[发明专利]一种氮化镓系高压发光二极管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氮化镓系高压发光二极管，以及这种二极管的制作方法。

背景技术

具有省电、环保无污染、寿命长、亮度高、反应快、体积小、高发光效率等优点的发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)组件应用越来越广泛。由直流驱动的LED产品隐藏不少弊端，它们需要与整流器一并使用，其寿命只有2万小时，但直流电驱动的LED产品的寿命却长达5～10万小时。因此，直流驱动的LED产品一生需要多次更换整流器，若应用于固定照明装置上必定造成不便。与之相对，ACLED是一类集成了各种处理技术的LED产品，它包括多种器件或内核，无需额外的变压器、整流器或驱动电路，交流电网的交流电就可直接对其进行驱动。这使得LED产品无需变流器就可以直接应用于家居及办公室交流电器插头(100～110V/220～230V)，不仅显著降低电路成本，也避免了电源变换过程中损失的能耗。高压(HV)LED在结构上与AC型类似，但集成了一个整流器，这种产品采用单芯片设计，通过配置可降低驱动电流且可将发光芯料进行更广泛的分布以获得更高发光效率。单片结构还提高了电光转换效率(wall plug efficiency)，减少了所需的线绑定，简化了封装，降低了整体成本。

氮化镓系高压(交流/直流)发光二极管芯片内各单一发光单元是透过金属内连线串联或并联来达到高压(交流/直流)应用，各单一发光单元在内连线之前是绝缘且各自独立。一般氮化镓系高压(交流/直流)发光二极管芯片内各单一发光单元是透过ICP深刻蚀来完成绝缘且各自独立，刻蚀后的侧壁陡峭，不利于连线。虽然能利用调整ICP参数来控制刻蚀形貌，使其侧壁具有一定的倾斜角，从而改善蒸镀工艺的台阶覆盖能力，以便进行金属内连线，但其可控性和重复性仍有待改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种氮化镓系高压发光二极管及其制作方法，便于进行金属内连线，提高芯片良品率。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，

一种氮化镓系高压发光二极管，包括有发光单元，该发光单元形成于同一衬底上，发光单元之间由绝缘沟道隔开，各发光单元通过金属连接线串联或并联，所述绝缘沟道中具有填充层，所述金属连接线位于该填充层上；所述发光单元包括有至少一层N型氮化镓半导体层和一层P型氮化镓半导体层，N型氮化镓半导体层和P型氮化镓半导体层叠合在一起，P型氮化镓半导体层上具有透明导电膜和正电极，N型氮化镓半导体层上具有负电极；所述填充层由绝缘耐热材料以旋转涂布的方式形成。

上述氮化镓系高压发光二极管的制作方法，包括有以下步骤：

1）在衬底上成长发光外延层；

2）用绝缘耐热材料在发光外延层上形成回蚀阻挡层；

3）在回蚀阻挡层及发光外延层中刻蚀形成绝缘沟道，该绝缘沟道延伸至衬底处，将发光外延层分割成独立块；

4）将一层非光敏型材料涂布于回蚀阻挡层外表面，并填充绝缘沟道，形成绝缘耐热的填充层；

5）去除填充层位于回蚀阻挡层外表面的部分，并保留其位于绝缘沟道中的部分；

6）将回蚀阻挡层去除；

7）将发光外延层分割成的独立块分别形成发光单元；

8）完成各发光单元金属内连线。

步骤1）中，发光外延层由N型氮化镓半导体层和P型氮化镓半导体层组成；

步骤2）中，绝缘耐热材料以物理气相沉积或化学气相沉积的方式在发光外延层上形成回蚀阻挡层。

本发明的优点在于，利用旋转机涂布一层不导电且耐高温的材料，将各单一发光单元之间的绝缘沟道加以填充，然后再利用回蚀的方式，不管ICP深刻蚀后的侧壁形貌如何，都可以加以填充，最后将发光单元的表面曝露出来，有利于金属内连线，可防止因发光单元高度太大而造成断线或连线不佳。

附图说明

图1是在衬底上成长外延层的结构示意图；

图2是在P型氮化镓半导体层上成长回蚀阻挡层的结构示意图；

图3是在外延层上形成绝缘沟道的结构示意图；

图4是在外延层上形成填充层的结构示意图；

图5是回蚀阻挡层暴露后的结构示意图；

图6是将回蚀阻挡层清除，使P型半导体层暴露后的结构示意图；

图7是形成发光单元后的结构示意图；

图8是发光单元金属内连线后的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。