具有静电防护功能的发光二极管结构制造技术

一种具有静电防护功能的发光二极管结构，其包括一基板、一图案化半导体层、一第一电极与一第二电极。其中，图案化半导体层是配置于基板上，且至少区分为一第一岛状结构与一第二岛状结构。第一电极与第二电极是连接于第一岛状结构与第二岛状结构之间，第一电极、第二电极以及该第一岛状结构是构成一发光二极管，而第一电极、第二电极以及第二岛状结构是构成与该发光二极管并联反接之一分流二极管。上述的发光二极管结构中，第一岛状结构与一第二岛状结构可同时由磊晶方式进行制作，以使得发光二极管具有静电防护功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种发光二极管(light-emitting diode，LED)的制造方法，且特别是有关于一种具有静电防护(Electro-Static Dischargeprotection，ESD protection)功能的发光二极管结构。
技术介绍
由III-V族元素化合物半导体材料所构成的发光二极管是一种宽能隙(wide bandgap)的发光元件，其可发出的光线从红外光一直到紫外光，而几乎涵盖所有可见光的波段。发光二极管元件的基本(Internalquantum efficiency)，以及元件的光取出效率(light extractionefficiency)，即外部量子效率(External quantum efficiency)。其中，增加内部量子效率的方法主要是改善发光层的长晶品质及其膜层结构的设计，而增加外部量子效率的关键则在于减少发光层所发出的光在发光二极管内部因全反射或其他效应所造成的能量损失。由于发光二极管的发光效率不断提升，使得发光二极管在某些领域已渐渐取代日光灯与白热灯泡，例如需要高速反应的扫描器灯源、液晶显示器的背光源或前光源汽车的仪表板照明、交通号志灯，以及一般的照明装置等。此外，发光二极管与传统灯泡比较具有绝对的优势，例如体积小、寿命长、低电压/电流驱动、不易破裂、发光时无显著的热问题、不含水银(没有污染问题)与发光效率佳(省电)等特性。值得注意的是，虽然发光二极管具有上述众多优点，但是发光二极管常因异常电压或静电放电(Electro-Static Discharge，ESD)造成损坏。因此，习知技术的作法是将一发光二极管与一齐纳二极管(Zener Diode)并联，以避免发光二极管受到异常电压或静电放电的破坏。请参考图1A，其绘示已知具有静电防护功能的发光二极管封装结构的等效电路。为了避免发光二极管30于操作时，遭受静电放电而破坏。因此，将发光二极管30与一齐纳二极管40并联，以防止静电放电造成发光二极管30破坏，其中齐纳二极管40在崩溃区操作，故齐纳二极管40会一直保持在导通状态。在上述习知具有静电防护功能的发光二极管封装结构中，当正常顺向偏压施加于发光二极管30的两端V+与V-时，使得发光二极管30正常运作。然而，当有异常电压或静电产生时，此过高的电压便可以经由在崩溃区工作的齐纳二极管40而放电，所以发光二极管30不会被异常电压或高电压的静电造成不可回复的损伤而无法运作。请参照图1B，其绘示为已知具有静电防护功能的发光二极管封装结构的剖面示意图。透明基底32、N型掺杂氮化镓层34、P型掺杂氮化镓层36以及电极38a、38b构成图1A的III-V族氮化镓发光二极管30；而N型掺杂硅42、P型掺杂硅44与金属层46a、46b构成第1A图中的齐纳二极管40。此外，图1B中所示的凸块50a、50b通常为焊锡(Solder)材质，且凸块50a与50b分别将P型掺杂硅44电性耦接到N型掺杂氮化镓层34，以及N型掺杂硅42电性耦接到P型掺杂氮化镓层36，以构成图1A所示的等效电路图。虽然上述的结构可以保护发光二极管免于静电放电的破坏，但是此种结构在制作程序上必须再多几道步骤，以在N型掺杂硅42中制作P型掺杂硅44。所以，此种已知具有静电防护功能的发光二极管封装结构将耗费较多的制程时间与制程设备例如离子植入机及附属的气体供应设备以及真空是统等，且耗费的制造成本也会较高。
技术实现思路
