发光半导体的互补电极结构及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种发光半导体的互补电极结构及其制造方法，其涉及发光半导体领域，用以解决由电极投影区域引起的邦定层不平而导致的邦定不牢固问题。该互补电极结构包括发光材料层、位于发光材料层上方出光面的第一电极和位于发光材料层下方、背向出光面的第二电极，发光材料层包括与第一电极接触的第一掺杂层和与第二电极接触的第二掺杂层，所述第二掺杂层包括与所述第二电极接触的表面层；所述表面层包括相对表面层其它区域更高电阻的高阻层，该高阻层所在表面层上的区域为所述第一电极在所述第二掺杂层表面上的投影区域。本发明专利技术提供的互补电极结构可以提供一个平滑的邦定面，有利于形成高可靠性、高品质的芯片。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发光半导体领域，特别是涉及发光半导体的电极结构和该结构 的制造方法。
技术介绍
发光二极管芯片如附图说明图1所示实施例结构，N电极1和P电极6之间为发光 材料层，发光材料层包括N型层3、发光层4和P型层5，在芯片工作时，电子 流2会沿图中所示路线流动。为了改变电子流的流动路线，使电子流2可以流过更大面积的发光层，可 以采用一种互补电极结构，如中国专利号为200510030321.7、名称为"半导体 发光器件及其制造方法"公开日为2006年5月10日的专利。如图4所示，该图显示为一种经过邦定(bonding)的LED芯片。该专利提 供了一种在位于支撑衬底9上面的发光材料层a的下面P电极6上制作一个与N 电极1在P电极上的投影相对应绝缘填充层8，以实现P电极2与N电极3的 电极互补。这种互补电极结构可以减小传统上下电极发光器件中的电流拥挤现象，改 善电流扩展、提高发光器件的出光率。此时图中的支撑衬底9为转移衬底。在生长衬底是硅衬底的情况下，在硅 生长衬底上生长以二氧化硅或者氮化硅材料的绝缘填充层8。然后需要通过酸洗 的方式去掉硅生长衬底，再将支撑衬底9邦定到发光材料层a上。在这酸洗的 过程中，绝缘填充层8很容易受到腐蚀，从而影响产品的品质。对于其它的单独制作绝缘凸起的互补电极结构也存在一些问题。参看图3，该实施例为经过倒装的垂直结构的LED芯片。在倒装焊之前，生长衬底19上的发光材料层a上沉积有高阻凸起10 (等同于图4中的绝缘填充层8)，高阻凸 起10的材料可以是二氧化硅或者氮化硅等绝缘材料，然后在高阻凸起10上生 成P电极6。在生成的P电极6会产生如图所示的P电极凸起601。这会造成后 沉积在P电极6上的邦定层7也形成邦定层凸起701。邦定层7通常为金Au。 倒装所需的转移衬底12上形成有衬底邦定层14。由于邦定层凸起701凸出邦定层7的表面，致使邦定层7的表面不平整， 在进行倒装焊的时候，会使转移衬底12上的衬底邦定层14与上述邦定层7邦 定不牢固，影响倒装焊的效果。而且这种凸起结构，在邦定后，腐蚀生长衬底 19的时候，腐蚀液会渗入焊缝中，从而影响品质。参看图2的第三种互补电极实施例，在生长衬底19上沉积有发光材料层a。 在P电极6中预留一个N电极1在P电极上的投影区域，即图中的P电极凹坑 600，然后直接在P电极6上直接形成邦定层7。由于邦定层7通常采用金，而 P电极6通常采用铂，P电极凹坑600中的金自然形成相对铂的高阻区域，这样也可以实现上述互补电极的效果。但是这种结构会形成图中所示的邦定层凹坑 700。在去除生长衬底19后，需要在发光材料层a上制作N电极，N电极制作 在P电极凹坑600的正上方位置。在制作完N电极后，需要在N电极上焊电极 引线，由于这个邦定层凹坑700存在，包括发光材料层a在内的半导体层在邦 定层凹坑700处较薄，在焊线的时候，N电极上的点焊压力容易使包括发光材 料层a在内的半导体层从中间处发生裂纹甚至断裂，从而发生漏电等问题，严 重影响了产品的可靠性和品质。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题是提供一种发光半导体的互补电极结构，该结构可以解决上述由电极投影区域凸起引起的邦定层不平而导致的邦定 不牢固，以及上述电极投影区域凹陷情况下引发的包括发光材料层在内的半导 体层从中间处发生裂纹甚至断裂的问题。本专利技术所要解决的第二个技术问题是提供一种发光半导体的互补结构的 制造方法，该方法用来解决上述由电极投影区域凸起引起的邦定层不平而导致 的邦定不牢固，以及上述电极投影区域凹陷情况下引发的包括发光材料层在内 的半导体层从中间处发生裂纹甚至断裂的问题。