專利名稱:半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體發(fā)光器件,特別是涉及一種能夠抗靜電的半導(dǎo)體發(fā) 光器件及其制造方法。
背景技術(shù):
以銦鎵鋁氮為半導(dǎo)體材料的發(fā)光器件可以用于全色大屏幕顯示、交通信號(hào) 燈、背光源、固體照明等,它是一種很重要的發(fā)光器件。銦鎵鋁氮發(fā)光器件有 同側(cè)電極結(jié)構(gòu)和上下電極結(jié)構(gòu)兩種形式,上下電極結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件可以改善出 光效率、提高芯片利用率和降低器件的串連電阻,因而上下電極結(jié)構(gòu)的發(fā)光器 件的運(yùn)用變得越來越普遍。
無論是同側(cè)電極結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件還是上下電極結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件,其抗靜電 性能都是它們的一項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)。在芯片的生產(chǎn)過程和運(yùn)輸過程中,器件都不可 避免的要接觸靜電,它很容易使器件失效。在半導(dǎo)體器件生產(chǎn)線上的靜電一般 都有幾千伏甚至幾萬伏、幾十萬伏,當(dāng)銦鎵鋁氮發(fā)光器件接觸到帶有靜電的物 體時(shí),數(shù)千、數(shù)萬伏的高電位物體會(huì)發(fā)生脈沖放電或火花放電,瞬間會(huì)有很高 的電流流過發(fā)光器件,使得發(fā)光器件受到損壞。
因而,提高銦鎵鋁氮材料的質(zhì)量和改善器件的結(jié)構(gòu)來提高器件的抗靜電性 能顯得很有必要。銦鎵鋁氮材料質(zhì)量的提高由于受到制備條件的限制往往會(huì)有 一個(gè)極限,所以在相同材料質(zhì)量的前提下通過改善器件結(jié)構(gòu)來提高器件的抗靜 電性能顯得尤為重要
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電結(jié) 構(gòu),該結(jié)構(gòu)用來提高半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電性能。
本發(fā)明所要解決的第二技術(shù)問題是提供一種用于制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗 靜電結(jié)構(gòu)的方法,利用該方法制造的半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電性能得到顯著提 高。
為了解決上述第一個(gè)技術(shù)問題,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種半導(dǎo)體發(fā) 光器件的抗靜電結(jié)構(gòu),包括發(fā)光薄膜、發(fā)光薄膜上面的出光面上形成的第一歐 姆接觸層和發(fā)光薄膜下面形成的第二歐姆接觸層,發(fā)光薄膜、第一歐姆接觸層 和第二歐姆接觸層形成電串聯(lián)連接,所述抗靜電結(jié)構(gòu)還包括與所述發(fā)光薄膜電 串聯(lián)的電感線圈。電感線圈的材料可以為金屬、或者透明的摻鋁的氧化鋅、或 者透明的氧化銦錫等材料。電感線圈的線寬范圍可以為10納米 40微米,厚度 范圍可以為10納米 40微米。
優(yōu)選地所述第一歐姆接觸層為N型歐姆接觸層,所述第二歐姆接觸層為 P型歐姆接觸層。這種結(jié)構(gòu)常用于基板為導(dǎo)電基板的上下電極結(jié)構(gòu)。對(duì)于同側(cè)電 極,基板通常為藍(lán)寶石(即藍(lán)寶石襯底),第一歐姆接觸層為沉積在發(fā)光薄膜上 的P型歐姆接觸層,第二歐姆接觸層為形成在發(fā)光薄膜下面的N型歐姆接觸層。
優(yōu)選地所述發(fā)光薄膜包括出光面,出光面為經(jīng)過粗化處理的表面。經(jīng)過 粗化處理的表面,可以是在發(fā)光薄膜上直接形成,也可以是在發(fā)光薄膜的鈍化 層上形成,也可以是在另外沉積的增透膜上形成。對(duì)出光面進(jìn)行粗化處理,是 為了提高出光效率。
優(yōu)選地所述電感線圈包括上下層疊關(guān)系的至少兩層電串聯(lián)在一起的線圈。 電感線圈中的線圈的層數(shù)不僅僅限定為一層,還可以是兩層、三層或更多,線 圈的層數(shù)可以根據(jù)防靜電的設(shè)計(jì)需要進(jìn)行調(diào)整。優(yōu)選地所述P型歐姆接觸層的材料為單質(zhì)鉑、鉑合金、單質(zhì)鈀、鈀合金、 單質(zhì)銠、銠合金、鎳合金或氧化銦錫中任一種。如果是具有透光作用的氧化鎳 金或氧化銦錫作為P型歐姆接觸層,則其下面可以沉積銀、鋁或者其它具有高 反射率的合金作為光反射層。鉑合金可以是鉑銀銅或鉑銀鋅等合金。在P型歐 姆接觸層的下面可以沉積一個(gè)擴(kuò)散阻擋層,擴(kuò)散阻擋層可以是金屬鉤、鉻、釩 等中的一種或它們的合金,也可以是氮化鈦等化合物作為擴(kuò)散阻擋層。