本专利技术的目的就是在提供一种具有静电防护功能的发光二极管结构，其由一分流二极管(shunt diode)与发光二极管并联，因此发光二极管具有静电防护功能。基于上述或其他目的，本专利技术提出一种具有静电防护功能的发光二极管结构，其特征在于，包括一基板；一图案化半导体层，配置于该基板上，该图案化半导体层包括一第一型掺杂半导体层、一位于该第一型掺杂半导体层的部分区域上的发光层，以及一位于该发光层上的第二型掺杂半导体层，其中该图案化半导体层中的该第一型掺杂半导体层、该发光层以及该第二型掺杂半导体层是至少区分为一第一岛状结构与一第二岛状结构；一第一电极，连接于该第一岛状结构中的该第一型掺杂半导体层与该第二岛状结构中的该第二型掺杂半导体层之间；以及一第二电极，连接于该第一岛状结构中的该第二型掺杂半导体层与该第二岛状结构中的该第一型掺杂半导体层之间，其中该第一电极、该第二电极以及该第一岛状结构是构成一发光二极管，而该第一电极、该第二电极以及该第二岛状结构是构成与该发光二极管并联反接之一分流二极管。其中该基板的材质包括氧化铝、碳化硅、氧化锌、硅、磷化镓，以及砷化镓其中之一。其中该第一型掺杂半导体层包括一晶核层，位于该基板上；一缓冲层，位在该晶核层上；以及一第一束缚层，位在该缓冲层的部分区域上。其中该晶核层的材质包括AleInfGa1-e-fN，e、f≥0；0≤e+f≤1。其中该晶核层为N型掺杂。其中该缓冲层的材质包括AlcIndGa1-c-dN，c、d≥0；0≤c+d＜1。其中该缓冲层为N型掺杂。其中该第一束缚层的材质包括AlxInyGa1-x-yN，x、y≥0；0≤x+y＜1；x＞c。其中该发光层包括掺杂的AlaInbGa1-a-bN/AlxInyGa1-x-yN量子井结构，且a、b≥0；0≤a+b＜1；x、y≥0；0≤x+y＜1；x＞c＞a。其中该发光层为N型掺杂。其中该发光层为P型掺杂。其中该发光层包括未掺杂的AlaInbGa1-a-bN/AlxInyGa1-x-yN量子井结构，且a、b≥0；0≤a+b＜1；x、y≥0；0≤x+y＜1；x＞c＞a。其中该第二型掺杂半导体层包括一第二束缚层，位在该发光层上；以及一接触层，位在该第二束缚层上。其中该第二束缚层的材质包括AlxInyGa1-x-yN，x、y≥0；0≤x+y＜1；x＞c。其中还包括一透明导电层，位在该接触层上。其中该接触层包括一超晶格应变层，且该超晶格应变层包括调变掺杂的AluInvGa1-u-vN/AlxInyGa1-x-yN量子井结构，且u、v≥0；0≤u+v≤1；x、y≥0；0≤x+y＜1；x＞u。其中该超晶格应变层为N型掺杂。其中该超晶格应变层为P型掺杂。其中该第一电极的材质包括Ti/Al、Ti/Al/Ti/Au、Ti/Al/Pt/Au、Ti/Al/Ni/Au、Ti/Al/Pd/Au、Ti/Al/Cr/Au、Ti/Al/Co/Au、Cr/Au、Cr/Pt/Au、Cr/Pd/Au、Cr/Ti/Au、Cr/TiWx/Au、Cr/Al/Cr/Au、Cr/Al/Pt/Au、Cr/Al/Pd/Au、Cr/Al/Ti/Au、Cr/Al/Co/Au、Cr/Al/Ni/Au、Pd/Al/Ti/Au、Pd/Al/Pt/Au、Pd/Al/Ni/Au、Pd/Al/Pd/Au、、Pd/Al/Cr/Au、Pd/Al/Co/Au、Nd/Al/Pt/Au、Nd/Al/Ti/Au、Nd/Al/Ni/Au、Nd/Al/Cr/Au Nd/Al/Co/A、Hf/Al/Ti/Au、Hf/Al/Pt/Au、Hf/Al/Ni/Au、Hf/Al/Pd/Au、Hf/Al/Cr/Au、Hf/Al/Co/Au、Zr/Al/Ti/Au、Zr/Al/Pt/Au、Zr/Al/Ni/Au、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有静电防护功能的发光二极管结构，其特征在于，包括：一基板；一图案化半导体层，配置于该基板上，该图案化半导体层包括一第一型掺杂半导体层、一位于该第一型掺杂半导体层的部分区域上的发光层，以及一位于该发光层上的第二型掺杂半导 体层，其中该图案化半导体层中的该第一型掺杂半导体层、该发光层以及该第二型掺杂半导体层是至少区分为一第一岛状结构与一第二岛状结构；一第一电极，连接于该第一岛状结构中的该第一型掺杂半导体层与该第二岛状结构中的该第二型掺杂半导体层之间；以 及一第二电极，连接于该第一岛状结构中的该第二型掺杂半导体层与该第二岛状结构中的该第一型掺杂半导体层之间，其中该第一电极、该第二电极以及该第一岛状结构是构成一发光二极管，而该第一电极、该第二电极以及该第二岛状结构是构成与该发光二极管并 联反接之一分流二极管。

