[發明專利]一種氮化鎵系高壓發光二極管及其制作方法

無效

• 申請號: 201210290019.5
• 申請日: 2012-08-15
• 公開（公告）號: CN102769023A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 馮文泉;武樂可;鐘偉榮;熊威
• 申請（專利權）人: 上海藍寶光電材料有限公司
• 主分類號: H01L27/15
• 分類號: H01L27/15;H01L33/62;H01L33/00
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所 31230
• 代理人: 張民華

技術領域

本發明涉及一種氮化鎵系高壓發光二極管，以及這種二極管的制作方法。

背景技術

具有省電、環保無污染、壽命長、亮度高、反應快、體積小、高發光效率等優點的發光二極管(Light-Emitting?Diode，LED)組件應用越來越廣泛。由直流驅動的LED產品隱藏不少弊端，它們需要與整流器一并使用，其壽命只有2萬小時，但直流電驅動的LED產品的壽命卻長達5～10萬小時。因此，直流驅動的LED產品一生需要多次更換整流器，若應用于固定照明裝置上必定造成不便。與之相對，ACLED是一類集成了各種處理技術的LED產品，它包括多種器件或內核，無需額外的變壓器、整流器或驅動電路，交流電網的交流電就可直接對其進行驅動。這使得LED產品無需變流器就可以直接應用于家居及辦公室交流電器插頭(100～110V/220～230V)，不僅顯著降低電路成本，也避免了電源變換過程中損失的能耗。高壓(HV)LED在結構上與AC型類似，但集成了一個整流器，這種產品采用單芯片設計，通過配置可降低驅動電流且可將發光芯料進行更廣泛的分布以獲得更高發光效率。單片結構還提高了電光轉換效率(wall?plug?efficiency)，減少了所需的線綁定，簡化了封裝，降低了整體成本。

氮化鎵系高壓(交流/直流)發光二極管芯片內各單一發光單元是透過金屬內連線串聯或并聯來達到高壓(交流/直流)應用，各單一發光單元在內連線之前是絕緣且各自獨立。一般氮化鎵系高壓(交流/直流)發光二極管芯片內各單一發光單元是透過ICP深刻蝕來完成絕緣且各自獨立，刻蝕后的側壁陡峭，不利于連線。雖然能利用調整ICP參數來控制刻蝕形貌，使其側壁具有一定的傾斜角，從而改善蒸鍍工藝的臺階覆蓋能力，以便進行金屬內連線，但其可控性和重復性仍有待改進。

發明內容

本發明的目的是提供一種氮化鎵系高壓發光二極管及其制作方法，便于進行金屬內連線，提高芯片良品率。

本發明為解決其技術問題所采用的技術方案是，

一種氮化鎵系高壓發光二極管，包括有發光單元，該發光單元形成于同一襯底上，發光單元之間由絕緣溝道隔開，各發光單元通過金屬連接線串聯或并聯，所述絕緣溝道中具有填充層，所述金屬連接線位于該填充層上；所述發光單元包括有至少一層N型氮化鎵半導體層和一層P型氮化鎵半導體層，N型氮化鎵半導體層和P型氮化鎵半導體層疊合在一起，P型氮化鎵半導體層上具有透明導電膜和正電極，N型氮化鎵半導體層上具有負電極；所述填充層由絕緣耐熱材料以旋轉涂布的方式形成。

上述氮化鎵系高壓發光二極管的制作方法，包括有以下步驟：

1）在襯底上成長發光外延層；

2）用絕緣耐熱材料在發光外延層上形成回蝕阻擋層；

3）在回蝕阻擋層及發光外延層中刻蝕形成絕緣溝道，該絕緣溝道延伸至襯底處，將發光外延層分割成獨立塊；

4）將一層非光敏型材料涂布于回蝕阻擋層外表面，并填充絕緣溝道，形成絕緣耐熱的填充層；

5）去除填充層位于回蝕阻擋層外表面的部分，并保留其位于絕緣溝道中的部分；

6）將回蝕阻擋層去除；

7）將發光外延層分割成的獨立塊分別形成發光單元；

8）完成各發光單元金屬內連線。

步驟1）中，發光外延層由N型氮化鎵半導體層和P型氮化鎵半導體層組成；

步驟2）中，絕緣耐熱材料以物理氣相沉積或化學氣相沉積的方式在發光外延層上形成回蝕阻擋層。

本發明的優點在于，利用旋轉機涂布一層不導電且耐高溫的材料，將各單一發光單元之間的絕緣溝道加以填充，然后再利用回蝕的方式，不管ICP深刻蝕后的側壁形貌如何，都可以加以填充，最后將發光單元的表面曝露出來，有利于金屬內連線，可防止因發光單元高度太大而造成斷線或連線不佳。

附圖說明

圖1是在襯底上成長外延層的結構示意圖；

圖2是在P型氮化鎵半導體層上成長回蝕阻擋層的結構示意圖；

圖3是在外延層上形成絕緣溝道的結構示意圖；

圖4是在外延層上形成填充層的結構示意圖；

圖5是回蝕阻擋層暴露后的結構示意圖；

圖6是將回蝕阻擋層清除，使P型半導體層暴露后的結構示意圖；

圖7是形成發光單元后的結構示意圖；

圖8是發光單元金屬內連線后的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合圖示與具體實施例，進一步闡述本發明。