優(yōu)選地所述N型歐姆接觸層的材料至少為金鍺鎳合金、金硅合金、金硅 鎳合金、氮化鈦、含氮化鈦物質(zhì)或鈦鋁合金中的一種物質(zhì)。也可以是上述所提 及物質(zhì)的層疊結(jié)構(gòu)或混合物。
優(yōu)選地所述發(fā)光薄膜包括出光面,出光面為具有氮原子極性的面。
優(yōu)選地所述電感線圈形成在絕緣層上,電感線圈通過所述絕緣層與其它 相鄰的導(dǎo)電體層保持主體之間的隔離,在絕緣體上設(shè)有供電感線圈與其它相鄰 導(dǎo)電體層電串聯(lián)連接的窗口孔。絕緣層可以很好的將電感線圈主體與其它導(dǎo)電 體層的主體隔離開來,電感線圈通過絕緣層上的窗口孔與它臨近的導(dǎo)電體層保 持端部連接,這樣可以很好的保持電感線圈與它臨近導(dǎo)電體層的電串聯(lián)關(guān)系。 當(dāng)電感線圈夾持在兩個(gè)導(dǎo)電體層之間的時(shí)候,此時(shí),在電感線圈上面和下面均 需要絕緣層。
優(yōu)選地所述相鄰導(dǎo)電體層為所述第一歐姆接觸層,所述絕緣層形成在所 述第一歐姆接觸層上面,絕緣層上形成有所述電感線圈,電感線圈的一端連接 所述第一歐姆接觸層。由于在此種情況下的電感線圈上方再?zèng)]有導(dǎo)電體層了 , 此時(shí),在電感線圈上故無需再設(shè)置絕緣層。
優(yōu)選地所述第一歐姆接觸層以電感線圈狀形成在所述發(fā)光薄膜上面。將 第一歐姆接觸層刻蝕成電感線圈形狀鋪設(shè)在發(fā)光薄膜上, 一方面可以減小第一歐姆接觸層覆蓋在發(fā)光薄膜上的面積,因?yàn)楦蟮拿娣e將降低發(fā)光薄膜的發(fā)光
效率;另一方面,由于歐姆接觸層的電子遷移率大于發(fā)光薄膜,靜電電荷優(yōu)先 于發(fā)光薄膜在歐姆接觸層中分布流動(dòng),呈線圈形狀的第一歐姆接觸層表現(xiàn)出電 感線圈的特質(zhì),在靜電電荷在其中流動(dòng)的過程中,它可以產(chǎn)生逆向電流,進(jìn)一 步緩解靜電給發(fā)光薄膜帶來的威脅。
優(yōu)選地所述第二歐姆接觸層的下方形成有所述電感線圈,第二歐姆接觸 層與電感線圈電串聯(lián)連接。
優(yōu)選地所述抗靜電結(jié)構(gòu)包括位于所述第二歐姆接觸層下方的導(dǎo)電基板, 導(dǎo)電基板上面形成有靠近所述發(fā)光薄膜的正面歐姆接觸層,在正面歐姆接觸層 上有壓焊金屬層;在壓焊金屬層與第二歐姆接觸層之間設(shè)有所述電感線圈,電 感線圈與所述壓焊金屬層電串聯(lián)連接。導(dǎo)電基板可以是硅、鍺等非金屬導(dǎo)電基
板,也可以是銅、銀等金屬導(dǎo)電基板。
優(yōu)選地所述抗靜電結(jié)構(gòu)包括位于所述第二歐姆接觸層下方的導(dǎo)電基板, 導(dǎo)電基板的下面形成有遠(yuǎn)離所述發(fā)光薄膜的背面歐姆接觸層,背面歐姆接觸層 下方設(shè)有金屬層,在背面歐姆接觸層與金屬層之間有所述電感線圈,電感線圈 同時(shí)與背面歐姆接觸層、金屬層電串聯(lián)連接。
優(yōu)選地所述抗靜電結(jié)構(gòu)包括位于所述第二歐姆接觸層下方的導(dǎo)電基板, 第二歐姆接觸層與導(dǎo)電基板之間形成有所述電感線圈,P型歐姆接觸層、電感線 圈和導(dǎo)電基板電串聯(lián)連接在一起。
優(yōu)選地所述發(fā)光薄膜、第一歐姆接觸層或者第二歐姆接觸層的邊緣形成 有鈍化層。經(jīng)過了鈍化處理的器件其鈍化層可以處在發(fā)光薄膜和導(dǎo)電基板之間, 也可以處在發(fā)光器件的側(cè)邊,也可以在發(fā)光薄膜的上面,也可以在上、下、側(cè) 邊同時(shí)存在。所述鈍化層的材料至少為二氧化硅、氮化硅、三氧化二鋁或聚酰亞胺材料中的一種物質(zhì)。該發(fā)光器件可以在N型歐姆接觸層和P型歐姆接觸層 同時(shí)具有鈍化層,也可以僅在N型歐姆接觸層和芯片側(cè)邊具有鈍化層。鈍化層 可以有效降低漏電流,并增強(qiáng)器件可靠性和提高LED的出光效率。優(yōu)選地所述正面歐姆接觸層以電感線圈狀形成在所述導(dǎo)電基板上面。優(yōu)選地所述P型歐姆接觸層上設(shè)有用于防止電流擁擠效應(yīng)、處于所述N 型歐姆接觸層位置下方的互補(bǔ)區(qū)域孔。優(yōu)選地在所述P型歐姆接觸層的外邊緣與發(fā)光薄膜的外邊緣之間形成有 一個(gè)沒有P型歐姆接觸層、用于減小所述發(fā)光薄膜漏電流的空缺區(qū)域。優(yōu)選地所述發(fā)光薄膜形成在作為P型歐姆接觸層的導(dǎo)電基板上。