[发明专利]改善静电防护的发光二级管的结构及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED芯片结构，尤其是一种改善静电防护的发光二级管的结构及其制作方法，属于LED芯片技术领域。

背景技术

静电学是十八世纪以库仑定律为基础建立起来的，以研究静止电荷及磁场作用规律的学科，是物理学中电磁学的一个重要组成部分。

静电是在我们平时生活中到处存在的，但是在二十世纪40-50年代，半导体产业很少有静电问题，因为那时是晶体三级管和二极管，而所产生的静电也不如现在普遍。在60年代，随着对静电非常敏感的MOS器件的出现，静电问题逐渐被人们所关注。70-90年代，随着集成电路的密度越来越大，一方面其二氧化硅膜的厚度越来越薄（微米一纳米），其承受的静电电压越来越低；另一方面，产生和积累静电的材料如塑料，橡胶等大量使用，使得静电现象越来越普遍存在。

在二十世纪中期，很多静电问题都是由于人们没有ESD（Electro-Static discharge，静电释放）意识而造成的。即使现在也有很多人怀疑ESD是否会对电子产品造成损坏，这是因为大多数ESD损害发生在人的感觉以外。因为人体对静电放电的感知电压约为3KV，而许多电子元件在几百伏甚至几十伏时就会损坏，通常电子器件对被ESD损坏后没有明显的界限，把元件安装在PCB板上以后再检测，结果出现很多问题，分析也相当困难。特别是潜在损坏，即使用精密仪器也很难测量出其性能有明显变化，所以很多电子工程师和设计人员都怀疑ESD的危害，但近年实验证实，这种潜在损坏在一定时间以后，电子产品的可靠性明显下降。

所以，随着现在半导体工艺水平的提高，电子产品也制作的越来越精细。对于电子产品的静电防护是相当必要的。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种改善静电防护的发光二级管的结构及其制作方法，能够改善静电所带来的危害，提高静电防护的效果，延长LED芯片器件使用寿命。

按照本发明提供的技术方案，所述改善静电防护的发光二级管的结构，包括衬底、N型半导体层、P型半导体层、第一电极和第二电极，衬底上依次设置缓冲层和N型半导体层，缓冲层覆盖于衬底上，N型半导体层覆盖于缓冲层上，其特征是：所述N型半导体层和缓冲层区分成第一岛状结构、第二岛状结构和第三岛状结构；在所述第二岛状结构和第三岛状结构上依次设置有源层和P型半导体层，在第三岛状结构上的P型半导体层上设置透明导电层；在所述第一岛状结构、第二岛状结构上的P型半导体层、透明导电层上设置钝化层，该钝化层包覆第一岛状结构、第一岛状结构与第二岛状结构之间的沟槽、第二岛状结构与第三岛状结构之间的沟槽、第二岛状结构及第二岛状结构上的P型半导体层和有源层、第三岛状结构及第三岛状结构上的透明导电层、P型半导体层和有源层；所述第一电极分别穿过钝化层与透明导电层和第二岛状结构中的N型半导体层连接；所述第二电极分别穿过钝化层与第一岛状结构中的N型半导体层和第二岛状结构上的P型半导体层连接；所述第一电极、第一岛状结构、第三岛状结构、第三岛状结构上的有源层和P型半导体层构成主级二极管，所述第二电极、第二岛状结构、第二岛状结构上的有源层和P型半导体层构成次级二次管。

所述第一岛状结构和第二岛状结构之间的沟槽、以及第二岛状结构和第三岛状结构之间的沟槽的深度为7μm。

所述次级二极管的面积≤主级二极管面积的10%。

所述钝化层的材料为二氧化硅或氮化硅。

所述衬底为蓝宝石基板或碳化硅基板。

所述第一电极、第二电极为单层或多层金属。

所述第一电极、第二电极为Cr、Pt、Au多层金属或者Ni、Au多层金属，Ti、Au多层金属或者Ti、Pt、Au多层金属。

所述透明导电层的材料为单层金属、多层金属、单层金属氧化物或多层金属氧化物。

本发明所述改善静电防护的发光二级管的制作方法，包括以下工艺步骤：

（1）提供清洗过的外延片，该外延片从下至上依次包括衬底、缓冲层、N型半导体层、有源层和P型半导体层；

（2）在外延片上用光刻出图案，然后将该图案刻蚀至衬底，从而将外延片区分成图案内部的次级二极管区和图案外部的主级二极管区；

（3）在主级二极管区和次级二极管区光刻出主级二极管和次级二级管的图形，再进行刻蚀，使得主级二极管区和次级二极管区的N型半导体层部分裸露出来，在主级二级管区和次级二极管区分别形成N型半导体层平台；

（4）将步骤（3）处理后的外延片表面进行清洗后，对主级二极管区的未刻蚀区域溅射一层透明导电层，并沿透明导电层的边缘腐蚀出轮廓，该轮廓的宽度为6μm；