隔离结构的制备方法、高压发光器件及其制造方法技术

本申请涉及半导体技术领域，特别是涉及一种用于高压发光器件的隔离结构的制备方法、高压发光器件及其制造方法，该用于高压发光器件的隔离结构的制备方法，包括：在衬底上形成线条型绝缘层；以线条型绝缘层为掩膜，对衬底进行蚀刻，以形成n个线条型隔离墙以及n

【技术实现步骤摘要】
隔离结构的制备方法、高压发光器件及其制造方法


[0001]本申请涉及半导体
，特别是涉及一种用于高压发光器件的隔离结构的制备方法、高压发光器件及其制造方法。

技术介绍

[0002]近几年由于技术与效率的进步，LED应用越来越广。随着LED应用的升级，市场对于LED的需求朝向更大功率及更高亮度，即高功率LED方向发展。对于实现高功率LED，目前高压发光二极管的设计成为解决方案之一。
[0003]本申请的专利技术人在长期的研发过程中，发现目前高压发光二极管是通过将多个LED单元串联或串并联结合的方式来实现，所用的LED单元为分立器件，或者，通过单片集成的方式在同一衬底上制作相互分离的LED单元。对于单片集成方案，为了实现GaN基LED单元之间的隔离，需在GaN层深蚀刻出沟道以分隔各个LED单元的外延结构，而串联各个LED单元的金属连接线需要穿越沟道，为了保证串联时的金属连接线不发生断裂，蚀刻角度一般都会控制在50
°
以下，这就导致各LED单元的有源层蚀刻面积过大，利用率低，同时，被蚀刻的表面有大量的非辐射复合中心严重制约其光学性能的提高。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种用于高压发光器件的隔离结构的制备方法、高压发光器件及其制造方法，以解决现有技术中存在的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种用于高压发光器件的隔离结构的制备方法，包括：在衬底上形成线条型绝缘层；以线条型绝缘层为掩膜，对衬底进行蚀刻，以形成n个线条型隔离墙以及n
‑
1个沟槽，得到隔离结构，其中，相邻两个沟槽由线条型隔离墙隔开。
[0006]为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种高压发光器件的制造方法，包括：提供一隔离结构，隔离结构由前述的方法制备得到；在n
‑
1个沟槽上分别生长n
‑
1个发光外延层，其中，发光外延层包括层叠设置的第一半导体层、有源层以及第二半导体层，发光外延层在第一半导体层朝向第二半导体层一侧形成有台面结构，且使靠近线条型隔离墙一侧的第一半导体层的部分上表面露出；形成n
‑
1个绝缘介质层，其中，第1个绝缘介质层覆盖第1个第二半导体背离衬底一侧的局部区域，第i个绝缘介质层覆盖第i个第二半导体背离衬底一侧的局部区域、相邻两个发光外延层之间的第i个线条型隔离墙、以及靠近第i个线条型隔离墙一侧的第i
‑
1个第一半导体层的局部上表面；形成n
‑
1个电流扩散层，其中，第1个电流扩散层覆盖第1个绝缘介质层背离第二半导体的一侧，第i个电流扩散层覆盖第i个绝缘介质层背离第二半导体的一侧以及第i个第二半导体背离衬底一侧的局部区域；形成n
‑
2个互联金属层，其中，第i
‑
1个互联电极层覆盖第i
‑
1个第一半导体层的局部上表面、第i个绝缘介质层以及第i个电流扩散层背离绝缘介质层的一侧，以使由线条型隔离墙隔开的相邻两个发光外延层彼此电性串联；在第1个电流扩散层背离绝缘介质层
的一侧形成第一导电类型电极，在第n个第一半导体层的局部上表面形成第二导电类型电极，得到高压发光器件；其中，2≤i≤n
‑
1，且i、n均为整数。
[0007]为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种一种高压发光器件，包括：衬底，衬底的一侧设有n个线条型隔离墙以及n
‑
1个沟槽，其中，相邻两个沟槽由线条型隔离墙隔开；发光外延层，包括依次层叠在沟槽的第一半导体层、有源层以及第二半导体层，其中，发光外延层在第一半导体层朝向第二半导体层一侧形成有台面结构，且露出靠近线条型隔离墙一侧的第一半导体层的部分上表面；n
‑
1个绝缘介质层，其中，第1个绝缘介质层覆盖第1个第二半导体背离衬底一侧的局部区域，第i个绝缘介质层覆盖第i个第二半导体背离衬底一侧的局部区域、相邻两个发光外延层之间的第i个线条型隔离墙、以及靠近第i个线条型隔离墙一侧的第i
‑
1个第一半导体层的局部上表面；n
‑
1个电流扩散层，其中，第1个电流扩散层覆盖第1个绝缘介质层背离第二半导体的一侧，第i个电流扩散层覆盖第i个绝缘介质层背离第二半导体的一侧以及第i个第二半导体背离衬底一侧的局部区域；n
‑
2个互联金属层，其中，第i
‑
1个互联电极层覆盖第i
‑
1个第一半导体层的局部上表面、第i个绝缘介质层以及第i个电流扩散层背离绝缘介质层的一侧，以使由线条型隔离墙隔开的相邻两个发光外延层彼此电性串联；第一导电类型电极，形成在第n个所述第一半导体层的局部上表面；第二导电类型电极，形成在第1个所述电流扩散层背离所述绝缘介质层的一侧；其中，2≤i≤n
‑
1，且i、n均为整数。
[0008]区别于现有技术的情况，本申请具有以下有益效果：
[0009](1)取消GaN层深蚀刻，减少被蚀刻表面的非辐射复合中心，提升发光效率；
[0010](2)通过衬底上的线条型隔离墙隔离各发光外延层，避免因蚀刻有源层造成有源层面积损失，提升有源层的利用率；
[0011](3)隔离结构的沟槽深度与发光外延层的厚度相等，避免了串联各个发光外延层的金属连接线需穿越沟槽而发生断裂，同时可减小互联金属层的长度；
[0012](4)线条型隔离墙的宽度为3～8μm，相邻两个发光外延层之间的间距大幅减小，可将有源层的面积提升5～10％；
