一种抗静电LED芯片及其制备方法技术

本发明专利技术涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种抗静电LED芯片及其制备方法，芯片包括衬底、外延层、电流阻挡层、电流扩展层、N型电极及P型电极，外延层包括依次层叠在衬底上的N型掺杂的GaN层、有源层及P型掺杂的GaN层，P型掺杂的GaN层上设有通过刻蚀延伸至N型掺杂的GaN层的第一凹槽和第二凹槽，N型电极设在第一凹槽的N型掺杂的GaN层上，第二凹槽内填充有介电材料层；电流阻挡层及电流扩展层依次层叠在P型掺杂的GaN层上，P型电极设在电流扩展层上，P型电极的下端与P型掺杂的GaN层电性连接，P型电极延伸有P型手指，第二凹槽的位置与P型手指远离P型电极的一端上下对应。离P型电极的一端上下对应。离P型电极的一端上下对应。

【技术实现步骤摘要】
一种抗静电LED芯片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体器件
，尤其涉及一种抗静电LED芯片及其制备方法。

技术介绍

[0002]发光二极管（Light
‑
Emitting Diode，LED）是一种能发光的半导体电子元件。这种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当的光度。由于其具有节能、环保、安全、寿命长、低功耗、低热、高亮度、防水、微型、防震、易调光、光束集中、维护简便等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明等领域。
[0003]随着LED技术的快速发展以及LED光效的逐步提高，LED的应用将越来越广泛，人们越来越关注LED在照明市场的发展前景，LED将是取代白炽灯、钨丝灯和荧光灯的潜力光源；LED照明市场发展空间广阔，LED照明灯具应用已经从过去室外景观照明LED发展向室内照明应用。
[0004]LED芯片的可靠性,包括电学性能和发光性能，行业内，静电是造成LED器件失效的主要原因之一，其主要原因是由于静电释放会导致LED器件的漏电死灯现象，因此，为提高LED的可靠性能和寿命，使LED芯片具有抗静电将发挥异常重要的作用。而抗静电能力也一直是研究的热点，为了提升LED的抗静电能力，有利用分流电路来提升抗静电，也有通过电流扩散层,不仅提高了光输出,同时也提高了抗静电特性；还有在外部电路外接电容来保护LED受静电影响，电容主要是防止电压突变，电容和LED晶片并联，目的就是防止电源瞬间高压对LED造成的冲击，因为很多电源启动电压瞬间太高会击穿LED，加电容可起到保护作用。
[0005]目前绝大多数的LED芯片ESD爆点位置在P
‑
finger（P型电极或P型焊盘引出的手指状的电极，用于使芯片电流扩展的更加均匀）尾端，为了增加LED芯片的抗ESD能力，有必要提供一种抗静电LED芯片及其制备方法。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种抗静电LED芯片及其制备方法。
[0007]本专利技术采用以下技术方案：一种抗静电LED芯片，所述芯片包括衬底、外延层、电流阻挡层、电流扩展层、N型电极及P型电极，所述外延层包括依次层叠在所述衬底上的N型掺杂的GaN层、有源层及P型掺杂的GaN层，所述P型掺杂的GaN层上设有通过刻蚀延伸至所述N型掺杂的GaN层的第一凹槽和第二凹槽，所述N型电极设在所述第一凹槽的所述N型掺杂的GaN层上，所述第二凹槽内填充有介电材料层；所述电流阻挡层及所述电流扩展层依次层叠在所述P型掺杂的GaN层上，所述P型电极设在所述电流扩展层上，所述P型电极的下端与所述P型掺杂的GaN层电性连接，所述P型电极延伸有P型手指，所述第二凹槽的位置与所述P型手指远离所述P型电极的一端上下对应。
[0008]本专利技术一实施例的抗静电LED芯片，通过在与P型手指尾端对应的P型掺杂的GaN层
上刻蚀出延伸至N型掺杂的GaN层第二凹槽，使得P型电极与N型掺杂的GaN层之间镂空，并在第二凹槽内填充介电材料层，使之形成微型电容，从而可以避免LED芯片在P型手指尾端形成ESD爆点，有效提升了LED芯片的抗ESD能力。
[0009]进一步的，所述第一凹槽及所述第二凹槽的深度为0.9μm～1.1μm。
[0010]进一步的，所述介电材料层由SiO2层、Si3N层、SiON层中的一种或多种层叠组成。
[0011]进一步的，所述N型电极包括N型焊盘和N型手指，所述P型电极包括P型焊盘和两根所述P型手指，两根所述P型手指呈横卧的“U”形分布，所述N型手指嵌在两根所述P型手指之间。
[0012]进一步的，所述电流阻挡层的厚度为280nm～320nm，所述电流扩展层的厚度为50nm～70nm。