為了解決本發(fā)明的第二個(gè)技術(shù)問題,本發(fā)明提出一種用于制造半導(dǎo)體發(fā)光 器件的抗靜電結(jié)構(gòu)的方法,所述方法包括形成絕緣層在發(fā)光薄膜有電串聯(lián)關(guān)系的導(dǎo)電體層上面形成絕緣層,并在 絕緣層上形成窗口孔;形成電感線圈在絕緣層上面形成電感線圈,并使電感線圈與發(fā)光薄膜或 所述導(dǎo)電體層在窗口孔處相連接。優(yōu)選地所述導(dǎo)電體層為N型歐姆接觸層。優(yōu)選地所述導(dǎo)電體層為P型歐姆接觸層、導(dǎo)電基板的背面歐姆接觸層或 導(dǎo)電基板中的一種。優(yōu)選地,所述方法還包括形成第二絕緣層在所述電感線圈上面形成第二絕緣層,在第二絕緣層上 形成用于將電感線圈與其他導(dǎo)電體層相連接的窗口孔。 本發(fā)明的有益效果如下相比現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明在發(fā)光器件的電極上形成用來提高半導(dǎo)體發(fā)光器件 的抗靜電性能的電感線圈,當(dāng)很高的靜電電壓接觸發(fā)光器件時(shí),電感線圈產(chǎn)生 的自感電動(dòng)勢(shì)會(huì)阻礙靜電放電電流的迅速增大,從而使得發(fā)光器件獲得保護(hù)。
圖1是實(shí)施例一的分解結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是實(shí)施例一的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是實(shí)施例五的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是實(shí)施例六的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是實(shí)施例七的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是實(shí)施例八的結(jié)構(gòu)示意圖。圖IO是實(shí)施例九的結(jié)構(gòu)示意圖。圖ll是實(shí)施例十的結(jié)構(gòu)示意圖。圖12是實(shí)施例十一的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電結(jié)構(gòu)。該抗靜電結(jié)構(gòu)包括發(fā)光薄 膜、發(fā)光薄膜上面的出光面上形成的第一歐姆接觸層和發(fā)光薄膜下面形成的第 二歐姆接觸層,發(fā)光薄膜、第一歐姆接觸層和第二歐姆接觸層形成電串聯(lián)連接。 抗靜電結(jié)構(gòu)還包括與發(fā)光薄膜電串聯(lián)的電感線圈。電感線圈的材料可以是金屬, 也可以是摻鋁的氧化鋅和氧化銦錫等透明的導(dǎo)電材料,其線寬要求大于100納 米,其厚度要求大于10納米。本發(fā)明發(fā)光薄膜為銦鎵鋁氮(InxGayAll-x-yN, 0《x《1, 0《y《1)半導(dǎo)體薄膜,其包括氮化鋁過渡層、氮化鎵過渡層、 N型GaN層、量子阱發(fā)光層和P型GaN層。其中,氮化鋁過渡層、氮化鎵過渡 層和N型GaN層均可以摻硅;P型GaN層可以摻鎂;量子阱發(fā)光層區(qū)域的阱層 和壘層均可以摻雜或不摻雜, 一般的靠近N型GaN層的3個(gè)阱層和壘層摻少量 的硅雜質(zhì),第5個(gè)壘層摻鎂,阱層的厚度一般為3納米,壘層的厚度一般為9 納米。P型GaN層的厚度為100納米至200納米左右,作為緩沖的過渡層和N 型GaN層的厚度為3微米左右。本發(fā)明還提供一種可以用于制造上述半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電結(jié)構(gòu)的方 法。該方法主要為在發(fā)光薄膜上形成歐姆接觸層、電感線圈層和襯底,然后切 片,其中形成電感線圈層為形成絕緣層在發(fā)光薄膜有電串聯(lián)關(guān)系的導(dǎo)電體層上面形成絕緣層,并在 絕緣層上形成窗口孔;形成電感線圈在絕緣層上面形成電感線圈,并使電感線圈與發(fā)光薄膜或 所述導(dǎo)電體層在窗口孔處相連接。本發(fā)明的實(shí)施方式更適合于上下電極結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體發(fā)光器件。本發(fā)明的上 下電極結(jié)構(gòu)的發(fā)光芯片,其導(dǎo)電基板可以是通過邦定獲得,也可以是在外延片 上沉積金屬導(dǎo)電基板獲得的。本發(fā)明的發(fā)光器件的薄膜是從生長(zhǎng)襯底轉(zhuǎn)移到新 導(dǎo)電基板上獲得的,其生長(zhǎng)襯底可以是硅和碳化硅等,去除生長(zhǎng)襯底的方法可 以是化學(xué)腐蝕、激光剝離或者是離子刻蝕等。