镓基半导体发光二极管的两个电极分别在生长衬底的两侧，具备优良的散热效率，电流分布均匀，电流拥塞改善，电流密度增大，充分利用发光层的材料等优点。但是，碳化硅晶片成本极高。以蓝宝石为原始生长衬底的传统的垂直结构的氮化镓基半导体发光二极管的两个电极分别在支持衬底的两侧，该发光二极管具备散热效率高，电流分布均匀，电流拥塞改善，电流密度增大充分利用发光层的材料，光取出效率提高等优点。蓝宝石是电绝缘材料，因此需要剥离生长衬底。但是，剥离技术尚不成熟，有待进一步完善。
因此，需要新型垂直结构的氮化镓基半导体发光二极管及其低成本的批量生产的工艺方法，同时避免上面提到的缺点。

新型垂直结构的氮化镓基半导体发光二极管的第一电极和第二电极分别层叠在氮化镓基外延层的两侧，因此具有传统的垂直结构的氮化镓基半导体发光二极管的优点。

新型垂直结构的氮化镓基半导体发光二极管的第一电极和第二电极层叠在生长衬底的同一侧，因此，不需要剥离生长衬底。

新型垂直结构的氮化镓基半导体发光二极管的低成本的批量生产的主要工艺步骤如下：在生长衬底上，层叠中间媒介层，生长氮化镓基外延层，在氮化镓基外延层上层叠具有优化图形的第二电极，在预定区域蚀刻氮化镓基外延层知道中间媒介层中的金属层暴露，在暴露的金属层上层叠第一电极。所述的工艺方法既不需要键合支持衬底到氮化镓基外延层，也不需要剥离生长衬底等工艺过程。

生长新型垂直结构的大功率氮化镓基半导体发光二极管的技术和生产方法可以应用于生长其他半导体发光二极管。