1.本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種發(fā)光二極管。


背景技術(shù)：

2.正裝發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)和工藝方案簡單，非常適合中低端指示、顯示應(yīng)用。伴隨著發(fā)光二極管的外延結(jié)構(gòu)優(yōu)化和外延生長技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，正裝發(fā)光二極管的發(fā)光效率也獲得了持續(xù)提升，因此可以通過持續(xù)縮小芯片尺寸來提高單片晶圓的芯片產(chǎn)出數(shù)量，降低產(chǎn)品制造成本。隨著戶外、戶內(nèi)led直顯示屏的rgb單元尺寸越來越小，為了減少焊線導(dǎo)致的異常發(fā)光點(diǎn)，倒裝發(fā)光二極管也逐漸滲透到led直顯示屏應(yīng)用領(lǐng)域。
3.然而隨著正裝和倒裝發(fā)光二極管尺寸的持續(xù)縮小，其金屬電極尺寸越來越小，電極之間的間距也越來越小。為防止器件短路漏電，通常采用的方法是在發(fā)光二極管表面沉積絕緣的鈍化層對發(fā)光二極管表面進(jìn)行保護(hù)以避免正負(fù)電極的短接導(dǎo)通。
4.由于發(fā)光二極管尺寸的持續(xù)減小，而形成正負(fù)電極電氣連接的焊線設(shè)備精度相對有限，在形成正負(fù)電極焊線的過程中會產(chǎn)生應(yīng)力或焊線位置偏移造成的鈍化層破裂，并且在鹽霧試驗(yàn)中，電極材料中的活潑金屬會產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)、金屬遷移等現(xiàn)象，上述現(xiàn)象均會導(dǎo)致器件短路漏電，降低正裝發(fā)光二極管的可靠性。因此正裝發(fā)光二極管的防潮和防漏電技術(shù)一直是困擾產(chǎn)業(yè)化的重點(diǎn)技術(shù)難題之一。


技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

5.鑒于上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種發(fā)光二極管，在第一半導(dǎo)體層表面、多量子阱層和第二半導(dǎo)體層側(cè)壁形成絕緣層，以降低和防止所述發(fā)光二極管出現(xiàn)短路漏電的風(fēng)險(xiǎn)。
6.本實(shí)用新型提供一種發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管包括：
7.襯底；
8.在所述襯底上依次堆疊的第一半導(dǎo)體層、多量子阱層以及第二半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層的摻雜類型彼此相反；
9.臺階，位于所述發(fā)光二極管的四周，所述臺階的上臺階面為所述第二半導(dǎo)體層的表面，臺階的側(cè)壁為所述第二半導(dǎo)體層和所述多量子阱層的側(cè)壁，所述臺階的下臺階面為暴露出的所述第一半導(dǎo)體層的表面；
10.絕緣層，覆蓋所述臺階的下臺階面以及所述臺階的側(cè)壁，所述絕緣層與其接觸的臺階的下臺階面、臺階的側(cè)壁的材料相同，且為f摻雜的絕緣層；
11.第一電極，與所述第一半導(dǎo)體層電連接；以及
12.第二電極，與所述第二半導(dǎo)體層電連接。
13.優(yōu)選地，還包括至少一個(gè)通孔，所述通孔貫穿所述第二半導(dǎo)體層和所述多量子阱層，暴露出所述第一半導(dǎo)體層的表面；所述絕緣層還覆蓋所述通孔的部分底壁以及側(cè)壁。
14.優(yōu)選地，所述絕緣層覆蓋所述第一半導(dǎo)體層以及第二半導(dǎo)體層的部分為f摻雜的
氮化鎵層，所述絕緣層覆蓋所述多量子阱層的部分為f摻雜的氮化鎵層/氮化銦鎵層/氮化鋁鎵層。
15.優(yōu)選地，還包括位于所述多量子阱層和所述第二半導(dǎo)體層之間的電子阻擋層，所述絕緣層還覆蓋所述電子阻擋層的側(cè)壁，所述絕緣層覆蓋所述電子阻擋層的部分為f摻雜的氮化鋁鎵層。
16.優(yōu)選地，位于所述通孔底部的所述絕緣層中具有第一開口，所述第一開口暴露出所述第一半導(dǎo)體層的表面。
17.優(yōu)選地，還包括位于所述第二半導(dǎo)體層上的透明導(dǎo)電層以及位于所述透明導(dǎo)電層上的金屬阻擋層。
18.優(yōu)選地，所述第二電極與所述金屬阻擋層的表面接觸。
19.優(yōu)選地，位于所述下臺階面上的所述絕緣層中具有第一開口，所述第一開口暴露出所述第一半導(dǎo)體層的表面，且所述第一開口的側(cè)壁與所述臺階的側(cè)壁分離。
20.優(yōu)選地，所述第一電極經(jīng)由所述第一開口與所述第一半導(dǎo)體層的表面接觸。
21.優(yōu)選地，還包括透明導(dǎo)電層，所述透明導(dǎo)電層位于所述第二半導(dǎo)體層上，所述透明導(dǎo)電層中具有第二開口，所述第二開口暴露出所述第二半導(dǎo)體層的表面。
22.優(yōu)選地，所述第二電極經(jīng)由所述第二開口與所述第二半導(dǎo)體層的表面接觸。