本發(fā)明的電感線圈可以靠近P型 歐姆接觸層,也可以靠近N型歐姆接觸層,也可以靠近導(dǎo)電基板背面,也可以 在上述地方同時(shí)出現(xiàn),電感線圈可以是多層的也可以是單層的。本發(fā)明最大的 特點(diǎn)就是利用電感線圈來阻止靜電放電在瞬間完成,讓靜電放電逐步衰減從而 使得發(fā)光器件受到保護(hù)。本發(fā)明電感線圈可以制備在器件的N型電極上,也可以制備在器件的P型 電極上,也可以同時(shí)制備在N型電極和P型電極上,也可以制備在導(dǎo)電基板的 正面或?qū)щ娀宓谋趁婊驅(qū)щ娀宓恼婧捅趁嫱瑫r(shí)制備。為了進(jìn)一步說明本發(fā)明技術(shù),本發(fā)明例舉下列實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明,其中 半導(dǎo)體發(fā)光薄膜材料為銦鎵鋁氮。實(shí)施例一實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示,其中,圖1是實(shí)施例一的分解結(jié)構(gòu)示 意圖,圖2是實(shí)施例一的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明涉及的發(fā)光器件主要由一些關(guān)鍵層層疊而成。參看圖2,本實(shí)施例的 器件含有三層電感線圈,其導(dǎo)電基板是用晶片邦定(waferbonding)的方法獲得 的。圖1中,銦鎵鋁氮發(fā)光薄膜100上形成有第一電感線圈101。第一電感線圈 101的中間部位連接有N型電極焊盤102,N型電極焊盤102包括下層的N型歐 姆接觸層和上層的焊盤。電感線圈可以是金屬的,也可以是氧化銦錫、摻鋁的 氧化鋅等常見的透明電極材料。由于第一電感線圈是直接沉積在芯片表面的, 其線圈材料的電子遷移率要求大于氮化鎵的電子遷移率。本實(shí)施例的電感線圈 也可以是N型歐姆接觸材料。在銦鎵鋁氮發(fā)光薄膜下面為P型歐姆接觸層103。在P型歐姆接觸層103 的下面由上至下依次為第一絕緣層104、第二電感線圈105、第二絕緣層106、 壓焊金屬層107、正面歐姆接觸層108、導(dǎo)電基板109、背面歐姆接觸層110、 第三絕緣層111、第三電感線圈112、第四絕緣層113和最底層的金屬層114。其中,在第二電感線圈105的中間端部有用于和P型歐姆接觸層103電串 聯(lián)的第二電感線圈中部連接結(jié)1050,在第二電感線圈105的邊緣端部有用于電串聯(lián)壓焊金屬層107的第二電感線圈外緣連接結(jié)105。在第一絕緣層104的中間 位置有與第二電感線圈中部連接結(jié)1050相適配的第一窗口孔1040。在第二絕緣 層106的邊緣位置有與第二電感線圈外緣連接結(jié)1051相適配的第二窗孔口 1060。在第三電感線圈112的中間端部有用于和背面歐姆接觸層110電串聯(lián)的 第三電感線圈中部連接結(jié)1120,在第三電感線圈112的邊緣端部有用于電串聯(lián) 金屬層114的第三電感線圈外緣連接結(jié)1121。在第三絕緣層111的中間位置有 與第三電感線圈中部連接結(jié)11120相適配的第三窗口孔1110。在第四絕緣層113 的邊緣位置有與第三電感線圈外緣連接結(jié)1121相適配的第四窗孔口 1130。金屬壓焊層可以是錫、鉛、銀、銅、金、銦、銻等元素中的一種,或幾種 所組成的合金。本實(shí)施例芯片的制造方法如下1) 、在外延片上形成P型歐姆接觸層103;2) 、在P型歐姆接觸層103上形成第一絕緣層104,并在其上形成第一窗口 孔1040;絕緣層材料可以是常見的半導(dǎo)體器件的鈍化材料;3) 、沉積并制備帯兩個(gè)連接結(jié)的第二電感線圈105,第二電感線圈105的第 二電感線圈中部連接結(jié)1050與P型歐姆接觸層103在第一窗口孔1040處相連 接,并有外緣區(qū)域的第二電感線圈外緣鏈接結(jié)1051和第二絕緣層106的第二窗 口孔1060位置相對(duì)應(yīng);4) 、形成第二絕緣層106,并形成第二窗口孔1060;5) 、沉積壓焊金屬層107,此時(shí)壓焊金屬層在第二窗口孔1060位置實(shí)現(xiàn)與 第二電感線圈105的電串聯(lián)連接關(guān)系;6) 、在導(dǎo)電基板109上制備背面歐姆接觸層110;7) 、在導(dǎo)電基板109上制備正面歐姆接觸層109;10) 將上述外延片和制備了歐姆接觸層的導(dǎo)電基板109用晶片邦定(wafer bonding)的方法壓焊在一起;11) 、然后去除外延片的生長(zhǎng)襯底實(shí)現(xiàn)銦鎵鋁氮發(fā)光薄膜IOO從外延襯底到 新導(dǎo)電基板的轉(zhuǎn)移;12) 、在發(fā)光薄膜100上制備N電極焊盤102,即N型歐姆接觸層和焊盤, 