[0013](5)沟槽的尺寸可调，进而可以在平行于线条型隔离墙的方向上调整发光外延层的宽度尺寸以满足规定电压下不同亮度的需求，同时，可以在垂直于线条型隔离墙方向上串联不同数目的发光外延层以满足不同的电压需求。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
[0015]图1为本申请用于高压发光器件的隔离结构一实施例结构示意图；
[0016]图2为本申请用于高压发光器件的隔离结构另一实施例结构示意图；
[0017]图3为本申请高压发光器件一实施例的结构示意图；
[0018]图4为本申请高压发光器件一实施例的俯视结构示意图；
[0019]图5为本申请高压发光器件的制造方法一实施例的流程示意图；
[0020]图6为本申请高压发光器件另一实施例的结构示意图；
[0021]图7为本申请高压发光器件的制造方法另一实施例的流程示意图。
具体实施方式
[0022]下面便结合附图对本申请若干具体实施例作进一步的详细说明。但以下关于实施例的描述及说明对本申请保护范围不构成任何限制。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于高压发光器件的隔离结构的制备方法，其特征在于，包括：在衬底上形成线条型绝缘层；以所述线条型绝缘层为掩膜，对所述衬底进行蚀刻，以形成n个线条型隔离墙以及n
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1个沟槽，得到所述隔离结构，其中，相邻两个所述沟槽由所述线条型隔离墙隔开。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：去除所述线条型绝缘层，使所述线条型隔离墙处的所述衬底上表面露出。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在衬底上形成线条型绝缘层的步骤包括：通过电子束蒸发或等离子体增强化学气相沉积工艺在所述衬底上形成所述线条型绝缘层；其中，所述线条型绝缘层的材料为二氧化硅或氮化硅，所述线条型绝缘层的厚度为0.5～2μm。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述以所述线条型绝缘层为掩膜，对所述衬底进行蚀刻，以形成n个线条型隔离墙以及n
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1个沟槽，得到所述隔离结构的步骤包括：以所述线条型绝缘层为掩膜，对所述衬底进行电感耦合等离子体蚀刻，以形成n个线条型隔离墙以及n
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1个沟槽；其中，形成的所述沟槽的深度为3～5μm，形成的所述线条型隔离墙的宽度为3～8μm。5.一种高压发光器件的制造方法，其特征在于，包括：提供一隔离结构，所述隔离结构由如权利要求1～4任一项所述的方法制备得到；在n
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1个沟槽上分别生长n
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1个发光外延层，其中，所述发光外延层包括层叠设置的第一半导体层、有源层以及第二半导体层，所述发光外延层在所述第一半导体层朝向所述第二半导体层一侧形成有台面结构，且使靠近线条型隔离墙一侧的所述第一半导体层的部分上表面露出；形成n
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1个绝缘介质层，其中，第1个所述绝缘介质层覆盖第1个所述第二半导体背离所述衬底一侧的局部区域，第i个所述绝缘介质层覆盖第i个所述第二半导体背离所述衬底一侧的局部区域、相邻两个所述发光外延层之间的第i个所述线条型隔离墙、以及靠近第i个所述线条型隔离墙一侧的第i
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1个所述第一半导体层的局部上表面；形成n
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1个电流扩散层，其中，第1个所述电流扩散层覆盖第1个所述绝缘介质层背离所述第二半导体的一侧，第i个所述电流扩散层覆盖第i个所述绝缘介质层背离所述第二半导体的一侧以及第i个所述第二半导体背离所述衬底一侧的局部区域；形成n
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2个互联金属层，其中，第i
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1个所述互联电极层覆盖第i
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1个所述第一半导体层的局部上表面、第i个所述绝缘介质层以及第i个所述电流扩散层背离所述绝缘介质层的一侧，以使由所述线条型隔离墙隔开的相邻两个所述发光外延层彼此电性串联；在第1个所述电流扩散层背离所述绝缘介质层的一侧形成第一导电类型电极，在第n个所述第一半导体层的局部上表面形成第二导电类型电极，得到所述高压发光器件；其中，2≤i≤n
‑
1，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春，裴向辉，邵明镜，马爽，王亚洲，闫春辉，
申请(专利权)人：深圳第三代半导体研究院，
类型：发明
国别省市：