发光二极管结构及其制作方法技术

本申请公开了一种发光二极管结构及其制作方法，涉及发光二极管生产技术领域，包括：衬底；氮化物化合物半导体结构层，包括凸起部和至少一个边缘部；N侧欧姆接触金属层，位于边缘部远离衬底一侧的部分表面；P侧透光欧姆接触层，位于凸起部远离衬底一侧的表面；氮氧化铝保护层，包括第一氮氧化铝保护层和第二氮氧化铝保护层；金属焊垫，包括第一金属焊垫和第二金属焊垫。本申请采用具有高热传导系数的氮氧化铝制作保护层，能够将发光区产生的热量快速导向外部，避免发光区温度过高影响发光效率的问题，有利于提高发光元件的发光效率并延长其工作寿命。工作寿命。工作寿命。

【技术实现步骤摘要】
发光二极管结构及其制作方法


[0001]本申请涉及发光二极管生产
，具体地说，涉及一种发光二极管结构及其制作方法。

技术介绍

[0002]随着节能环保意识的提高，固态照明技术作为新一代照明技术成为当前研究的热点。固态照明是指使用化合物半导体材料作为照明光源的技术，如化合物半导体发光二极管。
[0003]近年来，凭借着安全、体积小、环保、高效、低能耗等特点，紫外LED光源逐渐取代传统的汞灯光源，广泛应用于医疗、食品处理、细菌消杀等多个领域。通常，紫外线根据波长可被划分为UVA(Ultraviolet A，长波紫外线)、UVB(Ultraviolet B，中波紫外线)和UVC(Ultraviolet A，短波紫外线)；其中，UVA、UVB和UVC对应的波长范围分别为320－400nm、280－320nm及200－280nm。目前UVB及UVC发光二极管的外部量子效率约1
‑
3％及电光转换效率不到4％，大部分的输入电能都转成热能而造成发光二极管的工作温度升高而降低了其发光效率。为了进一步提高二极管的发光效率，则需要有效降低其工作温度。现有技术中，通常利用倒装芯片的方式形成比较短的导热途径将热量导向外部，倒装芯片的制作工艺上需要使用保护钝化层以防止封装工艺过程中形成P极与N极的短路而无法正常工作。目前半导体发光元件常用的保护钝化层的材料以氧化硅系及氮化硅系为主，如SiO2、Si3N4等，虽然SiO2、Si3N4具有热膨胀系数小、抗氧化性能好、高电绝缘性及热腐蚀性能好等优点，但SiO2、Si3N4热传导系数较低，不利快速地将发光区产生的多余热量导向外部，而二极管芯片工作时的温度容易过高而影响其发光效率并加速发光元件的光衰失效。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请提供了一种发光二极管结构及其制作方法，采用具有高热传导系数的氮氧化铝制作保护层，能够将发光区产生的热量快速导向外部，避免发光区温度过高影响发光效率的问题，有利于提高发光元件的发光效率并延长其工作寿命。
[0005]为了解决上述技术问题，本申请有如下技术方案：
[0006]一方面，本申请提供一种发光二极管结构，至少包括：
[0007]衬底；
[0008]氮化物化合物半导体结构层，所述氮化物化合物半导体结构层位于所述衬底的一侧表面，所述氮化物化合物半导体结构层包括凸起部和至少一个边缘部，所述边缘部位于所述凸起部的侧面；
[0009]N侧欧姆接触金属层，所述N侧欧姆接触金属层位于所述边缘部远离所述衬底一侧的部分表面；
[0010]P侧透光欧姆接触层，所述P侧透光欧姆接触层位于所述凸起部远离所述衬底一侧的表面；
[0011]氮氧化铝保护层，所述氮氧化铝保护层包括第一氮氧化铝保护层和第二氮氧化铝保护层，所述第二氮氧化铝保护层位于所述N侧欧姆接触金属层远离所述衬底一侧的部分区域并沿所述N侧欧姆接触金属层的侧面延拓至所述边缘部的表面；所述第一氮氧化铝保护层位于所述P侧透光欧姆接触层远离所述衬底一侧的部分区域并沿所述凸起部的侧面延拓至所述边缘部的表面；
[0012]金属焊垫，所述金属焊垫包括第一金属焊垫和第二金属焊垫，所述第一金属焊垫位于所述P侧透光欧姆接触层及所述第一氧化铝保护层远离所述衬底的一侧，所述第二金属焊垫位于所述N侧欧姆接触金属层及所述第二氧化铝保护层远离所述衬底的一侧。
[0013]可选地，其中：
[0014]还包括金属反射层，所述金属反射层位于所述P侧透光欧姆接触层远离所述衬底的一侧表面。
[0015]可选地，其中：
[0016]还包括金属连接层，所述金属连接层位于所述氮化物化合物半导体结构层远离所述衬底的一侧；
[0017]所述金属连接层位于所述金属反射层和所述N侧欧姆接触金属层远离所述衬底的一侧表面。
[0018]可选地，其中：
[0019]所述氮化物化合物半导体结构层包括：
[0020]低温AlN层，所述低温AlN层位于所述衬底的一侧表面；
[0021]高温AlN层，所述高温AlN层位于所述低温AlN层远离所述衬底的一侧；
[0022]N型Al
a
Ga1‑
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N欧姆接触层，所述N型Al
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Ga1‑
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N欧姆接触层位于所述高温AlN层远离所述低温AlN层的一侧；所述N侧欧姆接触金属层位于所述N型Al
a
Ga1‑
a
N欧姆接触层远离所述高温AlN层一侧的部分表面；
[0023]Al
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x
N/Al
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N多量子阱有源层，所述Al
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N/Al
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N多量子阱有源层位于所述N型Al
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N欧姆接触层远离所述高温AlN层一侧的剩余部分表面；
[0024]电子阻挡层，所述电子阻挡层位于所述Al
x
Ga1‑
x
N/Al
y
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y
N多量子阱有源层远离所述N型Al
a
Ga1‑
a
N欧姆接触层的一侧；
[0025]P型Al
d
Ga1‑
d
N欧姆接触层，所述P型Al
d
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d
N欧姆接触层位于所述电子阻挡层远离所述Al
x
Ga1‑
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N/Al
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N多量子阱有源层的一侧。