及第一電感線圈101;13) 、在導(dǎo)電基板背面歐姆接觸層110沉積第三絕緣層111,并形成第三窗 口孔1110;14) 、再在第三絕緣層111上形成帶有兩個(gè)連接結(jié)的第三電感線圈112,第 三電感線圈中部連接結(jié)1120在第三絕緣層的第三窗口孔1110位置實(shí)現(xiàn)使第三電 感線圈112與導(dǎo)電基板的背面歐姆接觸層110的電連接;15) 、制備第四絕緣層113,并形成與第三電感線圈外緣連接結(jié)1121相對(duì)用 的第四窗口孔1130;16) 、沉積芯片背面的金屬層114,其在第四絕緣層的窗口孔1130位置實(shí)現(xiàn) 與第三電感線圈112的電連接;17) 、再將整塊芯片陣列分割成分立元件。在制備順序上,也可以第三電感線圈112先于第一電感線圈101和N電極 焊盤102的制備,只要是能實(shí)現(xiàn)圖1中關(guān)鍵要素的器件制備順序都是允許的。本例中,N電極焊盤102、發(fā)光薄膜100、 P型歐姆接觸層103、第二電感 線圈105、壓焊金屬層107、正面歐姆接觸層108、導(dǎo)電基板109、背面歐姆接 觸層110、第三電感線圈112和金屬層114形成連接在一起的電串聯(lián)關(guān)系。這種 電連接結(jié)構(gòu)可以阻止靜電放電在瞬間完成,讓高壓靜電放電逐步衰減從而使得 發(fā)光器件受到保護(hù)。第一電感線圈101并沒有串聯(lián)在上述串聯(lián)電路中,但是其仍然具有一定的抗靜電作用,是由于其線圈材料的電子遷移率要求大于氮化鎵 的電子遷移率,這樣要求可以使第一電感線圈分散靜電電荷,并儲(chǔ)存靜電電荷 的能量,進(jìn)而緩解靜電對(duì)芯片的破壞。 實(shí)施例二實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)如圖3所示。相比實(shí)施例一,本例沒有在發(fā)光薄膜上沉積 第一電感線圈101,其制作工藝參照實(shí)施例一即可很容易實(shí)現(xiàn)。 實(shí)施例三實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)如圖4所示。相比實(shí)施例二,本例在發(fā)光薄膜的側(cè)邊和臺(tái) 面邊緣進(jìn)行了鈍化處理,即在發(fā)光薄膜的側(cè)邊和臺(tái)面邊緣形成有鈍化層115。其 制作工藝參照實(shí)施例一即可很容易實(shí)現(xiàn)。實(shí)施例四實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)如圖5所示。相比實(shí)施例三,本例在發(fā)光薄膜進(jìn)行了有利 于提高出光效率的表面粗化處理,其N型歐姆接觸層和焊盤沉積在了發(fā)光薄膜 的粗化表面1000上。另外本例相對(duì)實(shí)施例三中的鈍化層有不同。本例鈍化層分 為位于發(fā)光薄膜的側(cè)邊、臺(tái)面邊緣和P型歐姆接觸層邊緣的上層鈍化層1150和 位于P型歐姆接觸層下面邊緣的下層鈍化層1151。其制作工藝參照實(shí)施例一即 可很容易實(shí)現(xiàn)。實(shí)施例五實(shí)施例五的結(jié)構(gòu)如圖6所示。相比實(shí)施例三,本例在發(fā)光薄膜進(jìn)行了有利 于提高出光效率的表面粗化處理,其N型歐姆接觸層和焊盤沉積在了發(fā)光薄膜 的粗化表面1000上。在P型歐姆接觸層上設(shè)有用于防止電流擁擠效應(yīng)、處于N 型歐姆接觸層電極位置下方的互補(bǔ)區(qū)域孔1041。其制作工藝參照實(shí)施例一即可 很容易實(shí)現(xiàn)。實(shí)施例六實(shí)施例六的結(jié)構(gòu)如圖7所示。相比實(shí)施例五,本例在P型歐姆接觸層的外 邊緣與發(fā)光薄膜的外邊緣之間形成有一個(gè)沒有P型歐姆接觸層、用于減小發(fā)光 薄膜漏電流的空缺區(qū)域1040。其制作工藝參照實(shí)施例一即可很容易實(shí)現(xiàn)。實(shí)施例七實(shí)施例七的結(jié)構(gòu)如圖8所示,相比實(shí)施例六,本例不包含金屬壓焊層、正 面歐姆接觸層和背面歐姆接觸層。本實(shí)施例芯片為直接在金屬的導(dǎo)電基板上沉積而成,其過程簡(jiǎn)述如下1) 、在導(dǎo)電基板109上形成第二絕緣層106,并形成讓第二電感線圈連接導(dǎo) 電基板的窗口孔;2) 、在第二絕緣層106上沉積帯連接結(jié)的第二電感線圈105,第二電感線圈 105與導(dǎo)電基板在窗口孔處通過一個(gè)連接結(jié)連接;3) 、在電感線圈上形成第一絕緣層104,并形成讓第二電感線圈連接P型歐 姆接觸層的窗口孔;4) 、在第一絕緣層上形成P型歐姆接觸層,使第二電感線圈與P型歐姆接 觸層在窗口孔處連接;5) 、在P型歐姆接觸層上形成發(fā)光薄膜100,并對(duì)發(fā)光薄膜進(jìn)行粗化處理和 鈍化處理;6) 、再在發(fā)光薄膜100上形成N型歐姆層和焊盤(N電極焊盤102);7) 、在導(dǎo)電基板109沉積第三絕緣層111,并形成窗口孔;8) 、再在第三絕緣層111上形成第三電感線圈112,并且第三電感線圈112 在窗口孔位置實(shí)現(xiàn)第三電感線圈112與導(dǎo)電基板111的電連接;9) 、制備第四絕緣層113,并形成窗口孔;10) 、沉積芯片背面的金屬層114,其在窗口孔位置實(shí)現(xiàn)與第三電感線圈112 的電連接;11) 、再將整塊芯片陣列分割成分立元件。