一种LED结构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种LED结构，在形成电流扩展层之前先形成第一绝缘介质层，并在第一绝缘介质层上设置暴露至少部分P型半导体层的第二窗口，将电流扩展层设置于第二窗口之内，如此可解决钝化保护层在电流扩展层的侧壁密封性不佳的问题。同时，采用此种方式腐蚀电流扩展层时可以实现自对准功能，与现有技术相比，发光面积更稳定，LED结构的亮度一致性更高。

A kind of LED structure

The utility model provides a LED structure, the first dielectric layer is first formed before the formation of current spreading layer, and the first dielectric layer is provided to expose at least a portion of the P type semiconductor layer of the second window, the current spreading layer is arranged on the second window, so it can solve the side wall of the passivation layer in the current expansion the problem of poor sealing layer. At the same time, it can realize the self alignment function when the current spreading layer is corroded by the method. Compared with the prior art, the luminous area is more stable, and the brightness uniformity of the LED structure is higher.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于光电芯片制造领域，尤其涉及一种LED结构。
技术介绍
近年，随着图案化衬底的使用以及外延技术的进步，发光二极管(LED)中的外延层晶体质量得以显著的提高。相应地，LED的发光效率得到大幅的提升，在照明应用中具有健康、节能、环保的优点。LED已经广泛应用于显示屏、液晶背光源、交通指示灯、室外照明等领域，并且开始向室内照明、汽车用灯、舞台用灯、特种照明等领域渗透。LED的质量与衬底结构、外延工艺、电极制作工艺及流程、钝化保护结构等息息相关。钝化保护结构是隔离LED器件与外界环境的保护层结构，已经成为影响LED可靠性和寿命等质量的关键因素。然而，申请人经过长期研究发现，现有的钝化保护结构仍然是LED器件技术的薄弱环节。在现有技术中，LED的钝化保护结构通常是在电极制作完成后通过PECVD(等离子体增强化学气相沉积)工艺形成的一层氧化硅或氮化硅的保护层。PECVD工艺的自然属性是沉积层的厚度受到表面形貌的影响，在台阶的侧壁上形成的二氧化硅层或氮化硅层的厚度更薄。因此，LED台阶的侧壁处不能得到充分的保护，导致LED出现漏电、失效等问题，严重影响了LED的良率、成本、可靠性和使用寿命。此类问题在使用环境的温湿度或酸碱度变化频繁的特种照明领域显得更为突出。为解决上述问题，申请人曾尝试提高二氧化硅层或氮化硅层的厚度以改善LED器件钝化保护结构的质量，然而该方法的效果并不明显，并且，过厚的二氧化硅层或氮化硅层还会在降低LED器件的发光亮度的同时引入附加的应力，在LED器件的台阶侧壁处容易出现二氧化硅层或氮化硅层因应力产生的断裂，从而导致二氧化硅层或氮化硅层隔离不良的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种LED结构，以解决现有的技术问题。为解决上述技术问题，本技术提供一种LED结构，包括衬底；外延层，所述外延层包括依次形成于所述衬底上的N型半导体层、有源层以及P型半导体层，所述外延层中形成有至少一个暴露所述N型半导体层的凹槽；第一绝缘介质层，所述第一绝缘介质层覆盖所述P型半导体层以及凹槽的表面，所述第一绝缘介质层中形成有暴露至少部分凹槽的第一窗口以及暴露至少部分P型半导体层的第二窗口；电流扩展层，所述电流扩展层形成于第二窗口内的P型半导体层上，所述电流扩展层的厚度小于或等于所述第一绝缘介质层的厚度；第二绝缘介质层，所述第二绝缘介质层覆盖所述第一绝缘介质层、电流扩展层和被第一窗口暴露的N型半导体层，所述第二绝缘介质层中形成有第一开孔和第二开孔；以及第一焊盘和第二焊盘，所述第一焊盘通过第一开孔与N型半导体层形成电连接，所述第二焊盘通过第二开孔与P型半导体层形成电连接。可选的，在所述的LED结构中，所述电流扩展层的厚度小于或等于所述第一绝缘介质层的厚度。可选的，在所述的LED结构中，所述第二开孔贯穿所述第二绝缘介质层，所述第二焊盘与所述电流扩展层接触。可选的，在所述的LED结构中，所述第二开孔贯穿所述第二绝缘介质层和电流扩展层，所述第二焊盘与所述P型半导体层接触。可选的，在所述的LED结构中，所述电流扩展层的材质为ITO或ZnO中的至少一种。可选的，在所述的LED结构中，所述第一绝缘介质层的材质为化合物或聚合物中的至少一种。进一步的，所述化合物为硅的氧化物、硅的氮化物或硅的氮氧化物，所述聚合物为聚酰亚胺。可选的，在所述的LED结构中，所述第二绝缘介质层的材质为化合物或聚合物中的至少一种。进一步的，所述化合物为硅的氧化物、硅的氮化物或硅的氮氧化物，所述聚合物为聚酰亚胺。可选的，在所述的LED结构中，所述第一绝缘介质层的厚度比所述电流扩展层的厚度大0.1微米。可选的，在所述的LED结构中，所述电流扩展层的厚度小于或等于0.5微米。进一步的，所述电流扩展层采用溅射工艺形成，所述电流扩展层的厚度小于等于0.1微米；或者，所述电流扩展层采用蒸发工艺形成，所述电流扩展层的厚度为0.2～0.3微米。可选的，在所述的LED结构中，所述凹槽的深度大于所述有源层和P型半导体层厚度的总和且小于所述外延层的厚度。与现有技术相比，本技术提供LED结构具有如下优点：一、本技术在形成电流扩展层之前先形成了第一绝缘介质层，并在第一绝缘介质层上设置了暴露至少部分P型半导体层的第二窗口，将电流扩展层设置于所述第二窗口之内，所述第一绝缘介质层和第二绝缘介质层共同组成钝化保护结构，此方案解决了现有技术中钝化保护层在电流扩展层的侧壁密封性不佳的问题；同时，采用此种方式腐蚀电流扩展层时可以实现自对准功能，与现有技术相比，发光面积更稳定，LED结构的亮度一致性更高；二、本技术在形成第二绝缘介质膜之后形成焊盘，避免了现有技术中钝化保护层在焊盘周围密封性不佳的问题。附图说明图1是本技术实施例一中衬底的剖面结构图；图2是本技术实施例一中形成外延层后的剖面结构图；图3是本技术实施例一中形成凹槽后的剖面结构图；图4是本技术实施例一中形成第一绝缘介质膜后的剖面结构图；图5是本技术实施例一中形成第一窗口和第二窗口后的剖面结构图；图6是本技术实施例一中形成电流扩展层后的剖面结构图；图7是本技术实施例一中形成光刻胶后的剖面结构图；图8是本技术实施例一中图形化所述光刻胶后的剖面结构图；图9是本技术实施例一中腐蚀电流扩展层后的剖面结构图；图10是本技术实施例一中去除光刻胶后的剖面结构图；图11是本技术实施例一中形成第二绝缘介质层后的剖面结构图；图12是本技术实施例一中形成第一开孔和第二开孔后的剖面结构图；图13是本技术实施例一中形成第一焊盘和第二焊盘后的剖面结构图；图14是本技术实施例二中形成第一开孔和第二开孔后的剖面结构图；图15是本技术实施例二中形成第一焊盘和第二焊盘后的剖面结构图；图中：衬底-100；外延层-110；N型半导体层-111；有源层112；P型半导体层-113；凹槽-110a；第一绝缘介质层-120；第一窗口-120a；第二窗口-120b；电流扩展层-130；光刻胶-140；图形化的光刻胶-140’；第二绝缘介质层-150；第一开孔-150a；第二开孔-150b；第一焊盘161；第二焊盘162。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术提出的LED结构作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本技术实施例的目的。实施例一参考图13，并结合图1至图12所示，本实施例提供的LED结构包括：衬底100；外延层110，所述外延层110包括依次形成于衬底100上的N型半导体层111、有源层112以及P型半导体层113，所述外延层110中形成有至少一个暴露所述N型半导体层111的凹槽110a；第一绝缘介质层120，所述第一绝缘介质层120覆盖所述P型半导体层113以及凹槽110a的表面，所述第一绝缘介质层120中形成有暴露至少部分凹槽110a的第一窗口120a以及暴露至少部分P型半导体层113的第二窗口120b；电流扩展层130，所述电流扩展层130形成于第二窗口120b内的P型半导体层113上；第二绝缘介质层150，所述第二绝缘介质层150覆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED结构，其特征在于，包括衬底；外延层，所述外延层包括依次形成于所述衬底上的N型半导体层、有源层以及P型半导体层，所述外延层中形成有至少一个暴露所述N型半导体层的凹槽；第一绝缘介质层，所述第一绝缘介质层覆盖所述P型半导体层以及凹槽的表面，所述第一绝缘介质层中形成有暴露至少部分凹槽的第一窗口以及暴露至少部分P型半导体层的第二窗口；电流扩展层，所述电流扩展层形成于第二窗口内的P型半导体层上；第二绝缘介质层，所述第二绝缘介质层覆盖所述第一绝缘介质层、电流扩展层和被第一窗口暴露的N型半导体层，所述第二绝缘介质层中形成有第一开孔和第二开孔；以及第一焊盘和第二焊盘，所述第一焊盘通过第一开孔与N型半导体层形成电连接，所述第二焊盘通过第二开孔与P型半导体层形成电连接。

