一种紫外LED外延芯片倒装结构及其制作方法技术

本申请提供一种紫外LED外延芯片倒装结构及其制作方法，所述紫外LED外延芯片倒装结构包括：相对设置的衬底和基板；位于衬底和基板之间的外延层结构；隔离层，隔离层垂直于衬底设置，贯穿外延层结构，并将外延层结构隔离成发光二极管结构与静电保护二极管结构；其中，发光二极管结构的第二电极和静电保护二极管结构的第一电极电连接。由于静电保护二极管结构的第一电极与发光二极管结构的第二电极电连接，使得静电保护二极管结构与发光二极管结构反向并联，直接提供了一条静电放电通道，浪涌电压或大脉冲电流可以绕过发光二极管结构而流经静电保护二极管结构，从而保证了发光二极管结构正常工作，提高了紫外LED外延芯片的成品率和可靠性。

Flip chip structure of ultraviolet LED epitaxial chip and manufacturing method thereof

This application provides a UV LED epitaxial flip chip structure and manufacturing method thereof, comprising the UV LED epitaxial flip chip structure comprises a substrate and a substrate; in the epitaxial layer between the substrate and the substrate; the isolation layer, isolation layer perpendicular to the substrate, through the epitaxial layer, and the epitaxial layer structure isolate the light emitting diode structure and electrostatic protection diode structure; wherein, the second electrode is connected with a light emitting diode structure and the first electrode electrostatic protection diode structure. The second electrode connecting the first electrode electrostatic protection diode structure with light emitting diode structure, the electrostatic protection diode structure and light emitting diode reverse parallel structure, provides a direct electrostatic discharge channel, surge voltage or pulse current can bypass the light emitting diode structures through the electrostatic protection diode structure, so as to ensure the normal structure of light emitting diode work, improve the yield and reliability of UV LED epitaxial chip.

