一種led結(jié)構(gòu)及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光電芯片制造領(lǐng)域，尤其涉及一種LED結(jié)構(gòu)及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年，隨著圖案化襯底的使用以及外延技術(shù)的進(jìn)步，發(fā)光二極管(LED)中的外延層晶體質(zhì)量得以顯著的提高。相應(yīng)地，LED的發(fā)光效率得到大幅的提升，在照明應(yīng)用中具有健康、節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。LED已經(jīng)廣泛應(yīng)用于顯示屏、液晶背光源、交通指示燈、室外照明等領(lǐng)域，并且開始向室內(nèi)照明、汽車用燈、舞臺(tái)用燈、特種照明等領(lǐng)域滲透。LED的質(zhì)量與襯底結(jié)構(gòu)、外延工藝、電極制作工藝及流程、鈍化保護(hù)結(jié)構(gòu)等息息相關(guān)。鈍化保護(hù)結(jié)構(gòu)是隔離LED器件與外界環(huán)境的保護(hù)層結(jié)構(gòu)，已經(jīng)成為影響LED可靠性和壽命等質(zhì)量的關(guān)鍵因素。
[0003]然而，申請(qǐng)人經(jīng)過長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的鈍化保護(hù)結(jié)構(gòu)仍然是LED器件技術(shù)的薄弱環(huán)節(jié)。在現(xiàn)有技術(shù)中，LED的鈍化保護(hù)結(jié)構(gòu)通常是在電極制作完成后通過PECVD(等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積)工藝形成的一層氧化硅或氮化硅的保護(hù)層。PECVD工藝的自然屬性是沉積層的厚度受到表面形貌的影響，在臺(tái)階的側(cè)壁上形成的二氧化硅層或氮化硅層的厚度更薄。因此，LED臺(tái)階的側(cè)壁處不能得到充分的保護(hù)，導(dǎo)致LED出現(xiàn)漏電、失效等問題，嚴(yán)重影響了 LED的良率、成本、可靠性和使用壽命。此類問題在使用環(huán)境的溫濕度或酸堿度變化頻繁的特種照明領(lǐng)域顯得更為突出。為解決上述問題，申請(qǐng)人曾嘗試提高二氧化硅層或氮化硅層的厚度以改善LED器件鈍化保護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，然而該方法的效果并不明顯，并且，過厚的二氧化硅層或氮化硅層還會(huì)在降低LED器件的發(fā)光亮度的同時(shí)引入附加的應(yīng)力，在LED器件的臺(tái)階側(cè)壁處容易出現(xiàn)二氧化硅層或氮化硅層因應(yīng)力產(chǎn)生的斷裂，從而導(dǎo)致二氧化硅層或氮化硅層隔離不良的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種LED結(jié)構(gòu)及其制作方法，以解決現(xiàn)有的技術(shù)問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種LED結(jié)構(gòu)，包括
[0006]襯底；
[0007]外延層，所述外延層包括依次形成于所述襯底上的N型半導(dǎo)體層、有源層以及P型半導(dǎo)體層，所述外延層中形成有至少一個(gè)暴露所述N型半導(dǎo)體層的凹槽；
[0008]第一絕緣介質(zhì)層，所述第一絕緣介質(zhì)層覆蓋所述P型半導(dǎo)體層以及凹槽的表面，所述第一絕緣介質(zhì)層中形成有暴露至少部分凹槽的第一窗口以及暴露至少部分P型半導(dǎo)體層的第二窗口；
[0009]電流擴(kuò)展層，所述電流擴(kuò)展層形成于第二窗口內(nèi)的P型半導(dǎo)體層上，所述電流擴(kuò)展層的厚度小于或等于所述第一絕緣介質(zhì)層的厚度；