【技术特征摘要】
1.一种LED结构，其特征在于，包括衬底；外延层，所述外延层包括依次形成于所述衬底上的N型半导体层、有源层以及P型半导体层，所述外延层中形成有至少一个暴露所述N型半导体层的凹槽；第一绝缘介质层，所述第一绝缘介质层覆盖所述P型半导体层以及凹槽的表面，所述第一绝缘介质层中形成有暴露至少部分凹槽的第一窗口以及暴露至少部分P型半导体层的第二窗口；电流扩展层，所述电流扩展层形成于第二窗口内的P型半导体层上；第二绝缘介质层，所述第二绝缘介质层覆盖所述第一绝缘介质层、电流扩展层和被第一窗口暴露的N型半导体层，所述第二绝缘介质层中形成有第一开孔和第二开孔；以及第一焊盘和第二焊盘，所述第一焊盘通过第一开孔与N型半导体层形成电连接，所述第二焊盘通过第二开孔与P型半导体层形成电连接。2.如权利要求1所述的LED结构，其特征在于，所述电流扩展层的厚度小于或等于所述第一绝缘介质层的厚度。3.如权利要求1所述的LED结构，其特征在于，所述第二开孔贯穿所述第二绝缘介质层，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东昇，丁海生，马新刚，
申请(专利权)人：杭州士兰明芯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33