[0013]进一步的，所述N型电极和所述P型电极均由Cr层、Al层、Ti层、Pt层、Au层中的一种或多种层叠组成。
[0014]进一步的，所述芯片还包括钝化层，所述钝化层覆盖在所述电流扩展层上，并从所述电流扩展层延伸至所述N型电极及所述P型电极的侧壁上，所述钝化层的厚度为70nm～90nm。
[0015]一种抗静电LED芯片的制备方法，所述制备方法用于制备上述的抗静电LED芯片，所述制备方法包括：提供一衬底；在所述衬底上制作外延层，所述外延层自下而上依次包括N型掺杂的GaN层、有源层、P型掺杂的GaN层；对所述P型掺杂的GaN层进行刻蚀以暴露出所述N型掺杂的GaN层，并形成第一凹槽及第二凹槽；在所述第二凹槽内沉积介电材料层；在所述P型掺杂的GaN层上制作电流阻挡层；在所述电流阻挡层上制作电流扩展层；在所述第一凹槽的所述N型掺杂的GaN层上制作N型电极，在所述电流扩展层上制作与所述P型掺杂的GaN层电性连接的P型电极；在所述N型电极上制作N型焊盘和N型手指，在所述P型电极上制作P型焊盘和两根P型手指，并使所述P型手指远离所述P型电极的一端与所述第二凹槽上下对应；在所述电流扩展层上制作钝化层，并对所述钝化层进行刻蚀以暴露出所述N型电极及所述P型电极。
[0016]本专利技术一实施例的抗静电LED芯片的制备方法，通过在与P型手指尾端对应的P型掺杂的GaN层上刻蚀出延伸至N型掺杂的GaN层第二凹槽，使得P型电极与N型掺杂的GaN层之间镂空，并在第二凹槽内填充介电材料层，使之形成微型电容，从而可以避免LED芯片在P型手指尾端形成ESD爆点，有效提升了LED芯片的抗ESD能力。
[0017]进一步的，在所述P型掺杂的GaN层上沉积所述介电材料层，以使所述介电材料层将所述第二凹槽填充并与所述P型掺杂的GaN层齐平，对所述第二凹槽外的所述介电材料层进行刻蚀去除，所述介电材料层由SiO2层、Si3N层、SiON层中的一种或多种层叠组成。
[0018]进一步的，所述N型电极和所述P型电极的生长温度为3000℃～6000℃。
附图说明
为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术的抗静电LED芯片的主视图；图2为本专利技术的抗静电LED芯片的俯视图；图3为本专利技术的抗静电LED芯片的制备方法的流程图。
[0020]附图标记说明：1、衬底；10、外延层；11、N型掺杂的GaN层；12、有源层；13、P型掺杂的GaN层；131、第一凹槽；132、第二凹槽；1321、介电材料层；14、电流阻挡层；15、电流扩展层；16、N型电极；161、N型焊盘；162、N型手指；17、P型电极；171、P型焊盘；172、P型手指；18、钝化层。
具体实施方式
[0021]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗静电LED芯片，所述芯片包括衬底、外延层、电流阻挡层、电流扩展层、N型电极及P型电极，其特征在于，所述外延层包括依次层叠在所述衬底上的N型掺杂的GaN层、有源层及P型掺杂的GaN层，所述P型掺杂的GaN层上设有通过刻蚀延伸至所述N型掺杂的GaN层的第一凹槽和第二凹槽，所述N型电极设在所述第一凹槽的所述N型掺杂的GaN层上，所述第二凹槽内填充有介电材料层；所述电流阻挡层及所述电流扩展层依次层叠在所述P型掺杂的GaN层上，所述P型电极设在所述电流扩展层上，所述P型电极的下端与所述P型掺杂的GaN层电性连接，所述P型电极延伸有P型手指，所述第二凹槽的位置与所述P型手指远离所述P型电极的一端上下对应。2.根据权利要求1所述的抗静电LED芯片，其特征在于，所述第一凹槽及所述第二凹槽的深度为0.9μm～1.1μm。3.根据权利要求1所述的抗静电LED芯片，其特征在于，所述介电材料层由SiO2层、Si3N层、SiON层中的一种或多种层叠组成。4.根据权利要求1所述的抗静电LED芯片，其特征在于，所述N型电极包括N型焊盘和N型手指，所述P型电极包括P型焊盘和两根所述P型手指，两根所述P型手指呈横卧的“U”形分布，所述N型手指嵌在两根所述P型手指之间。5.根据权利要求1所述的抗静电LED芯片，其特征在于，所述电流阻挡层的厚度为280nm～320nm，所述电流扩展层的厚度为50nm～70nm。6.根据权利要求1所述的抗静电LED芯片，其特征在于，所述N型电极和所述P型电极均由Cr层、Al层、Ti层、Pt层、Au层中的一种或多种层叠组成。7.根据权利要求1所述的抗静电LED芯片，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志兵，张星星，林潇雄，胡加辉，金从龙，
申请(专利权)人：江西兆驰半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：