23.優(yōu)選地，還包括電流阻擋層，所述電流阻擋層包括：
24.第一電流阻擋層，位于所述第一電極和所述第一半導(dǎo)體層之間；以及
25.第二電流阻擋層，位于所述第二電極和所述第二半導(dǎo)體層之間；
26.所述第一電流阻擋層和所述第二電流阻擋層之間相互分離。
27.優(yōu)選地，還包括鈍化層，覆蓋所述絕緣層的表面，所述鈍化層中具有第三開口以及第四開口，所述第三開口暴露出所述第一電極，所述第四開口暴露出所述第二電極。
28.優(yōu)選地，還包括依次堆疊于所述襯底和所述第一半導(dǎo)體層之間的緩沖層以及非故意摻雜層。
29.本實(shí)用新型提供的發(fā)光二極管，在所述臺階的側(cè)壁以及下臺階面的表面上設(shè)置絕緣層，防止所述發(fā)光二極管表面的鈍化層破裂后電極材料的電化學(xué)反應(yīng)、金屬遷移而導(dǎo)致的第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層之間的短路，具有優(yōu)異的防漏電性能，進(jìn)一步提高所述發(fā)光二極管的可靠性。
30.進(jìn)一步地，對倒裝發(fā)光二極管，所述外延層中開設(shè)有通孔以暴露出所述第一半導(dǎo)體層，所述絕緣層還位于所述通孔的側(cè)壁，防止所述發(fā)光二極管表面的鈍化膜破裂后電極材料的電化學(xué)反應(yīng)、金屬遷移而導(dǎo)致的第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層之間的短路，具有優(yōu)異的防漏電性能，進(jìn)一步提高所述發(fā)光二極管的可靠性。
31.在優(yōu)選地實(shí)施例中，形成所述絕緣層和形成所述臺階(或臺階和通孔)采用同一掩膜，不會增加光刻步驟，簡化形成發(fā)光二極管的工藝。
32.在優(yōu)選地實(shí)施例中，形成所述絕緣層之后對所述絕緣層進(jìn)行退火，使得所述絕緣層中的摻雜均勻。
33.在優(yōu)選地實(shí)施例中，對下臺階面上方的絕緣層或者通孔底部的絕緣層進(jìn)行刻蝕形成第一開口，以實(shí)現(xiàn)位于所述絕緣層的第一開口位置上方的第一電極與所述第一半導(dǎo)體層電連接。
34.在優(yōu)選的實(shí)施例中，經(jīng)由第一開口繼續(xù)對所述第一半導(dǎo)體層進(jìn)行離子注入，以提高所述第一半導(dǎo)體層表層的摻雜濃度。
附圖說明
35.通過以下參照附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例的描述，本實(shí)用新型的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中：
36.圖1示出了本實(shí)用新型第一實(shí)施例的發(fā)光二極管的截面示意圖；
37.圖2a至2h示出本實(shí)用新型第一實(shí)施例的發(fā)光二極管在制造過程中不同階段的截面圖；
38.圖3示出了本實(shí)用新型第二實(shí)施例的發(fā)光二極管的截面示意圖；
39.圖4a至4i示出本實(shí)用新型第二實(shí)施例的發(fā)光二極管在制造過程中不同階段的截面圖；
40.圖5示出了本實(shí)用新型第三實(shí)施例的發(fā)光二極管的截面示意圖；
41.圖6a至6i示出本實(shí)用新型第三實(shí)施例的發(fā)光二極管在制造過程中不同階段的截面圖。
具體實(shí)施方式
42.以下將參照附圖更詳細(xì)地描述本實(shí)用新型。在各個(gè)附圖中，相同的元件采用類似的附圖標(biāo)記來表示。為了清楚起見，附圖中的各個(gè)部分沒有按比例繪制。此外，可能未示出某些公知的部分。
43.本實(shí)用新型可以各種形式呈現(xiàn)，以下將描述其中一些示例。
44.圖1示出了本實(shí)用新型第一實(shí)施例的發(fā)光二極管的截面示意圖；本實(shí)施例中，所述發(fā)光二極管為正裝發(fā)光二極管。如圖1所示，所述發(fā)光二極管包括襯底110、外延層120、絕緣層130、透明導(dǎo)電層150、鈍化層160、第一電極170以及第二電極180。
45.所述襯底110包括但不限于鏡面藍(lán)寶石襯底、微米級/納米級圖形化藍(lán)寶石襯底、表面預(yù)沉積aln薄膜/baln薄膜/bn薄膜/石墨烯膜的藍(lán)寶石襯底中的一種。所述襯底110的厚度為300微米～到2微米。在一個(gè)具體地實(shí)施例中，所述襯底110例如為鏡面藍(lán)寶石襯底。
46.所述外延層120可以是多晶或者單晶結(jié)構(gòu)，包含以gan/ingan材料體系組成的往復(fù)連續(xù)遞進(jìn)式外延層中的一種，其優(yōu)選的實(shí)施例是含不同in組分的ingan結(jié)構(gòu)。