在制備順序上,只要是能實(shí)現(xiàn)圖1中關(guān)鍵要素的器件制備順序都是允許的。 本例中,N電極焊盤102、發(fā)光薄膜100、 P型歐姆接觸層103、第二電感 線圈105、導(dǎo)電基板109、第三電感線圈112和金屬層114形成連接在一起的電 串聯(lián)關(guān)系。本例沉積在外延片上的金屬導(dǎo)電基板,可以是銅、銀、鋁、鐵、鉬、 鉤、釩、鎳、鈷、鋅、鈦等中的一種或幾種組成的合金,它可以是單層結(jié)構(gòu)也 可以是多層結(jié)構(gòu),其沉積方法是電鍍、離子鍍膜、磁控濺射、熱蒸發(fā)、熱噴涂 和化學(xué)鍍等方法中的一種或幾種方法的組合。 實(shí)施例八實(shí)施例八的結(jié)構(gòu)如圖9所示,相比實(shí)施例七,本例位于P型歐姆接觸層103 和導(dǎo)電基板109之間形成有兩個(gè)上下層疊的、電串聯(lián)在一起的第二電感線圈105 和第四電感線圈116。其制作工藝參照實(shí)施例七即可很容易實(shí)現(xiàn)。實(shí)施例九實(shí)施例九的結(jié)構(gòu)如圖IO所示,相比實(shí)施例七,本例在導(dǎo)電基板109的下面 沒有形成金屬層114、第三電感線圈112及其絕緣層。此種結(jié)構(gòu),導(dǎo)電基板當(dāng)作 金屬層的作用。其制作工藝相比實(shí)施例七更為簡(jiǎn)單,可參照實(shí)施例七即可很容 易實(shí)現(xiàn)。實(shí)施例十實(shí)施例十的結(jié)構(gòu)如圖11所示,相比實(shí)施例九,本例的發(fā)光薄膜100的表面 為未經(jīng)過粗化處理的表面。在發(fā)光薄膜IOO上有第一電感線圈101,在第一電感 線圈101上由下至上依次形成有第五絕緣層117、第五電感線圈118、第六絕緣層119和焊盤1021。第一電感線圈101可以是N型歐姆接觸層。其制作工藝可 參照實(shí)施例七即可很容易實(shí)現(xiàn)。 實(shí)施例十一實(shí)施例十一的結(jié)構(gòu)如圖12所示,相比實(shí)施例一,本例在發(fā)光薄膜100上由 下至上依次形成N型歐姆接觸層1020、透明的第七絕緣層120、第五電感線圈 118及焊盤1021。其中為了避免絕緣層對(duì)發(fā)光薄膜產(chǎn)生的光線的遮擋,第七絕 緣層120為和與第五電感線圈118形狀一致的盤狀體,在第七絕緣層120下面 的N型歐姆接觸層1020也可以為同電感線圈一樣的盤狀體以提高透光效率。其 制作工藝可參照實(shí)施例一即可很容易實(shí)現(xiàn)。另外需要提及的一種結(jié)構(gòu)是在導(dǎo)電基板襯底上面直接形成發(fā)光薄膜,然 后在發(fā)光薄膜上形成N型歐姆接觸層、絕緣層、電感線圈和焊盤。這種結(jié)構(gòu)相 對(duì)簡(jiǎn)單,它是將導(dǎo)電基板同時(shí)作為P型歐姆接觸層使用。這種簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)也適用 本發(fā)明。本發(fā)明同樣適用在第一歐姆接觸層為P型歐姆接觸層、第二歐姆接觸層為N 型歐姆接觸層的情況。此結(jié)構(gòu)具有較差的發(fā)光效率,己經(jīng)不為人們常用。當(dāng)然,本發(fā)明對(duì)于同側(cè)電極藍(lán)寶石襯底的芯片也同樣適用,其結(jié)構(gòu)參看上 述說明很容易實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1. 一種半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電結(jié)構(gòu),包括發(fā)光薄膜、分別形成在發(fā)光薄膜上面和下面的第一歐姆接觸層和第二歐姆接觸層,發(fā)光薄膜、第一歐姆接觸層和第二歐姆接觸層形成電串聯(lián)連接,其特征在于所述抗靜電結(jié)構(gòu)還包括與所述發(fā)光薄膜電串聯(lián)的電感線圈。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電結(jié)構(gòu),其特征在于所 述第一歐姆接觸層為N型歐姆接觸層,所述第二歐姆接觸層為P型歐姆接觸層。