【技术实现步骤摘要】
一种紫外LED外延芯片倒装结构及其制作方法
本专利技术涉及半导体光源
，尤其涉及一种紫外LED(Light-EmittingDiode，发光二极管)外延芯片倒装结构及其制作方法。
技术介绍
随着紫外LED技术的发展、生产成本的下降、输出性能的提升，与目前传统的紫外光源相比，紫外LED具有理论寿命长、冷光源、高效可靠、照射亮度均匀以及不含有毒物质等优点，在生物医疗、杀菌消毒、印刷光刻、光固化生产以及通信探测等领域应用的越来越广泛，近年来也受到半导体照明行业越来越多的关注。但目前紫外LED正处于技术发展期，还存在一些难以突破的问题，如紫外LED在后期倒装封装过程中存在漏电、电压浪涌、外界静电放电危害等缺点。因此，如何解决紫外LED在倒装封装过程中的漏电、电压浪涌、外界静电放电等问题成为亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种紫外LED外延芯片倒装结构及其制作方法，以解决现有技术中紫外LED在倒装封装过程中的漏电、电压浪涌、外界静电放电等问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种紫外LED外延芯片倒装结构，包括：相对设置的衬底和基板；位于所述衬底和所述基板之间的外延层结构；隔离层，所述隔离层垂直于所述衬底设置，贯穿所述外延层结构，并将所述外延层结构隔离成发光二极管结构与静电保护二极管结构；其中，所述发光二极管结构的第二电极和所述静电保护二极管结构的第一电极电连接。一种紫外LED外延芯片制作方法，用于制作形成上面所述的紫外LED外延芯片倒装结构，所述紫外LED外延芯片制作方法包括：提供衬底和基板；在所述衬底上生长外延层结构；形成隔离层，所述隔离层将所述外延层结构分隔为发光二极管结构和静电保护二极管结构，所述发光二极管结构的第二电极和所述静电保护二极管结构的第一电极电连接；将所述发光二极管结构和所述静电保护二极管结构倒扣在所述基板上。经由上述的技术方案可知，本专利技术提供的紫外LED外延芯片倒装结构中，通过隔离层将外延层结构分隔为两个部分，分别为用于发光的发光二极管结构和用于对所述发光二极管结构进行静电保护的静电保护二极管结构。由于本专利技术中提供的紫外LED外延芯片倒装结构包括静电保护二极管结构，且所述静电保护二极管结构的第一电极与所述发光二极管结构的第二电极电连接，使得所述静电保护二极管结构与所述发光二极管结构反向并联，直接提供了一条静电放电通道，浪涌电压或大脉冲电流可以绕过发光二极管结构而流经静电保护二极管结构，从而保证了发光二极管结构正常工作而免受静电放电或应力的危害，同时还增大了发光二极管结构的正向电压和抗静电放电打击的强度，提高了紫外LED外延芯片的成品率和可靠性。本专利技术还提供一种紫外LED外延芯片制作方法，用于制作形成上述紫外LED外延芯片倒装结构，从而提高紫外LED外延芯片的成品率和可靠性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种紫外LED外延芯片倒装结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种具体的紫外LED外延芯片倒装结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的具有静电保护二极管结构的紫外LED外延芯片倒装结构等效电路图；图4为本专利技术实施例提供的一种紫外LED外延芯片制作方法。其中：1-蓝宝石衬底，2-AlN缓冲层，3-AlN/AlGaN超晶格，4-重掺杂N型AlGaN层，5-轻掺杂N型AlGaN层，6-多量子阱有源区，7-P型AlGaN电子阻挡层，8-P型能量调节层，9-P型GaN接触层，10-反射层，11-电流扩展层，12-导电薄膜层，13-N型电极，14-金属布线层，15-AlN层，16-导电银浆，17-底座，18-钝化绝缘层，19-第一N型电极接触层，20-隔离层，21-P型电极，22-第二N型电极接触层，23-P型电极接触层。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参见图1，本专利技术实施例提供一种紫外LED外延芯片倒装结构，包括：相对设置的衬底101和基板102；位于衬底101和基板102之间的外延层结构；隔离层104，隔离层104垂直于衬底101设置，并将外延层结构分隔为发光二极管结构103A与静电保护二极管结构103B；其中，发光二极管结构103A的第二电极和静电保护二极管结构103B的第一电极电连接。本实施例中不限定第一电极和第二电极的具体形式，可选的，所述第一电极为P型电极，所述第二电极为N型电极。由于本实施例中的紫外LED外延芯片倒装结构包括静电保护二极管结构，且静电保护二极管结构的第一电极与发光二极管结构的第二电极电连接，使得静电保护二极管结构与发光二极管结构反向并联，直接提供了一条静电放电通道，浪涌电压或大脉冲电流可以绕过发光二极管结构而流经静电保护二极管结构，从而保证了发光二极管结构正常工作而免受静电放电或应力的危害，同时还增大了发光二极管结构的正向电压和抗静电放电打击的强度，提高了紫外LED外延芯片的成品率和可靠性。本实施例中不限定所述紫外LED外延芯片倒装结构中发光二极管结构与静电保护二极管结构的具体结构，可选的，发光二极管结构与静电保护二极管结构的每层叠加结构均相同，从而能够通过外延工艺同时形成发光二极管结构与静电保护二极管结构。本实施例中发光二极管结构和静电保护结构均包括：第一电极、第一型电极接触层、第二电极、第二型电极接触层、外延层结构；外延层结构包括：沿背离衬底的方向依次设置的缓冲层、超晶格结构、第二型导电层、有源区、第一型导电层、反射层和导电薄膜层；第二型电极接触层设置在垂直于衬底的凹槽内，凹槽贯穿导电薄膜层、反射层、第一型导电层和有源区，与第二型导电层接触；第一电极与第一型电极接触层相连；第二电极位于导电薄膜层背离反射层的表面。需要说明的是，本实施例中不限定所述第一型电极接触层与第二型电极接触层的具体类型，可选的，本实施例中所述第一型电极接触层为P型电极接触层，所述第二型电极接触层为N型电极接触层。另外，本实施例中也不限定外延层结构的具体材质，可选的，如图2所示，外延层结构包括依次生长在衬底1上的AlN缓冲层2、AlN/AlGaN超晶格3、重掺杂N型AlGaN层4、轻掺杂N型AlGaN层5、电流扩展层11、多量子阱有源区6、P型AlGaN电子阻挡层7和P型GaN接触层9，其中，重掺杂N型AlGaN层4与凹槽内的N型电极接触层接触。即本实施例中第二型导电层包括重掺杂N型AlGaN层4、轻掺杂N型AlGaN层5；第一型导电层为P型GaN接触层9。本实施例中通过依次设置不同掺杂类型和不同载流子浓度的重掺杂N型AlGaN层和轻掺杂N型AlGaN层，并对轻掺杂N型AlGaN层的厚度进行了优化处理，可选的，本实施例中所述轻掺杂N型AlGaN层的厚度为0.25μm。使得LED本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紫外LED外延芯片倒装结构，其特征在于，包括：相对设置的衬底和基板；位于所述衬底和所述基板之间的外延层结构；隔离层，所述隔离层垂直于所述衬底设置，贯穿所述外延层结构，并将所述外延层结构隔离成发光二极管结构与静电保护二极管结构；其中，所述发光二极管结构的第二电极和所述静电保护二极管结构的第一电极电连接。

【技术特征摘要】
1.一种紫外LED外延芯片倒装结构，其特征在于，包括：相对设置的衬底和基板；位于所述衬底和所述基板之间的外延层结构；隔离层，所述隔离层垂直于所述衬底设置，贯穿所述外延层结构，并将所述外延层结构隔离成发光二极管结构与静电保护二极管结构；其中，所述发光二极管结构的第二电极和所述静电保护二极管结构的第一电极电连接。2.根据权利要求1所述的紫外LED外延芯片倒装结构，其特征在于，所述发光二极管结构和所述静电保护二极管结构均包括：第一电极、第一型电极接触层、第二电极、第二型电极接触层、所述外延层结构；所述外延层结构包括：沿背离所述衬底的方向依次设置的缓冲层、超晶格结构、第二型导电层、有源区、第一型导电层、反射层和导电薄膜层；所述第二型电极接触层设置在垂直于所述衬底的凹槽内，所述凹槽贯穿所述导电薄膜层、所述反射层、所述第一型导电层和所述有源区，并与所述第二型导电层接触；所述第一电极与所述第一型电极接触层相连；所述第二电极位于所述导电薄膜层背离所述反射层的表面。3.根据权利要求2所述的紫外LED外延芯片倒装结构，其特征在于，所述第一型电极接触层为P型电极接触层，所述第二型电极接触层为N型电极接触层。4.根据权利要求3所述的紫外LED外延芯片倒装结构，其特征在于，所述外延层结构包括依次生长在所述衬底上的AlN缓冲层、AlN/AlGaN超晶格、重掺杂N型AlGaN层、轻掺杂N型AlGaN层、电流扩展层、多量子阱有源区、P型AlGaN电子阻挡层和...

【专利技术属性】
技术研发人员：何苗，杨思攀，王成民，周海亮，王润，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44