47.其中，所述外延層120包括在襯底110的表面上依次堆疊的緩沖層121、非故意摻雜層122、第一半導(dǎo)體層123、多量子阱層124、電子阻擋層125和第二半導(dǎo)體層126。在一個(gè)具體地實(shí)施例中，所述緩沖層121例如為氮化鎵層，所述非故意摻雜層122例如為氮化鎵層，所述第一半導(dǎo)體層123例如為第一摻雜類型(例如為n型)的氮化鎵層，所述多量子阱(mqw，multiple quantum well)層124包括至少一個(gè)周期的量子阱，對應(yīng)波長范圍為360nm～600nm；所述電子阻擋層125例如為第二摻雜類型(例如為p型)的氮化鋁鎵層，所述第二半導(dǎo)體層126例如為第二摻雜類型(例如為p型)的氮化鎵層。其中，mqw多量子阱層例如由氮化鎵層/氮化銦鎵層/氮化鋁鎵層所組成。
48.所述外延層120四周具有臺階，所述臺階位于所述發(fā)光二極管的四周，依次貫穿第二半導(dǎo)體層126、電子阻擋層125以及多量子阱層124，暴露出所述第一半導(dǎo)體層123的表面。
49.所述絕緣層130覆蓋所述臺階的下臺階面(所述第一半導(dǎo)體層123的表面)以及所述臺階的側(cè)壁(第二半導(dǎo)體層126、電子阻擋層125以及多量子阱層124的側(cè)壁)；且位于所述臺階的下臺階面上的所述絕緣層130中具有第一開口1301，所述第一開口1301貫穿所述絕緣層130，經(jīng)由所述第一開口1301暴露出所述第一半導(dǎo)體123的表面。本實(shí)施例中，所述絕緣層130例如為氟摻雜的絕緣層(高阻層)。其中，所述絕緣層覆蓋所述第一半導(dǎo)體層123以及第二半導(dǎo)體層126的部分為f摻雜的氮化鎵層，所述絕緣層覆蓋所述多量子阱層124的部分為f摻雜的氮化鎵層/氮化銦鎵層/氮化鋁鎵層；所述絕緣層覆蓋所述電子阻擋層125的部分為f摻雜的氮化鋁鎵層。
50.所述透明導(dǎo)電層150位于所述臺階的上臺階面(所述第二半導(dǎo)體層126的表面)，所述透明導(dǎo)電層150上具有第二開口1501，所述第二開口1501貫穿所述透明導(dǎo)電層150，經(jīng)由所述第二開口1501暴露出所述第二半導(dǎo)體層126的表面。
51.所述透明導(dǎo)電層150為導(dǎo)電材料層，例如包括ito、azo、gio、gzo、niau、niag等材料中的一種或幾種，厚度為5nm～300nm。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述透明導(dǎo)電層150例如為ito透明導(dǎo)電材料層，厚度例如為200nm。
52.所述鈍化層160覆蓋所述透明導(dǎo)電層150的表面、側(cè)壁以及所述絕緣層130的表面；所述鈍化層160具有第三開口1601和第四開口1602，其中所述第三開口1601與所述第一開口1301相對應(yīng)，即通過所述第三開口1601和所述第一開口1301暴露出所述第一半導(dǎo)體123的表面；所述第四開口1602與所述第二開口1501相對應(yīng)，即經(jīng)由所述第四開口1602以及所述第二開口1501暴露出所述第二半導(dǎo)體層126的表面。
53.本實(shí)施例中，所述鈍化層160例如為氧化硅(sio2)層，厚度例如為110nm。在其他實(shí)施例中，所述鈍化層160還可以為氮化硅(sin
x
)層等。
54.所述第一電極170覆蓋部分所述鈍化層160，并且填充所述第三開口1601和所述第一開口1301，經(jīng)由所述第三開口1601和所述第一開口1301與所述第一半導(dǎo)體層123電連接；所述第二電極180覆蓋部分所述鈍化層160，并且填充所述第四開口1602以及所述第二開口1501，經(jīng)由所述第四開口1602以及所述第二開口1501與所述第二半導(dǎo)體層126電連接；所述第一電極170和所述第二電極180相互分離。
55.所述第一電極170和所述第二電極180例如包括鉻、鋁、鈦、鉑、金中的至少一種材料。
56.本實(shí)施例中，在所述臺階的臺階側(cè)壁以及下臺階面的表面上設(shè)置絕緣層，防止所述發(fā)光二極管表面的鈍化膜破裂后電極材料的電化學(xué)反應(yīng)、金屬遷移而導(dǎo)致的第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層之間的短路，具有優(yōu)異的防漏電性能，進(jìn)一步提高所述發(fā)光二極管的可靠性。
57.圖2a至2h示出本實(shí)用新型第一實(shí)施例的發(fā)光二極管在制造過程中不同階段的截面圖，本實(shí)施例提供的制造方法是對整片晶圓進(jìn)行操作的，附圖僅僅示出一個(gè)芯片單元。
58.如圖2a所示，在襯底110的第一表面上通過外延生長工藝形成外延層120。
59.所述外延層120包括依次層疊的緩沖層121、非故意摻雜層122、第一半導(dǎo)體層123、多量子阱層124、電子阻擋層125和第二半導(dǎo)體層126。該步驟中，例如采用采用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積工藝在襯底110的第一表面形成所述外延層120。在可替代的實(shí)施例中，還可以采用激光輔助分子束外延、激光濺射、或氫化物氣相外延等工藝形成所述外延層120。