[0026]可选地，其中：
[0027]所述部分N型Al
a
Ga1‑
a
N欧姆接触层、Al
x
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N/Al
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N多量子阱有源层、所述电子阻挡层、所述P型Al
d
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N欧姆接触层形成所述凸起部；所述N型Al
a
Ga1‑
a
N欧姆接触层中未形成所述凸起部的部分形成所述边缘部。
[0028]另一方面，本申请还提供一种发光二极管结构的制作方法，包括：
[0029]提供衬底；
[0030]在所述衬底的一侧表面形成氮化物化合物半导体结构层；沿所述氮化物化合物半导体结构层指向所述衬底的方向上，刻蚀所述氮化物化合物半导体结构层，形成凸起部和至少一个边缘部；
[0031]在所述边缘部远离所述衬底一侧的部分表面形成N侧欧姆接触金属层；
[0032]在所述凸起部远离所述衬底一侧的表面形成P侧透光欧姆接触层；
[0033]形成氮氧化铝保护层，所述氮氧化铝保护层包括第一氮氧化铝保护层和第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管结构，其特征在于，至少包括：衬底；氮化物化合物半导体结构层，所述氮化物化合物半导体结构层位于所述衬底的一侧表面，所述氮化物化合物半导体结构层包括凸起部和至少一个边缘部，所述边缘部位于所述凸起部的侧面；N侧欧姆接触金属层，所述N侧欧姆接触金属层位于所述边缘部远离所述衬底一侧的部分表面；P侧透光欧姆接触层，所述P侧透光欧姆接触层位于所述凸起部远离所述衬底一侧的表面；氮氧化铝保护层，所述氮氧化铝保护层包括第一氮氧化铝保护层和第二氮氧化铝保护层，所述第二氮氧化铝保护层位于所述N侧欧姆接触金属层远离所述衬底一侧的部分区域并沿所述N侧欧姆接触金属层的侧面延拓至所述边缘部的表面；所述第一氮氧化铝保护层位于所述P侧透光欧姆接触层远离所述衬底一侧的部分区域并沿所述凸起部的侧面延拓至所述边缘部的表面；金属焊垫，所述金属焊垫包括第一金属焊垫和第二金属焊垫，所述第一金属焊垫位于所述P侧透光欧姆接触层及所述第一氧化铝保护层远离所述衬底的一侧，所述第二金属焊垫位于所述N侧欧姆接触金属层及所述第二氧化铝保护层远离所述衬底的一侧。2.根据权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，还包括金属反射层，所述金属反射层位于所述P侧透光欧姆接触层远离所述衬底的一侧表面。3.根据权利要求2所述的发光二极管结构，其特征在于，还包括金属连接层，所述金属连接层位于所述氮化物化合物半导体结构层远离所述衬底的一侧；所述金属连接层位于所述金属反射层和所述N侧欧姆接触金属层远离所述衬底的一侧表面。4.根据权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，所述氮化物化合物半导体结构层包括：低温AlN层，所述低温AlN层位于所述衬底的一侧表面；高温AlN层，所述高温AlN层位于所述低温AlN层远离所述衬底的一侧；N型Al
a
Ga1‑
a
N欧姆接触层，所述N型Al
a
Ga1‑
a
N欧姆接触层位于所述高温AlN层远离所述低温AlN层的一侧；所述N侧欧姆接触金属层位于所述N型Al
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a
N欧姆接触层远离所述高温AlN层一侧的部分表面；Al
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N/Al
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N多量子阱有源层，所述Al
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N/Al
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N多量子阱有源层位于所述N型Al
a
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a
N欧姆接触层远离所述高温AlN层一侧的剩余部分表面；电子阻挡层，所述电子阻挡层位于所述Al
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x
N/Al
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N多量子阱有源层远离所述N型Al
a
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a
N欧姆接触层的一侧；P型Al
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N欧姆接触层，所述P型Al
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N欧姆接触层位于所述电子阻挡层远离所述Al
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N/Al
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y
N多量子阱有源层的一侧。5.根据权利要求4所述的发光二极管结构，其特征在于，所述部分N型Al
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a
N欧姆接触层、Al
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N/Al
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N多量子阱有源层、所述电子阻挡层、所述P型Al
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N欧姆接触层形成所述凸起部；所述N型Al
a
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a
N欧姆接触层中未形成所述凸起部的部分形成所述边缘部。
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【专利技术属性】
技术研发人员：赖穆人，刘召忠，蓝文新，李南平，林辉，杨小利，
申请(专利权)人：江西新正耀光学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：