[發明專利]高壓LED器件及其制造方法

無效

• 申請號: 201110305315.3
• 申請日: 2011-10-10
• 公開（公告）號: CN102368516A
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發明（設計）人: 肖德元;張汝京;程蒙召
• 申請（專利權）人: 映瑞光電科技（上海）有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L27/15;H01L33/36
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明屬于發光器件制造領域，尤其涉及一種高壓LED器件及其制造方法。

背景技術

由于半導體集成技術的高速發展，以III族氮化物為材料的發光二極管(Light?Emitting?Diode，LED)的應用越來越廣。隨著LED應用的升級、市場對于LED的需求，使LED朝高功率、高亮度的方向發展。

而目前，通過半導體集成工藝制備的高壓LED(High?Voltage?LED，HV?LED)因可大幅縮小直流-直流降壓電路的輸入輸出壓差，而進一步提升LED驅動電源的效率，且有效降低LED燈具對散熱外殼的要求，從而降低LED燈具的總體成本。例如，想要達到500流明(Lumen，lm)LED照明，則需要LED芯片具備5W100lm/W，而目前達到這個指標可通過如下方式：大功率LED芯片：1.5A3.3VDC和HV?LED芯片：22mA220VDC。所述前者需要大電流驅動，而所述后者只需要小電流驅動。可見，在同樣輸出功率下，HV?LED所需要的驅動電流遠低于低壓LED，因此，HV?LED芯片與傳統大尺寸直流電源LED串聯和/或并聯構成的大功率LED芯片相比，具有封裝成本低、暖白光效高、驅動電源效率高、線路損耗低等優勢，而作為高功率LED的解決方案成為照明發展的一個重要課題。

現以一種通用的高壓LED器件制作工藝為例，參見圖1，首先，在襯底100上依次沉積N型半導體層102、發光層104、P型半導體層106和P型金屬薄膜108；其次，先進行光刻工藝，將第一圖形轉移到P型金屬薄膜108上，然后采用蝕刻工藝在所述襯底100上制作至少一個隔離溝槽，以便將襯底之上的部分劃分成至少2個區域，從而將P型金屬薄膜108上的第一圖形轉移到晶片上；接著，在所述每個區域中先進行光刻工藝將第二圖形轉移到P型金屬薄膜108上，然后采用蝕刻工藝由上至下依次蝕刻P型金屬薄膜108、P型半導體層106、發光層104并延伸到N型半導體層102，將第二圖形轉移到晶片上；繼而，分別在P型金屬薄膜108上通過金屬沉積制作P電極110、在N型半導體層102上通過金屬沉積制作N電極112，從而形成LED；然后，在每個N電極112和與之通過隔離溝槽隔開的P電極110之間的區域上沉積隔離薄膜114，即在所述每個隔離溝槽的內表面、與每個隔離溝槽緊鄰的N電極112的側壁、從隔離溝槽到與隔離溝槽緊鄰的P電極110的側壁之間的P型金屬薄膜108上、以及與每個隔離溝槽緊鄰的P電極110的側壁上沉積隔離薄膜114；最后，在N電極112、隔離薄膜114和P電極110上沉積互聯金屬層116，將一個LED的N電極112連接到另一個LED的P電極110。

由上述高壓LED器件制作過程可知，要形成所述LED的各電極，首先需要進行光掩膜制造，然后進行相關的光刻工藝，接著進行金屬沉積以及每次金屬沉積之前均需要進行反復清洗等工藝流程；而要形成連接各LED之間的互聯金屬層116也必須反復進行上述所述的工藝流程，并且在金屬沉積之前還包括沉積隔離薄膜114。所述LED的各電極和所述互聯金屬116層是分別通過不同步驟采用不同導電材料沉積而成的，因此，不僅容易造成光掩膜、光刻、金屬沉積以及清洗程序等工藝成本的增高、而且使高壓LED器件制作步驟復雜，更容易影響到高壓LED器件中的各LED之間的互聯可靠性。

為了解決上述問題，在實現高壓III族氮化物LED發光芯片結構時，需要尋求一種能縮減高壓LED器件中各電極和互聯金屬反復光掩膜、光刻、金屬沉積或是清洗程序等工藝的方法。但是，在實際的實施過程中仍然存在相當大的壁壘，亟待引進能有效改善上述缺陷的新方法，以解決第三代半導體材料使用時所面臨的高壓LED器件成本高但互聯性能不良的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種高壓LED器件及其制造方法，以降低高壓LED器件制作的成本，提高互聯性能的問題。