60.所述襯底110包括但不限于鏡面藍(lán)寶石襯底、微米級/納米級圖形化藍(lán)寶石襯底、表面預(yù)沉積aln薄膜/baln薄膜/bn薄膜/石墨烯膜的藍(lán)寶石襯底中的一種。所述襯底110的厚度為300微米～到2微米。所述外延層120可以是多晶或者單晶結(jié)構(gòu)，包含以gan/ingan材料體系組成的往復(fù)連續(xù)遞進(jìn)式外延層中的一種，其優(yōu)選的實(shí)施例是含不同in組分的ingan結(jié)構(gòu)。所述外延層120的總厚度例如為5微米～10微米。
61.在一個(gè)具體地實(shí)施例中，所述襯底110為鏡面藍(lán)寶石襯底。所述緩沖層121例如為氮化鎵層，所述非故意摻雜層122例如為氮化鎵層，所述第一半導(dǎo)體層123例如為第一摻雜類型(例如為n型)的氮化鎵層，所述多量子阱(mqw，multiple quantum well)層124包括至少一個(gè)周期的量子阱，對應(yīng)波長范圍為360nm～600nm；所述電子阻擋層125例如為第二摻雜類型(例如為p型)的氮化鋁鎵層，所述第二半導(dǎo)體層126例如為第二摻雜類型(例如為p型)的氮化鎵層。其中，mqw多量子阱層例如由氮化鎵層/氮化銦鎵層/氮化鋁鎵層所組成。
62.如圖2b所示，在所述外延層120四周形成臺階。
63.該步驟中，例如采用光刻和干法刻蝕工藝在所述外延層120四周形成所述臺階。具體地，在所述外延層120遠(yuǎn)離所述襯底110的表面(具體為第二半導(dǎo)體層126的表面)形成具有開口的抗蝕劑掩模，經(jīng)由抗蝕劑掩模的開口依次對所述第二半導(dǎo)體層126、電子阻擋層125以及多量子阱層124進(jìn)行干法刻蝕，暴露出所述第一半導(dǎo)體層123的表面，以形成所述臺階。其中，所述臺階位于發(fā)光二極管的四周邊緣。
64.在一個(gè)具體地實(shí)施例中，干法刻蝕例如采用刻蝕氣體bcl3/cl2。
65.如圖2c所示，在所述臺階的下臺階面(第一半導(dǎo)體層123的表面)以及臺階側(cè)壁上形成絕緣層130。
66.該步驟中，經(jīng)由抗蝕劑掩模的開口繼續(xù)對臺階的下臺階面(第一半導(dǎo)體層123的表面)以及臺階側(cè)壁進(jìn)行刻蝕，以在所述臺階的下臺階面(第一半導(dǎo)體層123的表面)以及臺階側(cè)壁上形成絕緣層130。本實(shí)施例中，例如采用f基干法刻蝕技術(shù)(cf4)對所述臺階的下臺階面(第一半導(dǎo)體層123的表面)以及臺階側(cè)壁進(jìn)行刻蝕，以在所述臺階的下臺階面和臺階側(cè)壁形成絕緣層。進(jìn)一步地，在形成所述絕緣層130之后，去除所述抗蝕劑掩模。
67.具體地，所述臺階的下臺階面(第一半導(dǎo)體層)為氮化鎵層，所述臺階的側(cè)壁從上至下依次為第二半導(dǎo)體層126、電子阻擋層125以及多量子阱層124。上述結(jié)構(gòu)層的表面被負(fù)電性f基等離子體處理后，在表面會形成f離子淺注入摻雜絕緣層，即f摻雜的絕緣層，其中，在所述第二半導(dǎo)體層126的側(cè)壁形成f摻雜的氮化鎵層，在所述電子阻擋層125的側(cè)壁形成f摻雜的氮化鋁鎵層，在所述多量子阱層124的側(cè)壁形成f摻雜的氮化鎵層/氮化銦鎵層/氮化鋁鎵層，在所述第一半導(dǎo)體層123的表面形成f摻雜的氮化鎵層。
68.進(jìn)一步地，對上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行高溫退火處理，以使得所述絕緣層130中的f離子均勻分布。在一個(gè)具體地實(shí)施例中，退火溫度例如為700℃。
69.如圖2d所示，在所述絕緣層130中形成第一開口1301。
70.該步驟中，在所述絕緣層130以及所述臺階的上臺階面(第二半導(dǎo)體層126的表面)形成具有開口的抗蝕劑掩模，其中，所述開口位于所述第一半導(dǎo)體層123上，且開口與所述臺階的側(cè)壁分離；經(jīng)由抗蝕劑掩模的開口對所述絕緣層130進(jìn)行干法刻蝕，以形成所述第一開口1301，所述第一開口1301暴露出所述第一半導(dǎo)體層123的表面。
71.在一個(gè)具體地實(shí)施例中，干法刻蝕例如采用刻蝕氣體bcl3/cl2。
72.進(jìn)一步地，采用sicl4等離子體對第一開口1301暴露出的所述第一半導(dǎo)體層123的表面進(jìn)行處理，以增加所述第一半導(dǎo)體層123中的si摻雜濃度。
73.如圖2e所示，在所述第二半導(dǎo)體層126的表面(臺階的上臺階面)形成具有第二開口1501的透明導(dǎo)電層150，并對所述透明導(dǎo)電層150進(jìn)行退火。
74.該步驟中，例如采用蒸發(fā)、濺射、反應(yīng)離子鍍、化學(xué)氣相沉積、熱解噴涂等方式在所述第二半導(dǎo)體層126的表面(臺階的上臺階面)形成所述透明導(dǎo)電層150。
75.進(jìn)一步地，在所述絕緣層130以及所述透明導(dǎo)電層150上形成具有開口的抗蝕劑掩模，其中，所述開口位于所述第二半導(dǎo)體層126上；經(jīng)由抗蝕劑掩模的開口對所述透明導(dǎo)電層150進(jìn)行刻蝕，以形成第二開口1501，所述第二開口1501暴露出所述第二半導(dǎo)體層126的表面。
76.進(jìn)一步地，對所述透明導(dǎo)電層150進(jìn)行退火，本實(shí)施例中，退火溫度例如為550℃。
