本發(fā)明屬于LED芯片領(lǐng)域，具體涉及一種LED垂直芯片結(jié)構(gòu)及制作方法。

背景技術(shù)：
LED是利用注入有源區(qū)載流子的自發(fā)輻射復(fù)合而發(fā)光，LED具有安全可靠、節(jié)能環(huán)保、壽命長(zhǎng)、響應(yīng)快、體積小、色域豐富等優(yōu)點(diǎn)，因此LED在固體照明、顯示屏、交通信號(hào)燈等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)有的LED芯片制作，主要是采用MOCVD法，在藍(lán)寶石或碳化硅襯底上外延生長(zhǎng)，隨著LED功率的不斷增大，散熱問題變的越來越突出，傳統(tǒng)的LED由于藍(lán)寶石不導(dǎo)電，所以電極只能做在同側(cè)，這就使得出現(xiàn)了電流擁堵效應(yīng)，降低了LED的壽命，并且由于藍(lán)寶石襯底導(dǎo)熱性能差，使得LED結(jié)溫升高、性能下降、壽命降低，通過剝離-鍵合工藝，將藍(lán)寶石外延芯片鍵合在導(dǎo)熱良好的基板，如碳化硅、銅鎢合金、硅等，然后剝離掉藍(lán)寶石襯底，提高了LED的散熱性能，較好解決了電流擁堵的問題，相比于傳統(tǒng)LED，由于采用上下電極，使得發(fā)光面積更大，但是這種工藝比較復(fù)雜，成品率較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠克服傳統(tǒng)LED芯片制作工藝復(fù)雜、成品率低等缺陷的LED垂直芯片結(jié)構(gòu)及制作方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述LED垂直芯片結(jié)構(gòu)，所述LED垂直芯片結(jié)構(gòu)自下到上依次設(shè)有襯底、石墨烯層、ZnO納米墻/GaN層、n-GaN層、InGaN/GaN多量子阱及p-GaN。所述襯底為Si。所述襯底的厚度為20～500μm。所述石墨烯層的厚度為1～10層的石墨烯。所述ZnO納米墻/GaN層厚度為2～5μm。相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種LED垂直芯片結(jié)構(gòu)的制作方法，包括以下步驟：1)在硅襯底上，擴(kuò)散爐氧化生成厚度為300nm的SiO2，然后用電子束蒸發(fā)的方法在SiO2層上面鍍厚度為300nm的Ni，即可得到鍍Ni的硅襯底；2)將鍍Ni的硅襯底放入通氬氣的石英爐中，加熱至1000℃，并往石英爐內(nèi)通入反應(yīng)氣體，然后以10℃s-1的速率冷卻至室溫，所述反應(yīng)氣體為CH4：H2：Ar＝50:65:200sccm，所述Ni的硅襯底上即可制備出石墨烯；3)將PDMS貼至石墨烯上，用FeCl3腐蝕Ni，腐蝕完成后，帶有石墨烯的PDMS片則會(huì)漂浮在液面上，將帶有石墨烯的PDMS片用水清洗后粘貼在襯底上，使所述石墨烯粘貼在所述襯底上；4)用氧分壓為100mTorr及電流為50mA的氧氣等離子體處理石墨烯，使石墨烯表面變得粗糙，然后用純度大于99.9999％的DEZn和純度大于99.9999％的氧氣作為Zn源和氧源，以純度大于99.9999％的氬氣作為載氣，在氣壓為6Torr、溫度為600℃的條件下向外延生長(zhǎng)ZnO納米墻；或以三甲基鎵和純度大于99.9999％的NH3作為反應(yīng)氣體，用N2作為周圍氣體，在生長(zhǎng)壓力為200Torr、溫度為600℃的條件下低溫生長(zhǎng)GaN，然后在將溫度升高至1080～1100℃，以H2作為載氣，在100Torr的壓強(qiáng)條件下向外延生長(zhǎng)出厚度2～5μm的無摻雜GaN；5)根據(jù)MOCVD法依次向所述ZnO納米墻/GaN層的外延生長(zhǎng)n-GaN層、InGaN/GaN多量子阱及p-GaN，即可得到所述LED垂直芯片結(jié)構(gòu)。