[發明專利]發光器件及其制作方法

有效

• 申請號: 201310193631.5
• 申請日: 2013-05-23
• 公開（公告）號: CN103280502A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 梁興華;夏德玲;徐宸科;趙志偉;李水清
• 申請（專利權）人: 安徽三安光電有限公司
• 主分類號: H01L33/02
• 分類號: H01L33/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于半導體器件制造領域，具體涉及一種老化漏電少、光效高的發光器件及其制作方法。

背景技術

發光二極管（英文為Light?Emitting?Diode，簡稱LED）是一種半導體發光器件，由于其具有環保、亮度高、功耗低、壽命長、工作電壓低、易集成化等優點，被廣泛用作指示燈、顯示屏等顯示或照明領域。白光LED將繼白熾燈、熒光燈和高強度放電燈（如高壓鈉燈）之后，成為第四代新照明光源。

近年來，由于材料及技術的突破，白光LED的發光亮度有了非常大的提升，其光效已全面超越熒光燈。然而，LED由于其初始購置價格過高——約是熒光燈的兩倍，制約了其在照明方面的普及。只有當考慮節電成本、置換成本，在長時間使用后，LED的綜合成本才會低于熒光燈。但受制于LED的實際使用時間常低于理論時間，其節能效果并未被大眾所認可。特別在大功率芯片的長期使用過程中，芯片的老化漏電是造成實際使用壽命偏低的重要原因。

發明內容

本發明旨在提供一種老化漏電少、光效高的發光器件及其制作方法。

根據本發明的第一個方面，發光器件，包括：半導體外延疊層，包含N型半導體層、P型半導體層以及夾在所述N型半導體層和P型半導體層之間的發光層，其表面具有缺陷位錯；抗電遷移金屬，通過預處理的方式填充到所述N型或/和P型半導體層表面的缺陷位錯內，以堵塞所述半導體外延疊層由于缺陷位錯形成的電遷移通道，減少漏電的發生。

在本發明中，使用抗電遷移的金屬堵住缺陷位錯，阻止反射鏡面或焊接層中易遷移金屬（如銀、鋁、錫等材料）因在電場下通過缺陷位錯發生電遷移，從而減少因電遷移所導致的老化漏電。進一步地，所述抗電遷移金屬填充所述半導體外延疊層表面的缺陷位錯內，以增加所述半導體外延疊層與金屬材料層連接的粘附力。

具體的，所述抗電遷移金屬填充到N型或P型半導體層的至少一表面，但不貫穿整個半導體外延疊層。

優選的，所述抗電遷移金屬僅位于所述半導體外延疊層表面的缺陷位錯內，以盡量減少吸光。

優選的，所述抗電遷移金屬通過施加電壓或加熱的方式填充至所述N型或/和P型半導體層表面的缺陷位錯內。

優選的，所述抗電遷移金屬為含銅、金、鉑、鈀、鎢、鉬、鉭、鈮、釩的單一金屬或其組合的合金。

在一些實施例中，所述發光器件還包括反射鏡面層，其通過一粘結層形成于所述半導體外延疊層上，所述半導體外延疊層靠近反射鏡面層的一側表面缺陷位錯內填充有所述抗電遷移金屬。優選的，所述反射鏡面層為含銀、鋁的單一金屬或其組合的合金，所述粘結層為含鎳、鉻、鈦的單一金屬或其組合的合金。在形成金屬反射鏡面前由于有金屬填充于半導體疊層表面的缺陷位錯內，可減少形成鏡面時所需粘結層的厚度，從而降低成本、減少吸光并增加發光器件的出光量、同時減小歐姆接觸電阻。

在一些實施例中，所述發光器件還包括焊料層，用于將所述半導體外延疊層粘結于一基座上，所述半導體外延疊層靠近焊料層的一側表面缺陷位錯內填充有所述抗電遷移金屬。優選的，所述焊接層的材料為鈦，鋁，鎳，鉻，錫的單一金屬或其組合的合金。

所述發光器件可為垂直結構或倒裝結構。在一些實施例中，一種垂直發光器件，包括：襯底；所位于述襯底上方的反射鏡面層；位于所述反射鏡面層上的粘結層；位于所述粘結層上的半導體外延疊層，包括N型半導體層、P型半導體層、夾在所述N型和P型半導體層之間的發光層，其表面具有缺陷位錯；通過預先施加擴散驅動力，在靠近反射鏡面層的所述半導體疊層一端表面缺陷位錯內填充抗電遷移的金屬。

根據本發明的第二個方面，發光器件的制作方法，?包括以下步驟：

步驟一，提供一半導體外延疊層，包括N型半導體層、P型半導體層以及夾在所述N型半導體層和P型半導體層之間的發光層，其表面具有缺陷位錯；

步驟二，通過預處理的方式，在所述N型或/和P型半導體層表面的缺陷位錯內填充抗遷移金屬，以堵塞所述半導體外延疊層由于缺陷位錯形成的電遷移通道，減少漏電的發生。

在一些實施例中，通過加熱熔合使得所述抗遷移金屬填充至所述半導體外延疊層表面的缺陷位錯內。優選的，所述加熱熔合溫度大于400℃。

在一些實施例中，通過在所述半導體外延疊層兩端施加電壓使得所述抗遷移金屬擴散至所述半導體外延疊層表面的缺陷位錯內。優選的，所述電壓大于100V。