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電結(jié)構(gòu),其特征在于所 述發(fā)光薄膜包括出光面,出光面為經(jīng)過粗化處理的表面。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電結(jié)構(gòu),其特征在于所 述電感線圈包括上下層疊關(guān)系的至少兩層電串聯(lián)在一起的線圈。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電結(jié)構(gòu),其特征在于所 述電感線圈的材料為金屬、或者透明的摻鋁的氧化鋅、或者透明的氧化銦錫。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電結(jié)構(gòu),其特征在于所 述電感線圈的線寬范圍為10納米 40微米,厚度范圍為10納米 40微米。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電結(jié)構(gòu),其特征在于所述p型歐姆接觸層的材料為單質(zhì)鉑、鉑合金、單質(zhì)鈀、鈀合金、單質(zhì)銠、銠合 金、鎳合金或氧化銦錫中任一種。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電結(jié)構(gòu),其特征在于所 述N型歐姆接觸層的材料至少為金鍺鎳合金、金硅合金、金硅鎳合金、氮化鈦、含氮化鈦物質(zhì)或鈦鋁合金中的 一種物質(zhì)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體器件的抗靜電結(jié)構(gòu),其特征在于所述發(fā)光薄膜包括出光面,出光面為具有氮原子極性的面。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)所述半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電結(jié)構(gòu),其特 征在于所述電感線圈形成在用于保持電感線圈與相鄰導(dǎo)電體層的主體之間隔 離的絕緣層上,在絕緣體上設(shè)有供電感線圈與相鄰導(dǎo)電體層電串聯(lián)連接的窗口 孔。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述半導(dǎo)體器件的抗靜電結(jié)構(gòu),其特征在于所述相 鄰導(dǎo)電體層為所述第一歐姆接觸層,所述絕緣層形成在所述第一歐姆接觸層上 面,絕緣層上形成有所述電感線圈,電感線圈的一端連接所述第一歐姆接觸層。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電結(jié)構(gòu),其特征在于 所述第一歐姆接觸層以電感線圈狀形成在所述發(fā)光薄膜上面。
13、 根據(jù)權(quán)利要求10所述半導(dǎo)體器件的抗靜電結(jié)構(gòu),其特征在于所述第 二歐姆接觸層的下方形成有所述電感線圈,第二歐姆接觸層與電感線圈電串聯(lián) 連接。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電結(jié)構(gòu),其特征在于-所述抗靜電結(jié)構(gòu)包括位于所述第二歐姆接觸層下方的導(dǎo)電基板,導(dǎo)電基板上面 形成有靠近所述發(fā)光薄膜的正面歐姆接觸層,在正面歐姆接觸層上有壓焊金屬 層;在壓焊金屬層與第二歐姆接觸層之間設(shè)有所述電感線圈,電感線圈與所述 壓焊金屬層電串聯(lián)連接。
15、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電結(jié)構(gòu),其特征在于-所述抗靜電結(jié)構(gòu)包括位于所述第二歐姆接觸層下方的導(dǎo)電基板,導(dǎo)電基板的下 面形成有遠(yuǎn)離所述發(fā)光薄膜的背面歐姆接觸層,背面歐姆接觸層下方設(shè)有金屬 層,在背面歐姆接觸層與金屬層之間有所述電感線圈,電感線圈同時(shí)與背面歐 姆接觸層、金屬層電串聯(lián)連接。
16、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電結(jié)構(gòu),其特征在于所述抗靜電結(jié)構(gòu)包括位于所述第二歐姆接觸層下方的導(dǎo)電基板,第二歐姆接觸 層與導(dǎo)電基板之間形成有所述電感線圈,P型歐姆接觸層、電感線圈和導(dǎo)電基板 電串聯(lián)連接在一起。