77.所述透明導(dǎo)電層150為導(dǎo)電材料層，例如包括ito、azo、gio、gzo、niau、niag等材料中的一種或幾種，厚度為5nm～300nm。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述透明導(dǎo)電層150例如為ito透明導(dǎo)電材料層，厚度例如為200nm。
78.如圖2f和2g所示，在所述透明導(dǎo)電層150的表面、側(cè)壁以及所述絕緣層130的表面形成鈍化層160，所述鈍化層160具有第三開口1601以及第四開口1602。
79.該步驟中，采用光刻以及濕法刻蝕形成所述第三開口1601和所述第四開口1602；其中所述第三開口1601與所述第一開口1301相對應(yīng)，即通過所述第三開口1601和所述第一開口1301暴露出所述第一半導(dǎo)體123的表面；所述第四開口1602與所述第二開口1501相對應(yīng)，即經(jīng)由所述第四開口1602以及所述第二開口1501暴露出所述第二半導(dǎo)體層126的表面。
80.本實(shí)施例中，所述鈍化層160例如為氧化硅(sio2)層，在其他實(shí)施例中，所述鈍化層160還可以為氮化硅(sin
x
)層等。所述鈍化層160的厚度例如為110nm。
81.如圖2h所示，形成第一電極170以及第二電極180。
82.該步驟中，采用光刻以及電子蒸發(fā)工藝形成所述第一電極170以及第二電極180，所述第一電極170覆蓋部分所述鈍化層160，并且填充所述第三開口1601和所述第一開口1301，經(jīng)由所述第三開口1601和所述第一開口1301與所述第一半導(dǎo)體層123電連接；所述第二電極180覆蓋部分所述鈍化層160，并且填充所述第四開口1602以及所述第二開口1501，經(jīng)由所述第四開口1602以及所述第二開口1501與所述第二半導(dǎo)體層126電連接；所述第一電極170和所述第二電極180相互分離。
83.所述第一電極170和所述第二電極180例如包括鉻、鋁、鈦、鉑、金中的至少一種材料。
84.本實(shí)施例中，先形成所述鈍化層160，再形成所述第一電極170和所述第二電極180，在其他實(shí)施例中，還可以先形成第一電極170和第二電極180，再形成所述鈍化層160，本實(shí)施對此不做限制。
85.圖3示出了本實(shí)用新型第二實(shí)施例的發(fā)光二極管的截面示意圖；本實(shí)施例中，所述發(fā)光二極管200為正裝發(fā)光二極管。如圖3所示，所述發(fā)光二極管包括襯底110、位于所述襯底110上的外延層120、絕緣層130、電流阻擋層140、透明導(dǎo)電層150、鈍化層160、第一電極170以及第二電極180。
86.與實(shí)施例一不同的地方在于，在所述透明導(dǎo)電層150的第二開口1501和所述絕緣
層130的第一開口1301中具有電流阻擋層140，以改善電流擴(kuò)展效果。所述電流阻擋層140包括相互分離的第一電流阻擋層141和第二電流阻擋層142，其中，所述第一電流阻擋層141位于所述第一開口1301內(nèi)，所述第二電流阻擋層142位于所述第二開口1501內(nèi)。
87.所述第一電極170填充所述第一開口1301，覆蓋所述第一開口1301暴露出來的第一半導(dǎo)體層123以及位于第一開口1301內(nèi)的第一電流阻擋層141。所述第二電極180填充所述第二開口1501，覆蓋所述第二開口1501暴露出來的第二半導(dǎo)體層126以及位于所述第二開口1501內(nèi)的第二電流阻擋層142。
88.所述第一電極170經(jīng)由所述第一開口1301與所述第一半導(dǎo)體層123電連接；所述第二電極180經(jīng)由所述第二開口1501與所述第二半導(dǎo)體層126電連接；所述第一電極170和所述第二電極180相互分離。
89.所述鈍化層160覆蓋所述透明導(dǎo)電層150的表面和側(cè)壁、所述絕緣層130的表面、所述第一電極170的側(cè)壁和至少部分的表面以及所述第二電極180的側(cè)壁和至少部分的表面；所述鈍化層160具有第三開口1601和第四開口1602，所述第三開口1601暴露出所述第一電極170的部分表面，所述第四開口1602暴露出所述第二電極180的部分表面。
90.圖4a至4i示出本實(shí)用新型第二實(shí)施例的發(fā)光二極管在制造過程中不同階段的截面圖，本實(shí)施例提供的制造方法是對整片晶圓進(jìn)行操作的，附圖僅僅示出一個(gè)芯片單元。
91.圖4a-4d的步驟與圖2a-2d的步驟相同，在此不再贅述。
92.如圖4e所示，在所述第一開口1301內(nèi)形成第一電流阻擋層141，在所述臺階的上臺階面(第二半導(dǎo)體層126的表面)形成第二電流阻擋層142。
93.該步驟中，采用光刻以及濕法腐蝕工藝在所述第一開口1301內(nèi)形成第一電流阻擋層141，在所述臺階的上臺階面(第二半導(dǎo)體層126的表面)形成第二電流阻擋層142，其中，所述第一電流阻擋層141與所述第二電流阻擋層142相互分離。第一電流阻擋層141和第二電流阻擋層142例如為圓形、矩形、多邊形、環(huán)形等形狀，可根據(jù)電極的形狀進(jìn)行設(shè)置，本實(shí)用新型對此不做限制。