【技术特征摘要】
1.一种具有静电防护功能的发光二极管结构，其特征在于，包括一基板；一图案化半导体层，配置于该基板上，该图案化半导体层包括一第一型掺杂半导体层、一位于该第一型掺杂半导体层的部分区域上的发光层，以及一位于该发光层上的第二型掺杂半导体层，其中该图案化半导体层中的该第一型掺杂半导体层、该发光层以及该第二型掺杂半导体层是至少区分为一第一岛状结构与一第二岛状结构；一第一电极，连接于该第一岛状结构中的该第一型掺杂半导体层与该第二岛状结构中的该第二型掺杂半导体层之间；以及一第二电极，连接于该第一岛状结构中的该第二型掺杂半导体层与该第二岛状结构中的该第一型掺杂半导体层之间，其中该第一电极、该第二电极以及该第一岛状结构是构成一发光二极管，而该第一电极、该第二电极以及该第二岛状结构是构成与该发光二极管并联反接之一分流二极管。2.如权利要求1所述的具有静电防护功能的发光二极管结构，其特征在于，其中该基板的材质包括氧化铝、碳化硅、氧化锌、硅、磷化镓，以及砷化镓其中之一。3.如权利要求1所述的具有静电防护功能的发光二极管结构，其特征在于，其中该第一型掺杂半导体层包括一晶核层，位于该基板上；一缓冲层，位在该晶核层上；以及一第一束缚层，位在该缓冲层的部分区域上。4.如权利要求3所述的具有静电防护功能的发光二极管结构，其特征在于，其中该晶核层的材质包括AleInfGa1-e-fN，e、f≥0；0≤e+f≤1。5.如权利要求4所述的具有静电防护功能的发光二极管结构，其特征在于，其中该晶核层为N型掺杂。6.如权利要求3所述的具有静电防护功能的发光二极管结构，其特征在于，其中该缓冲层的材质包括AlcIndGa1-c-dN，c、d≥0；0≤c+d＜1。7.如权利要求6所述的具有静电防护功能的发光二极管结构，其特征在于，其中该缓冲层为N型掺杂。8.如权利要求6所述的具有静电防护功能的发光二极管结构，其特征在于，其中该第一束缚层的材质包括AlxInyGa1-x-yN，x、y≥0；0≤x+y＜1；x＞c。9.如权利要求8所述的具有静电防护功能的发光二极管结构，其特征在于，其中该发光层包括掺杂的AlaInbGa1-a-bN/AlxInyGa1-x-yN量子井结构，且a、b≥0；0≤a+b＜1；x、y≥0；0≤x+y＜1；x＞c＞a。10.如权利要求9所述的具有静电防护功能的发光二极管结构，其特征在于，其中该发光层为N型掺杂。11.如权利要求9所述的具有静电防护功能的发光二极管结构，其特征在于，其中该发光层为P型掺杂。12.如权利要求8所述的具有静电防护功能的发光二极管结构，其特征在于，其中该发光层包括未掺杂的AlaInbGa1-a-bN/AlxInyGa1-x-yN量子井结构，且a、b≥0；0≤a+b＜1；x、y≥0；0≤x+y＜1；x＞c＞a。13.如权利要求6所述的具有静电防护功能的发光二极管结构，其特征在于，其中该第二型掺杂半导体层包括一第二束缚层，位在该发光层上；以及一接触层，位在该第二束缚层上。14.如权利要求13所述的具有静电防护功能的发光二极管结构，其特征在于，其中该第二束缚层的材质包括AlxInyGa1-x-yN，x、y≥0；0≤x+y＜1；x＞c。15.如权利要求13所述的具有静电防护功能的发光二极管结构，其特征在于，其中还包括一透明导电层，位在该接触层上。16.如权利要求13所述的具有静电防护功能的发光二极管结构，其特征在于，其中该接触层包括一超晶格应变层，且该超晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：许世昌，许进恭，
申请(专利权)人：元砷光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]