发光二极管制造技术

本实用新型专利技术公开了一种发光二极管，其包括发光外延叠层，具有相对的上、下表面，自下而上包含第一半导体层、有源层和第二半导体层；防静电针，位于所述发光外延叠层的下表面并向其上表面方向延伸，穿过所述第一半导体层和有源层，与所述第二半导体层接触，其末端为一尖端，侧壁与所述发光外延叠层电性隔离；所述第二半导体层具有局部不导电区域，所述防静电针末端尖端全部位于不导电区域内；当所述发光二极管内电荷积累时，通过所述防静电针导出。本实用新型专利技术针对电击穿来改善LED的抗静电能力。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
发光二极管
本技术属于半导体照明领域，具体涉及一种发光二极管。
技术介绍
发光二极管(英文为Light Emitting D1de,简称LED)是利用半导体的第二-第一结电致发光原理制成的一种半导体发光器件。LED具有环保、亮度高、功耗低、寿命长、工作电压低、易集成化等优点，是继白炽灯、荧光灯和高强度放电灯之后的第四代新光源。 LED的抗静电能力为体现产品品质的一个重要参数，当被静电击穿后往往会出现漏电、死灯的现象。目前，常用方法是在封装过程中并联一齐纳二极管来保护氮化镓基发光二极管，以防止其静电损伤；不过这会增加封装的复杂度和制造成本。中国专利文献CN102683537A公开了一种发光二极管,从改变电极的形状防止尖端放电而产生的静电击穿。
技术实现思路
本技术的目的为提供一种具有抗静电的发光二极管。静电击穿有多种作用机制，如热击穿、化学击穿、电击穿等。本专利主要针对电击穿来改善LED的抗静电能力，电击穿为介质在强电场作用下被激发出的自由电子而引起，自由电子随电场强度的增加而急剧增加，从而破坏介质的绝缘性能。可见电击穿的本质是电荷积累所致，因而防止电荷积聚可以防止电击穿。 根据本技术的第一个方面，发光二极管，包括:发光外延叠层，具有相对的上、下表面，自下而上包含第一半导体层、有源层和第二半导体层；防静电针，位于所述发光外延叠层的下表面并向其上表面方向延伸，穿过所述第一半导体层和有源层，与所述第二半导体层接触，其末端为一尖端，侧壁与所述发光外延叠层电性隔离；所述第二半导体层具有局部不导电区域，所述防静电针末端尖端全部位于不导电区域内；当所述发光二极管内电荷积累时，通过所述防静电针导出。 优选地，当电荷积累时，所述防静电针尖端的电荷密度较大，正负电荷之间在引力作用相互吸引，积累在半导体中的电荷由所述防静电针导出。 优选地，所述发光二极管还包括一导电基板，其位于所述发光外延叠层的下表面，构成一垂直结构的发光二极管。 优选地，所述发光二极管还包括一电极结构，其位于所述发光外延叠层的上表面之上，其在发光外延叠层上的投影与所述防静电针对应。 优选地，所述防静电针位于发光外延叠层的外周边区域。 优选地，所述第一半导层为η型半导体层，所述第二半导体层为P型半导体层，包括P型限制层和P型覆盖层，其中P型限制层邻近有源层，所述防静电针的尖端位于P型限制层。 [0011 ] 优选地，所述防静电针具有良好的导电性。 优选地,所述防静电针的材料选自Au、Cu、Al或其合金。 优选地，所述发光外延叠层还包括一窗口层、一欧姆接触层，其位于所述第二半导体层之上。 在本技术中，通过在发光二极管内部设置防静电针，导出过多累积的电子，防止过多的电子积累而导致的静电击穿。 【附图说明】 图1为现有技术中的一种LED外延结构。 图2为实施例1之发光二极管的侧面剖视图。 图3为图2所示发光二极管正向导通时电流流向示意图。 图4为图2所示发光二极管电荷积累时电流流向示意图。 图5为图3的局部放大图。 图6显示了图2所示发光二极管之防静电针的电荷释放过程。 图7为实施例之发光二极管的侧面剖视图。 图中各标号表示如下: 110:基板；120:发光外延叠层；120a:发光外延叠层的上表面；120b:发光外延叠层的下表面；121:第一覆盖层；122:第一限制层；123:有源层；124:第二限制层；125 --第二覆盖层；126:窗口层；127:欧姆接触层；130:透明导电层；141:第一电极；142:第二电极；150:高阻区；160:阻隔层；170:防静电针。 【具体实施方式】 下面结合示意图对本技术的LED结构进行详细的描述，借此对本技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。在本技术被详细描述之前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。 图1显不现有技术中的一种LED外延结构,其包括基板110、第一覆盖层121、第一限制层122、有源层123、第二限制层124、第二覆盖层125、窗口层126，其中第一覆盖层121和第二覆盖层125为高掺杂半导体层，第一限制层122、有源层123、第二限制层124为低掺杂的半导体层。在本结构中，静电产生的自由电荷急剧的积聚会导致电击穿。 图2显示了本技术第一实施例的发光二极管的结构剖面图。 请参看附图2，一种具有防静电针的发光二极管，包括:基板110、发光外延叠层120、第一电极141、第二电极142、发光外延叠层高阻区150、防静电针170。 发光二极管电性结构为垂直结构，基板110为一导电基板。发光外延叠层120发光叠层包含第一半导体层、有源层及第二半导体层，当第一半导体层为P型半导体，第二半导体层可为相异电性的η型半导体，反之，当第一半导体层为η型半导体，第二半导体层可为相异电性的P型半导体。有源层位于第一半导体层及第二半导体层之间，可为中性、P型或η型电性的半导体。施以电流通过半导体发光叠层时，激发有源层发光出光线。当有源层以氮化物为基础的材料时，会发出紫外光、蓝光或绿光；当以磷化铝铟镓为基础的材料时，会发出红、橙、黄光的琥珀色系的光。本实施例以磷化铝铟镓材料为例，具体包括第一覆盖层121、第一限制层122、有源层123、第二限制层124、第二覆盖层125、窗口层126和欧姆接触层127。其中，其中第一覆盖层121和第二覆盖层125为高掺杂半导体层，第一限制层122、有源层123、第二限制层124为低掺杂的半导体层，窗口层126为GaP材料层，欧姆接触层127为高掺GaP材料层，厚度为20~500埃。透明导电层130位于欧姆接触层127之上，该透明导电层130包含氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌或氧化锌锡所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料。第一电极位于基板110的下方，第二电极位于透明导电层130上方，用于向发光外延叠层120注入电流。 在电极的正下方具有一局部高阻区150，可以利用湿氧化法局部选择性的将第二限制层124、第二覆盖层125、窗口层126及欧姆接触层127等外延材料的部分绝缘化，其一方面可阻挡电流直接流过第二电极下表面使得第二电极正下方的发光量降低，以减少光被第二电极下表面所吸收，另一方面直接可在电极的下方设置防静电针170，防止第二电极的电流直接通过防静电针170流向第一电极。 具体的，该防静电针170位于发光外延叠层120的下表面120b并向其上表面120a方向延伸，穿过第一覆盖层121、第一限制层122、有源层123，与第二限制层124接触，侧壁由[wl]阻隔层160包裹以使其与第一覆盖层121、第一限制层122和有源层123电性隔离，仅尖端170a露出并且裸露的尖端170a全部位于局部高阻区(即不导电区)150内。防静电针170的材料具有良好的导电性，包含选自Cr/Au、Ni/Au、Cr/Al、Ti/Al或Ti/Au所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料所构成的族群，阻隔层160的材料选用氧化铝(Al2O3)、氮化硅(SiNx)、氧化硅(S12)、氧化钛(T12),或上述材本文档来自技高网...