94.如圖4f所示，在所述第二半導(dǎo)體層126的表面(臺階的上臺階面)形成具有第二開口1501的透明導(dǎo)電層150，并對所述透明導(dǎo)電層150進(jìn)行退火。
95.該步驟中，例如采用蒸發(fā)、濺射、反應(yīng)離子鍍、化學(xué)氣相沉積、熱解噴涂等方式在所述第二半導(dǎo)體層126的表面(臺階的上臺階面)形成所述透明導(dǎo)電層150。
96.進(jìn)一步地，在所述絕緣層130以及所述透明導(dǎo)電層150上形成具有開口的抗蝕劑掩模，其中，所述開口位于所述第二半導(dǎo)體層126上；經(jīng)由抗蝕劑掩模的開口對所述透明導(dǎo)電層150進(jìn)行刻蝕，以形成第二開口1501，所述第二開口1501暴露出所述第二半導(dǎo)體層126的表面以及所述第二電流阻擋層142，即所述第二電流阻擋層142位于所述第二開口1501的內(nèi)部。其中，所述透明導(dǎo)電層150也可以覆蓋部分所述第二電流阻擋層142。
97.進(jìn)一步地，對所述透明導(dǎo)電層150進(jìn)行退火，本實(shí)施例中，退火溫度例如為550℃。
98.所述透明導(dǎo)電層150為導(dǎo)電材料層，例如包括ito、azo、gio、gzo、niau、niag等材料中的一種或幾種，厚度為5nm～300nm。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述透明導(dǎo)電層150例如為ito透明導(dǎo)電材料層，厚度例如為200nm。
99.如圖4g所示，形成第一電極170以及第二電極180。
100.該步驟中，采用光刻以及電子蒸發(fā)工藝形成所述第一電極170以及第二電極180，
其中，所述第一電極170填充所述第一開口1301，覆蓋所述第一開口1301暴露出來的第一半導(dǎo)體層123以及位于第一開口1301內(nèi)的第一電流阻擋層141。所述第二電極180填充所述第二開口1501，覆蓋所述第二開口1501暴露出來的第二半導(dǎo)體層126以及位于所述第二開口1501內(nèi)的第二電流阻擋層142。
101.所述第一電極170經(jīng)由所述第一開口1301與所述第一半導(dǎo)體層123電連接；所述第二電極180經(jīng)由所述第二開口1501與所述第二半導(dǎo)體層126電連接；所述第一電極170和所述第二電極180相互分離。
102.所述第一電極170和所述第二電極180例如包括鉻、鋁、鈦、鉑、金中的至少一種材料。
103.如圖4h-4i所示，形成具有第三開口1601和第四開口1602的鈍化層160。
104.該步驟中，在上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的表面形成所述鈍化層160，然后采用光刻以及濕法刻蝕形成所述第三開口1601和所述第四開口1602；其中，所述第三開口1601暴露出所述第一電極170的部分表面，所述第四開口1602暴露出所述第二電極180的部分表面。
105.本實(shí)施例中，所述鈍化層160例如為氧化硅(sio2)層，在其他實(shí)施例中，所述鈍化層160還可以為氮化硅(sin
x
)層等。所述鈍化層160的厚度例如為230nm。
106.本實(shí)施例中，先形成所述第一電極170和所述第二電極180，再形成所述鈍化層160，在其他實(shí)施例中，還可以先形成所述鈍化層160，再形成所述第一電極170和第二電極180，本實(shí)施對此不做限制。
107.圖5示出了本實(shí)用新型第三實(shí)施例的發(fā)光二極管的截面圖，本實(shí)施例中，所述發(fā)光二極管為倒裝發(fā)光二極管，如圖5所示，所述發(fā)光二極管包括襯底110、外延層120、絕緣層130、透明導(dǎo)電層150、金屬阻擋層190、鈍化層160、第一電極170以及第二電極180。
108.與實(shí)施例一不同的地方在于，本實(shí)施例中，所述透明導(dǎo)電層150中沒有開設(shè)通孔，且所述透明導(dǎo)電層150上具有金屬阻擋層190，以改善電流擴(kuò)展效果。其中，所述金屬阻擋層190只位于部分所述透明導(dǎo)電層150的表面。當(dāng)然，所述透明導(dǎo)電層150也可以替換為反射鏡層，例如agtiwti反射鏡，本實(shí)施例對此不作限制。
109.進(jìn)一步地，所述外延層120中開設(shè)有至少一個(gè)通孔1201，通孔1201貫穿第二半導(dǎo)體層126、電子阻擋層125和多量子阱層124以暴露出所述第一半導(dǎo)體層123；所述通孔1201的側(cè)壁也被所述絕緣層130覆蓋，所述通孔1201中的第一半導(dǎo)體層123的表面通過所述絕緣層130中的第一開口露出。所述外延層120的四周具有臺階，優(yōu)選地，所述外延層120的四周還開設(shè)有凹槽1202，所述凹槽1202貫穿所述絕緣層130和外延層120，暴露出所述襯底110以形成芯片間的隔離同時(shí)還可以增加側(cè)壁面積改善光提取。
