[實用新型]一種高壓芯片LED結構

有效

• 申請號: 201420735519.X
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN204243081U
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 丁海生;馬新剛;李東昇;李芳芳;江忠永
• 申請（專利權）人: 杭州士蘭明芯科技有限公司
• 主分類號: H01L33/48
• 分類號: H01L33/48;H01L33/62
• 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

本實用新型屬于半導體光電芯片制造領域，尤其涉及一種高壓芯片LED結構。

背景技術

自從20世紀90年代初商業化以來，經過二十幾年的發展，GaN基LED已被廣泛應用于戶內外顯示屏、投影顯示用照明光源、背光源、景觀亮化照明、廣告、交通指示等領域，并被譽為二十一世紀最有競爭力的新一代固體光源。然而對于半導體發光器件LED來說，要代替傳統光源，進入高端照明領域，必須考慮兩個因素：一是發光亮度的提升，二是良率和可靠性的提升。

近年來，在政府各種政策的激勵和推動下，各種為提高LED發光亮度的技術應運而生，例如圖形化襯底技術、側壁粗化技術、DBR技術、優化電極結構、在襯底或透明導電膜上制作二維光子晶體等。其中圖形化襯底技術最具成效，在2010年到2012年間，前后出現的錐狀結構的干法圖形化襯底和金字塔形狀的濕法圖形化襯底完全取代了表面平坦的藍寶石襯底成為LED芯片的主流襯底，使LED的晶體結構和發光亮度都得到了革命性的提高。

隨著半導體集成技術的高速發展，一種稱為高壓芯片的LED結構應運而生，此種結構的LED一般是在發光半導體層形成后，通過光刻刻蝕工藝在所述發光半導體層上形成隔離槽，再在隔離槽內填充隔離層，最后在各絕緣分離的發光半導體層上制作電極并形成串聯結構；雖然此種結構可以提高LED的發光亮度，使LED的發光亮度上了一個新的臺階，但此種制作工藝也會降低LED芯片的良率和可靠性；首先，現有刻蝕工藝均勻性的局限性導致的在形成的隔離槽內總有部分區域存在半導體材料殘留現象會導致串聯芯片因短路而失效；其次，在形成接觸層的過程中很容易在隔離槽的側壁上形成殘留，這將大大影響LED芯片的可靠性及抗擊穿能力、甚至會影響開啟電壓；第三，在通過沉積和刻蝕工藝在隔離槽內填充隔離層的過程中，等離子刻蝕會對半導體層產生損失，這大大影響了LED芯片的電壓；最后，由于接觸層腐蝕的各向同性的影響導致的接觸層邊緣鋸齒現象會影響LED芯片的光型。

因此，亟待研發一種能夠解決上述問題的高壓芯片LED結構。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種提高高壓芯片LED可靠性和抗擊穿能力且能同時降低其生產成本的LED結構。

為解決上述問題，本實用新型提供一種高壓芯片LED結構，包括：

襯底；

形成于所述襯底上的發光半導體層，所述發光半導體層包括依次層疊的N型半導體層、有源層和P型半導體層；

形成于所述發光半導體層中的若干階梯型通孔，所述階梯型通孔包括凹槽以及與所述凹槽連通的隔離槽，所述凹槽暴露所述N型半導體層的表面，所述隔離槽暴露所述襯底的表面，所述凹槽的截面寬度大于所述隔離槽的截面寬度，所述階梯型通孔將發光半導體層分割成若干分離的獨立發光半導體層；

形成于所述P型半導體層上的阻擋層；

形成于所述P型半導體層上并覆蓋阻擋層以及形成于所述N型半導體層上的接觸層；

形成于每個獨立發光半導體層的隔離槽內并覆蓋相鄰的獨立發光半導體層的P型半導體層表面的隔離層；

形成于每個獨立發光半導體層的阻擋層上方的接觸層上的第一電極，形成于每個獨立發光半導體層的階梯型通孔內的接觸層上的第二電極，部分相鄰的獨立發光半導體層的第二電極和第一電極電連接形成串聯結構；以及

形成于所述獨立發光半導體層所有暴露的表面上的鈍化保護層，所述鈍化保護層具有暴露所述串聯結構中為首的獨立發光半導體層上的第一電極和為尾的獨立發光半導體層上的第二電極的引線孔。

可選的，在所述的高壓芯片LED結構中，所述隔離層為環氧基光刻膠、丙烯酸基光刻膠、SOG或聚酰亞胺中的至少一種。

可選的，在所述的高壓芯片LED結構中，所述接觸層的材料為ITO。

可選的，在所述的高壓芯片LED結構中，形成所述獨立發光半導體層的第一電極和第二電極的同時形成電極連接層，部分相鄰的獨立發光半導體層的第二電極和第一電極通過所述電極連接層電連接形成串聯結構。

與現有技術相比，本實用新型提供的高壓芯片LED結構，通過在N型半導體層上設置接觸層保護N型半導體層，使其免受刻蝕等離子體損傷的影響，解決了高壓芯片的電壓問題；并且，在接觸層形成之前，同步形成了阻擋層、腐蝕輔助層和側壁過度保護層，在解決了LED芯片光型的同時，提高了LED芯片的可靠性和抗擊穿能力。

其次，本實用新型提供的高壓芯片LED結構制作方法，通過動態刻蝕工藝形成隔離槽，解決了常規刻蝕工藝刻蝕均勻性不足導致芯片因短路而失效的問題。