本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明相比目前廣泛使用的藍(lán)寶石襯底(35W/m·K)、Si(157W/m·K)、SiC(490W/m·K)、CuW(198W/m·K)、Mo(138W/m·K)具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)，再加上附著的石墨烯，復(fù)合基板的導(dǎo)熱系數(shù)更大，此襯底結(jié)構(gòu)使得功率LED工作產(chǎn)生的熱量能很好的散掉，并且本發(fā)明相比傳統(tǒng)藍(lán)寶石結(jié)構(gòu)LED，具有垂直結(jié)構(gòu)LED的優(yōu)點(diǎn)，比如：電流分布均勻，發(fā)光面積更大等，同時(shí)本發(fā)明相比剝離-鍵合制作的LED，工藝簡(jiǎn)單，成品率高。附圖說明圖1是本發(fā)明LED垂直芯片結(jié)構(gòu)圖；圖2為所述石墨烯轉(zhuǎn)移的示意圖。其中：1-用CVD法在Ni上生長(zhǎng)石墨烯；2-石墨烯表面旋涂PDMS；3-腐蝕Ni；使Ni與石墨烯分離；4-將分離后的石墨烯粘貼在CuW上；5-去除PDMS。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述：參考圖1，本發(fā)明所述LED垂直芯片結(jié)構(gòu)自下到上依次設(shè)有襯底、石墨烯層、ZnO納米墻/GaN層、n-GaN層、InGaN/GaN多量子阱及p-GaN，所述襯底為Si，所述襯底的厚度為20～500μm，所述石墨烯層的厚度為1～10層石墨烯，所述ZnO納米墻/GaN層厚度為2～5μm。相應(yīng)的，參考圖2，本發(fā)明所述的LED垂直芯片制作方法，括以下步驟：1)在硅襯底上，擴(kuò)散爐氧化生成厚度為300nm的SiO2，然后用電子束蒸發(fā)的方法在SiO2層上面鍍厚度為300nm的Ni，即可得到鍍Ni的硅襯底；2)將鍍Ni的硅襯底放入通氬氣的石英爐中，加熱至1000℃，并往石英爐內(nèi)通入反應(yīng)氣體，然后以10℃s-1的速率冷卻至室溫，所述反應(yīng)氣體為CH4：H2：Ar＝50:65:200sccm，所述Ni的樣品上即可得到石墨烯；3)將PDMS貼至石墨烯上，用FeCl3腐蝕Ni，腐蝕完成后，帶有石墨烯的PDMS片則會(huì)漂浮在液面上，將帶有石墨烯的PDMS片用水清洗后粘貼在襯底上，所述Ni的硅襯底上即可制備出石墨烯；4)用氧分壓為100mTorr及電流為50mA的氧氣等離子體處理石墨烯，使石墨烯表面變得粗糙，然后用純度大于99.9999％的DEZn和純度大于99.9999％的氧氣作為Zn源和氧源，以純度大于99.9999％的氬氣作為載氣，在氣壓為6Torr、溫度為600℃的條件下向外延生長(zhǎng)ZnO納米墻；或以三甲基鎵和純度大于99.9999％的NH3作為反應(yīng)氣體，用N2作為周圍氣體，在生長(zhǎng)壓力為200Torr、溫度為600℃的條件下低溫生長(zhǎng)GaN，然后在將溫度升高至1080～1100℃，以H2作為載氣，在100Torr的壓強(qiáng)條件下向外延生長(zhǎng)出厚度2～5μm的無摻雜GaN；5)根據(jù)MOCVD法依次向所述ZnO納米墻/GaN層的外延生長(zhǎng)n-GaN層、InGaN/GaN多量子阱及p-GaN，即可得到所述LED垂直芯片結(jié)構(gòu)。其中，步驟5及步驟6向石墨烯上依次生長(zhǎng)ZnO納米墻/GaN層、n-GaN層、InGaN/GaN多量子阱及p-GaN均可以通過現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施。