[0010]第二絕緣介質(zhì)層，所述第二絕緣介質(zhì)層覆蓋所述第一絕緣介質(zhì)層、電流擴(kuò)展層和被第一窗口暴露的N型半導(dǎo)體層，所述第二絕緣介質(zhì)層中形成有第一開孔和第二開孔;以及[0011 ]第一焊盤和第二焊盤，所述第一焊盤通過第一開孔與N型半導(dǎo)體層形成電連接，所述第二焊盤通過第二開孔與P型半導(dǎo)體層形成電連接。
[0012]可選的，在所述的LED結(jié)構(gòu)中，所述電流擴(kuò)展層的厚度小于或等于所述第一絕緣介質(zhì)層的厚度。
[0013]可選的，在所述的LED結(jié)構(gòu)中，所述第二開孔貫穿所述第二絕緣介質(zhì)層，所述第二焊盤與所述電流擴(kuò)展層接觸。
[0014]可選的，在所述的LED結(jié)構(gòu)中，所述第二開孔貫穿所述第二絕緣介質(zhì)層和電流擴(kuò)展層，所述第二焊盤與所述P型半導(dǎo)體層接觸。
[0015]可選的，在所述的LED結(jié)構(gòu)中，所述電流擴(kuò)展層的材質(zhì)為ITO或ZnO中的至少一種。
[0016]可選的，在所述的LED結(jié)構(gòu)中，所述第一絕緣介質(zhì)層的材質(zhì)為化合物或聚合物中的至少一種。進(jìn)一步的，所述化合物為硅的氧化物、硅的氮化物或硅的氮氧化物，所述聚合物為聚酰亞胺。
[0017]可選的，在所述的LED結(jié)構(gòu)中，所述第二絕緣介質(zhì)層的材質(zhì)為化合物或聚合物中的至少一種。進(jìn)一步的，所述化合物為硅的氧化物、硅的氮化物或硅的氮氧化物，所述聚合物為聚酰亞胺。
[0018]可選的，在所述的LED結(jié)構(gòu)中，所述第一絕緣介質(zhì)層的厚度比所述電流擴(kuò)展層的厚度大0.1微米。
[0019]可選的，在所述的LED結(jié)構(gòu)中，所述電流擴(kuò)展層的厚度小于或等于0.5微米。進(jìn)一步的，所述電流擴(kuò)展層采用濺射工藝形成，所述電流擴(kuò)展層的厚度小于等于0.1微米;或者，所述電流擴(kuò)展層采用蒸發(fā)工藝形成，所述電流擴(kuò)展層的厚度為0.2?0.3微米。
[0020]可選的，在所述的LED結(jié)構(gòu)中，所述凹槽的深度大于所述有源層和P型半導(dǎo)體層厚度的總和且小于所述外延層的厚度。
[0021 ]本發(fā)明還提供一種LED結(jié)構(gòu)制作方法，包括:
[0022]提供一襯底；
[0023]在所述襯底上形成外延層，所述外延層包括依次形成于襯底上的N型半導(dǎo)體層、有源層和P型半導(dǎo)體層，并在所述外延層中形成至少一個(gè)暴露所述N型半導(dǎo)體層的凹槽；
[0024]在所述P型半導(dǎo)體層以及所述凹槽的表面上形成第一絕緣介質(zhì)層，并在所述第一絕緣介質(zhì)層中形成暴露至少部分凹槽的第一窗口和暴露至少部分P型半導(dǎo)體層的第二窗P;
[0025]在所述第一絕緣介質(zhì)層、第一窗口以及第二窗口表面形成電流擴(kuò)展層，并腐蝕所述電流擴(kuò)展層，保留所述第二窗口內(nèi)的電流擴(kuò)展層；
[0026]在所述第一絕緣介質(zhì)層、電流擴(kuò)展層和被所述第一窗口暴露的N型半導(dǎo)體層上形成第二絕緣介質(zhì)層，并刻蝕所述第二絕緣介質(zhì)層形成第一開孔和第二開孔;以及
[0027]在所述第一開孔內(nèi)形成第一焊盤，在所述第二開孔內(nèi)形成第二焊盤，所述第一焊盤通過第一開孔與N型半導(dǎo)體層形成電連接，所述第二焊盤通過第二開孔與所述P型半導(dǎo)體層形成電連接。
[0028]可選的，在所述的LED結(jié)構(gòu)制作方法中，腐蝕所述電流擴(kuò)展層的過程包括:在所述電流擴(kuò)展層上旋涂光刻膠;通過曝光和顯影工藝圖形化所述光刻膠，形成圖形化的光刻膠，所述圖形化的光刻膠覆蓋所述第二窗口內(nèi)的電流擴(kuò)展層；以所述圖形化的光刻膠為掩膜，通過濕法腐蝕去除未被圖形化的光刻膠覆蓋的電流擴(kuò)展層，保留所述第二窗口內(nèi)的電流擴(kuò)展層。