【技术保护点】
发光二极管，包括发光外延叠层，具有相对的上、下表面，自下而上包含第一半导体层、有源层和第二半导体层；其特征在于：还包括防静电针，位于所述发光外延叠层的下表面并向其上表面方向延伸，穿过所述第一半导体层和有源层，与所述第二半导体层接触，其末端为一尖端，侧壁与所述发光外延叠层电性隔离；所述第二半导体层具有局部不导电区域，所述防静电针末端尖端全部位于不导电区域内；当所述发光二极管内电荷积累时，通过所述防静电针导出。

【技术特征摘要】
1.发光二极管，包括发光外延叠层，具有相对的上、下表面，自下而上包含第一半导体层、有源层和第二半导体层；其特征在于:还包括防静电针，位于所述发光外延叠层的下表面并向其上表面方向延伸，穿过所述第一半导体层和有源层，与所述第二半导体层接触，其末端为一尖端，侧壁与所述发光外延叠层电性隔离；所述第二半导体层具有局部不导电区域，所述防静电针末端尖端全部位于不导电区域内；当所述发光二极管内电荷积累时，通过所述防静电针导出。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于:静电产生电荷积累时，由于静电感应效应，防静电针上产生感应与之电性相反的感应电荷，在防静电针的尖端电荷密度较大，利用感应电荷与静电积累电荷之间的引力作用将静电积累的电荷沿防静电针导出。3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于:还包括一导电基板，其位于所述发...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晶，吴俊毅，陶青山，
申请(专利权)人：天津三安光电有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12