110.所述鈍化層160覆蓋所述凹槽1202的槽底部和側(cè)壁、所述絕緣層130的表面、所述金屬阻擋層190的表面和側(cè)壁以及所述透明導(dǎo)電層150的部分表面和側(cè)壁；所述鈍化層160具有第三開口1601，其中所述第三開口1601貫穿所述鈍化層160、通過所述絕緣層130中的第一開口暴露出所述第一半導(dǎo)體123的表面；所述第四開口1602貫穿所述鈍化層，暴露出部分所述金屬阻擋層190的表面。
111.所述第一電極170覆蓋部分所述鈍化層160，并且填充所述第三開口1601，經(jīng)由所述第三開口1601與所述第一半導(dǎo)體層123電連接；所述第二電極180覆蓋部分所述鈍化層160，并且填充所述第四開口1602與所述金屬阻擋層190電連接；所述第一電極170和所述第
二電極180相互分離。
112.本實(shí)施例中，在所述臺階的臺階側(cè)壁和下臺階面以及所述通孔的側(cè)壁以及底部的部分表面上設(shè)置絕緣層，防止所述發(fā)光二極管表面的鈍化膜破裂后電極材料的電化學(xué)反應(yīng)、金屬遷移而導(dǎo)致的第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層之間的短路，具有優(yōu)異的防漏電性能，進(jìn)一步提高所述發(fā)光二極管的可靠性。
113.圖6a至6i示出本實(shí)用新型第三實(shí)施例的發(fā)光二極管在制造過程中不同階段的截面圖，本實(shí)施例提供的制造方法是對整片晶圓進(jìn)行操作的，附圖僅僅示出一個(gè)芯片單元。
114.如圖6a所示，在襯底110的第一表面上通過外延生長工藝形成外延層120。該步驟以第一實(shí)施例相同，在此不再贅述。
115.如圖6b所示，在所述外延層120四周形成臺階以及至少一個(gè)通孔1201。
116.該步驟中，例如采用光刻和干法刻蝕工藝在所述外延層120四周形成所述臺階以及至少一個(gè)所述通孔1201。具體地，在所述外延層120遠(yuǎn)離所述襯底110的表面(具體為第二半導(dǎo)體層126的表面)形成具有開口的抗蝕劑掩模，經(jīng)由抗蝕劑掩模的開口依次對所述第二半導(dǎo)體層126、電子阻擋層125以及多量子阱層124進(jìn)行干法刻蝕，暴露出所述第一半導(dǎo)體層123的表面，以形成所述臺階和所述通孔1201。其中，所述通孔1201位于所述外延層120中，所述臺階位于外延層120的四周邊緣，圍繞所述接觸孔1201。
117.在一個(gè)具體地實(shí)施例中，干法刻蝕例如采用刻蝕氣體bcl3/cl2。
118.如圖6c所示，在所述臺階的下臺階面(第一半導(dǎo)體層123的表面)、臺階側(cè)壁以及所述通孔1201的底部和側(cè)壁上形成絕緣層130。
119.該步驟中，經(jīng)由抗蝕劑掩模的開口繼續(xù)對臺階的下臺階面(第一半導(dǎo)體層123的表面)、臺階側(cè)壁以及所述通孔1201的底部和側(cè)壁進(jìn)行刻蝕，以在所述臺階的下臺階面(第一半導(dǎo)體層123的表面)、臺階側(cè)壁以及所述通孔1201的底部和側(cè)壁上形成絕緣層130。本實(shí)施例中，例如采用f基干法刻蝕技術(shù)(cf4)對所述臺階的下臺階面(第一半導(dǎo)體層123的表面)、臺階側(cè)壁以及所述通孔1201的底部和側(cè)壁進(jìn)行刻蝕。進(jìn)一步地，在形成所述絕緣層130之后，去除所述抗蝕劑掩模。
120.具體地，所述臺階的下臺階面(第一半導(dǎo)體層)以及所述通孔1201的底部為氮化鎵層，所述臺階的側(cè)壁以及所述通孔1201的側(cè)壁從上至下依次為第二半導(dǎo)體層126、電子阻擋層125以及多量子阱層124。上述結(jié)構(gòu)層的表面被負(fù)電性f基等離子體處理后，在表面會形成f離子淺注入摻雜絕緣層，即f摻雜的絕緣層，其中，在所述第二半導(dǎo)體層126的側(cè)壁形成f摻雜的氮化鎵層，在所述電子阻擋層125的側(cè)壁形成f摻雜的氮化鋁鎵層，在所述多量子阱層124的側(cè)壁形成f摻雜的氮化鎵層/氮化銦鎵層/氮化鋁鎵層，在所述第一半導(dǎo)體層123的表面形成f摻雜的氮化鎵層。
121.進(jìn)一步地，對上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行高溫退火處理，以使得所述絕緣層130中的f離子均勻分布。在一個(gè)具體地實(shí)施例中，退火溫度例如為700℃。
122.如圖6d所示，在所述外延層周圍形成凹槽1202。
123.該步驟中，例如采用光刻和干法刻蝕，在所述外延層120周圍形成所述凹槽1202，具體地，依次對所述絕緣層130、第一半導(dǎo)體層123、非故意摻雜層122、緩沖層121進(jìn)行刻蝕，暴露出所述襯底110，形成所述凹槽1202。所述凹槽1202暴露出所述襯底110以形成芯片間的隔離同時(shí)還可以增加側(cè)壁面積改善光提取。
124.如圖6e所示，在所述第二半導(dǎo)體層126的表面形成透明導(dǎo)電層150，并對所述透明導(dǎo)電層150進(jìn)行退火，本實(shí)施例中，退火溫度例如為600℃。
125.本實(shí)施例中，所述透明導(dǎo)電層150為導(dǎo)電材料層，例如為ito材料層，厚度為10nm，但不限于此。
126.進(jìn)一步地，在所述透明導(dǎo)電層150上形成金屬阻擋層190，所述金屬阻擋層190。所述金屬阻擋層190的材料為cr、al、ti、pt中的一種。