[0029]可選的，在所述的LED結(jié)構(gòu)制作方法中，所述電流擴(kuò)展層的厚度小于或等于所述第一絕緣介質(zhì)層的厚度。
[0030]可選的，在所述的LED結(jié)構(gòu)制作方法中，所述第二開孔貫穿所述第二絕緣介質(zhì)層，所述第二焊盤與所述電流擴(kuò)展層接觸。
[0031]可選的，在所述的LED結(jié)構(gòu)制作方法中，所述第二開孔貫穿所述第二絕緣介質(zhì)層和電流擴(kuò)展層，所述第二焊盤與所述P型半導(dǎo)體層接觸。
[0032]可選的，在所述的LED結(jié)構(gòu)制作方法中，所述電流擴(kuò)展層的材質(zhì)為ITO或ZnO中的至少一種。
[0033]可選的，在所述的LED結(jié)構(gòu)制作方法中，所述第一絕緣介質(zhì)層的材質(zhì)為化合物或聚合物中的至少一種。進(jìn)一步的，所述化合物為硅的氧化物、硅的氮化物或硅的氮氧化物，所述聚合物為聚酰亞胺。
[0034]可選的，在所述的LED結(jié)構(gòu)制作方法中，所述第二絕緣介質(zhì)層的材質(zhì)為化合物或聚合物中的至少一種。進(jìn)一步的，所述化合物為硅的氧化物、硅的氮化物或硅的氮氧化物，所述聚合物為聚酰亞胺。
[0035]可選的，在所述的LED結(jié)構(gòu)制作方法中，所述第一絕緣介質(zhì)層的厚度比所述電流擴(kuò)展層的厚度大0.1微米。
[0036]可選的，在所述的LED結(jié)構(gòu)制作方法中，所述電流擴(kuò)展層的厚度小于或等于0.5微米。進(jìn)一步的，所述電流擴(kuò)展層采用濺射工藝形成，所述電流擴(kuò)展層的厚度小于等于0.1微米;或者，所述電流擴(kuò)展層采用蒸發(fā)工藝形成，所述電流擴(kuò)展層的厚度為0.2?0.3微米。
[0037]可選的，在所述的LED結(jié)構(gòu)制作方法中，所述凹槽的深度大于所述有源層和P型半導(dǎo)體層厚度的總和且小于所述外延層的厚度。
[0038]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供LED結(jié)構(gòu)及其制作方法具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0039]—、本發(fā)明在形成電流擴(kuò)展層之前先形成了第一絕緣介質(zhì)層，并在第一絕緣介質(zhì)層上設(shè)置了暴露至少部分P型半導(dǎo)體層的第二窗口，將電流擴(kuò)展層設(shè)置于所述第二窗口之內(nèi)，所述第一絕緣介質(zhì)層和第二絕緣介質(zhì)層共同組成鈍化保護(hù)結(jié)構(gòu)，此方案解決了現(xiàn)有技術(shù)中鈍化保護(hù)層在電流擴(kuò)展層的側(cè)壁密封性不佳的問題；同時(shí)，采用此種方式腐蝕電流擴(kuò)展層時(shí)可以實(shí)現(xiàn)自對(duì)準(zhǔn)功能，與現(xiàn)有技術(shù)相比，發(fā)光面積更穩(wěn)定，LED結(jié)構(gòu)的亮度一致性更尚;
[0040]二、本發(fā)明在形成第二絕緣介質(zhì)膜之后形成焊盤，避免了現(xiàn)有技術(shù)中鈍化保護(hù)層在焊盤周圍密封性不佳的問題。
【附圖說明】
[0041]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一中襯底的剖面結(jié)構(gòu)圖；
[0042]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一中形成外延層后的剖面結(jié)構(gòu)圖；
[0043]圖3是本發(fā)明實(shí)施例一中形成凹槽后的剖面結(jié)構(gòu)圖；
[0044]圖4是本發(fā)明實(shí)施例