17、 根據(jù)權(quán)利要求1至9或11至16中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗 靜電結(jié)構(gòu),其特征在于所述發(fā)光薄膜、第一歐姆接觸層或者第二歐姆接觸層的邊緣形成有鈍化層。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電結(jié)構(gòu),其特征在于所述鈍化層的材料至少為二氧化硅、氮化硅、三氧化二鋁或聚酰亞胺材料中的 一種物質(zhì)。
19、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電結(jié)構(gòu),其特征在于所述正面歐姆接觸層以電感線圈狀形成在所述導(dǎo)電基板上面。
20、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電結(jié)構(gòu),其特征在于 所述P型歐姆接觸層上設(shè)有用于防止電流擁擠效應(yīng)、處于所述N型歐姆接觸層位置下方的互補(bǔ)區(qū)域孔。
21、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電結(jié)構(gòu),其特征在于在所述p型歐姆接觸層的外邊緣與發(fā)光薄膜的外邊緣之間形成有一個(gè)沒有p型 歐姆接觸層、用于減小所述發(fā)光薄膜漏電流的空缺區(qū)域。
22、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電結(jié)構(gòu),其特征在于所述發(fā)光薄膜形成在作為p型歐姆接觸層的導(dǎo)電基板上。
23、 一種用于制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于,所 述方法包括形成絕緣層在發(fā)光薄膜有電串聯(lián)關(guān)系的導(dǎo)電體層上面形成絕緣層,并在絕緣層上形成窗口孔;形成電感線圈在絕緣層上面形成電感線圈,并使電感線圈與發(fā)光薄膜或 所述導(dǎo)電體層在窗口孔處相連接。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的用于制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電結(jié)構(gòu)的方法, 其特征在于所述導(dǎo)電體層為N型歐姆接觸層。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的用于制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電結(jié)構(gòu)的方法, 其特征在于所述導(dǎo)電體層為P型歐姆接觸層、導(dǎo)電基板的背面歐姆接觸層或 導(dǎo)電基板中的一種。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述用于制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電結(jié)構(gòu)的方法,其特征在于所述方法還包括形成第二絕緣層在所述電感線圈上面形成第二絕緣層,在第二絕緣層上 形成用于將電感線圈與其他導(dǎo)電體層相連接的窗口孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電結(jié)構(gòu)和及其制造方法,用來提高半導(dǎo)體發(fā)光器件的抗靜電性能。其結(jié)構(gòu)采用如下技術(shù)方案包括發(fā)光薄膜、發(fā)光薄膜上面的出光面上形成的第一歐姆接觸層、發(fā)光薄膜下面形成的第二歐姆接觸層和電感線圈,發(fā)光薄膜、電感線圈、第一歐姆接觸層和第二歐姆接觸層形成電串聯(lián)連接。本發(fā)明提出的方法包括形成絕緣層在發(fā)光薄膜有電串聯(lián)關(guān)系的導(dǎo)電層上面形成絕緣層,并在絕緣層上形成窗口孔;形成電感線圈在絕緣層上面形成電感線圈,并使電感線圈與發(fā)光薄膜或所述導(dǎo)電層在窗口孔處相連接。相比現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明電感線圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)會(huì)阻礙靜電放電電流的迅速增大,從而使得發(fā)光器件獲得保護(hù)。
文檔編號(hào)H01L21/70GK101271917SQ20081010685
公開日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2008年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月9日
發(fā)明者江風(fēng)益, 熊傳兵, 立 王, 王古平, 章少華 申請(qǐng)人:晶能光電(江西)有限公司