为了解决上述第一个技术问题，本专利技术提出一种发光半导体的互补电极结 构。该互补电极结构包括发光材料层、位于发光材料层上方出光面的第一电极 和位于发光材料层下方、背向出光面的第二电极，发光材料层包括与第一电极 接触的第一掺杂层和与第二电极接触的第二掺杂层，所述第二掺杂层包括与所 述第二电极接触的表面层；所述表面层包括相对表面层其它区域更高电阻的高 阻层，该高阻层所在表面层上的区域为所述第一电极在所述第二掺杂层表面上 的投影区域。优选地所述高阻层经过等离子体钝化处理，其和所述第二电极接触，形成 相对所述第二掺杂层表面层的其它区域更高电阻。形成高阻层有很多方法，离 子体钝化处理形成高阻层具有良好的可操作性和实用性。优选地所述第一电极为N电极，所述第一掺杂层为N型掺杂层；所述第 二电极为P电极，所述第二掺杂层为P型掺杂层。优选地所述发光半导体为垂直电极结构。本专利技术技术需要用到倒装焊技术。 在硅生长衬底上生成的发光材料层，在形成髙阻层后，与支撑衬底(硅、金属 等)倒装邦定，再去掉硅生长衬底，再在支撑衬底的底部生成金属电极层，形 成垂直结构，此时，位于发光材料层上方的为N电极，位于发光材料下方的为P电极。也可以在蓝宝石衬底上生成的发光材料，在形成高阻层后，与支撑衬底 倒装邦定，然后剥离蓝宝石衬底。优选地所述发光材料层的表面包裹有钝化层，在所述第二掺杂层底面有钝 化环边，环边与所述钝化层连成一体。这种钝化处理可以防止边缘漏电问题。优选地所述P电极的材质为铂、银、铂银合金、铂银锌合金和钼银镁合 金中的任一种。为了解决本专利技术的第二个技术问题，本专利技术提出一种发光半导体的互补电极 结构的制造方法，包括以下步骤用掩膜覆盖与所述第一电极在所述第二掺杂层表面上的投影区域以外的互 补区域；对暴露的所述投影区域进行等离子体处理，使该区域相对被覆盖的互补区域具有更高电阻；去除所述互补区域七面覆盖的掩膜；再在第二掺杂层表面上形成第二电极，第二电极与等离子体处理的所述投影 区域形成高阻接触。优选地所述掩膜为光刻胶。优选地所述等离子体为SF6、氟利昂、C4F8、 CF4、 02或^等离子体物质 中至少一种。优选地先在硅衬底上生长形成氮化镓发光材料层。 本专利技术的有益效果如下相比现有的电极互补技术，本专利技术在第二掺杂层的表面上处理出了一块高 阻层，该高阻层与第一电极在第二掺杂层上的投影区域一致，这样第一电极与第二电极就形成一种互补结构。这种互补结构可以减小上下电极发光器件中的 电流拥挤现象，改善电流扩展、提高发光器件的出光率。由于本专利技术采用的是 第二掺杂层表面处理技术，这样在生成第二电极，以及生成邦定层的时候，都 不会产生现有技术中的凸起或者凹坑。该结构可以解决由电极投影区域凸起 引起的邦定层不平而导致的邦定不牢固问题；以及由电极投影区域凹陷引起的， 在焊线的时候，N电极上的点焊压力使包括发光材料层在内的半导体层从中间 处发生裂纹甚至断裂，从而引发的漏电等问题。本专利技术提高了产品的良品率， 也提高了产品的可靠性和稳定性，使产品拥有更高的品质。 说明书附图图1是现有技术中没有采用互补电极的一种结构。图2是现有技术中采用了互补电极的第一种结构实施例，图示为邦定前状态。图3是现有技术中采用了互补电极的第二种结构实施例，图示为邦定前状态。图4是现有技术中采用了互补电极的第三种结构实施例。图5是本专利技术涂敷有掩膜的结构图。图6是本专利技术去掉掩膜的结构图。图7是本专利技术的第一种实施例的剖面结构示意图。图8是本专利技术的第二种实施例的剖面结构示意图。图9是图8中沿A—A方向的剖本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光半导体的互补电极结构，包括发光材料层、位于发光材料层上方出光面的第一电极和位于发光材料层下方、背向出光面的第二电极，发光材料层包括与第一电极接触的第一掺杂层和与第二电极接触的第二掺杂层，所述第二掺杂层包括与所述第二电极接触的表面层，其特征在于：所述表面层包括相对表面层其它区域更高电阻的高阻层，该高阻层所在表面层上的区域为所述第一电极在所述第二掺杂层表面上的投影区域。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军林，管志斌，江风益，
申请(专利权)人：晶能光电江西有限公司，
类型：发明
国别省市：36[中国|江西]