127.如圖6f和6g所示，在金屬阻擋層190的表面和側(cè)壁、所述透明導(dǎo)電層150的表面和側(cè)壁、所述絕緣層130的表面以及所述凹槽1202的槽底部和側(cè)壁形成鈍化層160，并且對所述鈍化層160進(jìn)行刻蝕形成第三開口1601以及第四開口1602。
128.該步驟中，采用光刻以及濕法刻蝕形成所述第三開口1601和所述第四開口1602；其中所述第三開口1601位于所述通孔1201處，暴露出所述絕緣層130的表面；所述第四開口1602暴露出部分所述金屬阻擋層190的表面。
129.本實(shí)施例中，所述鈍化層160例如為氧化硅(sio2)層，在其他實(shí)施例中，所述鈍化層160還可以為氮化硅(sin
x
)層等。所述鈍化層160的厚度例如為600nm。
130.如圖6h所示，在所述絕緣層130中形成第一開口1301。
131.該步驟中，采用干法刻蝕所述絕緣層130，暴露出所述第一半導(dǎo)體層123，在所述絕緣層130中形成第一開口1301。本實(shí)施例中，例如采用刻蝕氣體bcl3/cl2。在其他實(shí)施例中，還可以采用sicl4等離子體對第一開口1301暴露出的所述第一半導(dǎo)體層123的表面進(jìn)行處理，以增加所述第一半導(dǎo)體層123中的硅摻雜濃度。
132.如圖6i所示，形成第一電極170以及第二電極180。
133.該步驟中，采用光刻以及電子蒸發(fā)工藝形成所述第一電極170以及第二電極180，所述第一電極170覆蓋部分所述鈍化層160，并且填充所述第三開口1601和所述第一開口1301，經(jīng)由所述第三開口1601和所述第一開口1301與所述第一半導(dǎo)體層123電連接；所述第二電極180覆蓋部分所述鈍化層160，并且填充所述第四開口1602，經(jīng)由所述第四開口1602與所述金屬阻擋層190電連接；所述第一電極170和所述第二電極180相互分離。
134.所述第一電極170和所述第二電極180例如包括鉻、鋁、鈦、鉑、金中的至少一種材料。
135.本實(shí)用新型提供的發(fā)光二極管，在所述臺階的臺階側(cè)壁以及下臺階面的表面上設(shè)置絕緣層，防止所述發(fā)光二極管表面的鈍化膜破裂后電極材料的電化學(xué)反應(yīng)、金屬遷移而導(dǎo)致的第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層之間的短路，具有優(yōu)異的防漏電性能，進(jìn)一步提高所述發(fā)光二極管的可靠性。
136.在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述外延層中開設(shè)有接觸孔，以暴露出所述第一半導(dǎo)體層，所述第一電極經(jīng)由所述接觸孔與所述第一半導(dǎo)體層電連接。
137.在優(yōu)選的實(shí)施例中，在接觸孔的底部以及側(cè)壁形成絕緣層，防止所述發(fā)光二極管表面的鈍化膜破裂后電極材料的電化學(xué)反應(yīng)、金屬遷移而導(dǎo)致的第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層之間的短路，具有優(yōu)異的防漏電性能，進(jìn)一步提高所述發(fā)光二極管的可靠性。
138.在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述外延層的四周開設(shè)有凹槽，所述凹槽貫穿所述外延層，暴露出所述襯底，以形成芯片間隔離，同時(shí)還可以增加側(cè)壁面積改善光提取。
139.在優(yōu)選地實(shí)施例中，形成所述絕緣層和形成所述臺階采用同一掩膜，不會增加光
刻步驟，簡化形成發(fā)光二極管的工藝。
140.在優(yōu)選地實(shí)施例中，形成所述絕緣層之后對所述絕緣層進(jìn)行退火，使得所述絕緣層中的摻雜均勻。
141.在優(yōu)選地實(shí)施例中，在下臺階面上方的絕緣層或者接觸孔底部的絕緣層進(jìn)行刻蝕形成第一開口，以實(shí)現(xiàn)位于所述絕緣層的第一開口位置上方的第一電極與所述第一半導(dǎo)體層電連接。
142.在優(yōu)選的實(shí)施例中，經(jīng)由第一開口繼續(xù)對所述第一半導(dǎo)體層進(jìn)行離子注入，以提高所述第一半導(dǎo)體層表層的摻雜濃度。
143.依照本實(shí)用新型的實(shí)施例如上文所述，這些實(shí)施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該實(shí)用新型僅為所述的具體實(shí)施例。顯然，根據(jù)以上描述，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本實(shí)用新型的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地利用本實(shí)用新型以及在本實(shí)用新型基礎(chǔ)上的修改使用。本實(shí)用新型僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。