[發明專利]改善靜電防護的發光二級管的結構及其制作方法

無效

• 申請號: 201210388184.4
• 申請日: 2012-10-13
• 公開（公告）號: CN102945853A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 張淋;杜高云;鄧群雄
• 申請（專利權）人: 江蘇新廣聯科技股份有限公司
• 主分類號: H01L27/15
• 分類號: H01L27/15;H01L33/20;H01L33/36;H01L33/00
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 曹祖良

技術領域

本發明涉及一種LED芯片結構，尤其是一種改善靜電防護的發光二級管的結構及其制作方法，屬于LED芯片技術領域。

背景技術

靜電學是十八世紀以庫侖定律為基礎建立起來的，以研究靜止電荷及磁場作用規律的學科，是物理學中電磁學的一個重要組成部分。

靜電是在我們平時生活中到處存在的，但是在二十世紀40-50年代，半導體產業很少有靜電問題，因為那時是晶體三級管和二極管，而所產生的靜電也不如現在普遍。在60年代，隨著對靜電非常敏感的MOS器件的出現，靜電問題逐漸被人們所關注。70-90年代，隨著集成電路的密度越來越大，一方面其二氧化硅膜的厚度越來越薄（微米一納米），其承受的靜電電壓越來越低；另一方面，產生和積累靜電的材料如塑料，橡膠等大量使用，使得靜電現象越來越普遍存在。

在二十世紀中期，很多靜電問題都是由于人們沒有ESD（Electro-Static?discharge，靜電釋放）意識而造成的。即使現在也有很多人懷疑ESD是否會對電子產品造成損壞，這是因為大多數ESD損害發生在人的感覺以外。因為人體對靜電放電的感知電壓約為3KV，而許多電子元件在幾百伏甚至幾十伏時就會損壞，通常電子器件對被ESD損壞后沒有明顯的界限，把元件安裝在PCB板上以后再檢測，結果出現很多問題，分析也相當困難。特別是潛在損壞，即使用精密儀器也很難測量出其性能有明顯變化，所以很多電子工程師和設計人員都懷疑ESD的危害，但近年實驗證實，這種潛在損壞在一定時間以后，電子產品的可靠性明顯下降。

所以，隨著現在半導體工藝水平的提高，電子產品也制作的越來越精細。對于電子產品的靜電防護是相當必要的。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種改善靜電防護的發光二級管的結構及其制作方法，能夠改善靜電所帶來的危害，提高靜電防護的效果，延長LED芯片器件使用壽命。

按照本發明提供的技術方案，所述改善靜電防護的發光二級管的結構，包括襯底、N型半導體層、P型半導體層、第一電極和第二電極，襯底上依次設置緩沖層和N型半導體層，緩沖層覆蓋于襯底上，N型半導體層覆蓋于緩沖層上，其特征是：所述N型半導體層和緩沖層區分成第一島狀結構、第二島狀結構和第三島狀結構；在所述第二島狀結構和第三島狀結構上依次設置有源層和P型半導體層，在第三島狀結構上的P型半導體層上設置透明導電層；在所述第一島狀結構、第二島狀結構上的P型半導體層、透明導電層上設置鈍化層，該鈍化層包覆第一島狀結構、第一島狀結構與第二島狀結構之間的溝槽、第二島狀結構與第三島狀結構之間的溝槽、第二島狀結構及第二島狀結構上的P型半導體層和有源層、第三島狀結構及第三島狀結構上的透明導電層、P型半導體層和有源層；所述第一電極分別穿過鈍化層與透明導電層和第二島狀結構中的N型半導體層連接；所述第二電極分別穿過鈍化層與第一島狀結構中的N型半導體層和第二島狀結構上的P型半導體層連接；所述第一電極、第一島狀結構、第三島狀結構、第三島狀結構上的有源層和P型半導體層構成主級二極管，所述第二電極、第二島狀結構、第二島狀結構上的有源層和P型半導體層構成次級二次管。

所述第一島狀結構和第二島狀結構之間的溝槽、以及第二島狀結構和第三島狀結構之間的溝槽的深度為7μm。

所述次級二極管的面積≤主級二極管面積的10%。

所述鈍化層的材料為二氧化硅或氮化硅。

所述襯底為藍寶石基板或碳化硅基板。

所述第一電極、第二電極為單層或多層金屬。

所述第一電極、第二電極為Cr、Pt、Au多層金屬或者Ni、Au多層金屬，Ti、Au多層金屬或者Ti、Pt、Au多層金屬。

所述透明導電層的材料為單層金屬、多層金屬、單層金屬氧化物或多層金屬氧化物。

本發明所述改善靜電防護的發光二級管的制作方法，包括以下工藝步驟：

（1）提供清洗過的外延片，該外延片從下至上依次包括襯底、緩沖層、N型半導體層、有源層和P型半導體層；

（2）在外延片上用光刻出圖案，然后將該圖案刻蝕至襯底，從而將外延片區分成圖案內部的次級二極管區和圖案外部的主級二極管區；

（3）在主級二極管區和次級二極管區光刻出主級二極管和次級二級管的圖形，再進行刻蝕，使得主級二極管區和次級二極管區的N型半導體層部分裸露出來，在主級二級管區和次級二極管區分別形成N型半導體層平臺；

（4）將步驟（3）處理后的外延片表面進行清洗后，對主級二極管區的未刻蝕區域濺射一層透明導電層，并沿透明導電層的邊緣腐蝕出輪廓，該輪廓的寬度為6μm；