[发明专利]具有静电损伤保护功能的发光二极管器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于发光器件的制造领域，涉及一种具有静电损伤保护功能的发光器件及其制造方法。

背景技术

随着LED光效的不断提高，在某些领域，如液晶背光、汽车照明光源等，已逐渐显露出LED代替荧光灯、白炽灯的趋势。在通用照明领域，大功率LED也同样具有取代传统光源的巨大潜力。但是，随着LED芯片单位面积功率的增大和芯片集成度的提高，散热问题和静电防护问题逐渐成为影响LED稳定性的重要因素。

其中，提高静电防护能力是提高LED稳定性的重要要求。目前，一般采用给LED并联一个反向二极管或双向二极管来提高LED的防静电能力。对于正装芯片或垂直结构芯片，一般采用将一个防静电二极管和一个LED封装在一起的方法，但该方法增加了生产成本，且因连接金线的增加而影响了产品的稳定性。

倒装芯片一般采用硅片来作为倒装基板。硅电路集成工艺成熟，容易通过掺杂等工艺低成本的在硅内部制作防静电二极管。请参阅图1A，中国发明专利CN100386891C公开了一种高抗静电高效发光二极管，其包含利用一导电型半导体材料制作的基板10及发光二极管芯片20，基板10上制作有集成的双向稳压二极管11，发光二极管芯片20主要包含一透明蓝宝石衬底21及在此衬底上的GaN结构层22和P电极23、N电极24，将发光二极管芯片20倒装在该基板10上。由于基板10上集成了抗静电保护双向稳压二极管11，有效增强了发光二极管抗静电放电能力，可实现大功率输出，降低成本，提高器件可靠性等作用。请参阅图1B，其为图1所示结构的等效电路图。该发光二极管结构虽然具有较好的ESD保护功能，但仍然存在缺陷。请参阅图1C，其是图1所示的结构串联模组芯片的等效电路图。由于n-Si具有较好的导电性，在同一硅片基板上采用这种方法实现串联模组芯片时，会存在所有ESD保护二极管的n极通过硅基板共地的问题。当串联芯片多于一定数量，所需驱动电压大于单个抗静电二极管的反向击穿电压时，串联负端的抗静电二极管31可能会反向击穿，并将电压钳制在其击穿电压，影响了模组芯片的正常驱动。因此这种倒装结构并不适合用来制造模组芯片。

另外，美国发明专利US6547249B2中公开了在同一蓝宝石衬底上，制作两个反向并联LED，两个二极管之间就可以相互起到静电保护的作用。采用并联单个反向二极管的方法，增加少量制造成本的前提下，提高了LED的抗静电放电能力，但这种结构在样品测试上却存在一定问题。LED反向漏电流是反映LED性能的一个重要方面，如果不对反向漏电测试来甄别反向漏电较大的不良品，不良品可能在长期使用中可靠性出现问题。反向漏电流的测试电压一般比正向开启电压要高。如氮化稼基LED，一般在LED两端施加5V的反向电压测试其反向电流。对于与LED反向并联的二极管，施加的5V电压则为正向电压。一般氮化镓基LED的工作电压小于3.5V，那么测试时，反向二极管必定处于正向导通状态，因此无法对LED的反向漏电流进行测试。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种具有良好的抗ESD功能，且能进行反向电压测试的LED发光二极管。

同时，本发明还提供了所述发光二极管的制造方法。

一种具有静电损伤保护功能的发光二极管器件，包括发光二极管芯片和倒装基板。该发光二极管芯片包括一发光区和一静电防护区，其中，该发光区包括一发光二极管，该静电防护区包括至少两个静电防护二极管，该发光二极管和静电防护二极管通过隔离槽相互隔离。该倒装基板包括一表面绝缘的基底，及覆盖在基底表面上的金属线层。该发光二极管芯片倒装在该倒装基板上，通过该倒装基板上的金属线层，该静电防护二极管串接然后与该发光二极管反向并联。

一种具有静电损伤保护功能的发光二极管器件的制造方法，包括步骤

步骤S1：在衬底表面依序沉积n型半导体层、活性层和p型半导体层；

步骤S2：在衬底表面形成隔离槽，该依序沉积的n型半导体层、活性层和p型半导体层通过该隔离槽分为若干个独立单元；

步骤S3：蚀刻每个独立单元上的部分区域的p型半导体层和活性层，使得该部分区域的n型半导体层外露；

步骤S4：在外露的n型半导体层和p型半导体层的表面的形成电极层；

步骤S5：在基底上依序形成一金属线层和凸点焊球，从而形成倒装基板；

步骤S6：将发光二极管芯片倒装在倒装基板上，使发光二极管芯片的电极层与倒装基板上的凸点焊球连接。