一種防止逆向電壓擊穿發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)與制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)光二極管技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種防止逆向電壓擊穿發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)與制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)發(fā)光二極管的電極會放在pn極性的兩側(cè)，造成正逆向電流或電壓必須經(jīng)過發(fā)光層，在施加反向電壓過大時會有造成芯片被擊穿的可能性，導(dǎo)致芯片功能失效。
[0003]另外，申請公布號CN102308397A公布一結(jié)構(gòu)，如圖1、2所示，在施加反向電壓的場合，變成反向電流從η型電極端子43流向ρ型電極端子44。但是，不具有第3電極6的以往的發(fā)光二極管燈，不小心地施加反向電壓時發(fā)生的反向電流，經(jīng)由設(shè)置于發(fā)光部上方的η型歐姆電極流到pn接合部的反向電壓高的發(fā)光部，存在發(fā)光二極管的發(fā)光部破壞掉的可能性。與此相對，根據(jù)具有本實施方式的發(fā)光二極管1的發(fā)光二極管燈41，具有下述構(gòu)成:第3電極6與η型歐姆電極4大致等電位地連接，并且從透明基板3側(cè)向ρ型GaP層8側(cè)的擊穿電壓為比pn接合型的發(fā)光部7的反向電壓低的值。由此，與其使在不小心地施加反向電壓時發(fā)生的反向電流經(jīng)由設(shè)置于發(fā)光部7的上方的η型歐姆電極流到pn接合部的反向電壓高的發(fā)光部7，不如索性使其經(jīng)由第3電極6在擊穿電壓低的透明基板3與ρ型GaP層8的接合區(qū)域流通，可以不經(jīng)由發(fā)光部7而逃向ρ型歐姆電極5。因此，能夠避免由不小心的反向過電流的流通引起的發(fā)光二極管1的發(fā)光部7的破壞。
[0004]上述案技術(shù)可知防止逆向電壓擊穿發(fā)光二極的結(jié)構(gòu)必須搭配封裝體完成，且芯片打線極性與固晶極性必須為固定位置，此問題大大減少并且限制了 LED應(yīng)用的簡便性。所以我們提出一個結(jié)構(gòu)可以解決此問題，將防止逆向電壓擊穿結(jié)構(gòu)做于LED芯片上，增加芯片質(zhì)量與使用上的簡便性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)合理，能夠避免逆偏壓過高造成量子阱發(fā)光層被破壞而導(dǎo)致LED失效，既可以使用在垂直版芯片上又可以使用在水平版芯片上的防止逆向電壓擊穿發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種防止逆向電壓擊穿發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，包括一基板和一正電極，所述基板上表面鍵合有外延層，所述外延層包括由下到上依次設(shè)置的ρ-GaP層、P-披覆層、量子阱和N-披覆層，所述N-披覆層上設(shè)有一 N型奧姆接觸金屬層，所述N-批覆層、量子阱和P-批覆層的側(cè)壁上設(shè)有一絕緣層，所述N型奧姆接觸金屬層與Ρ-GaP層聯(lián)接并形成負(fù)電極，所述ρ-GaP層與負(fù)電極的接口處形成一高阻值界面，所述外延層還包括一 P型奧姆接觸金屬層，所述P型奧姆接觸金屬層與Ρ-GaP層連接，所述正電極與P型奧姆接觸金屬層電連接。
[0007]進(jìn)一步地，所述P型奧姆接觸金屬層位于ρ-GaP層與基板之間，所述基板為導(dǎo)電基板，所述正電極位于基板的下表面。
[0008]進(jìn)一步地，所述P型奧姆接觸金屬層位于ρ-GaP層上，所述基板為不導(dǎo)電基板，所述正電極位于P型奧姆接觸金屬層上。
[0009]上述防止逆向電壓擊穿發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的制作方法，包括如下步驟:將外延層的P型奧姆接觸金屬層鍵合至導(dǎo)電基板上，在N-披覆層上形成一 N型奧姆接觸金屬層，用ICP干蝕刻蝕刻外延層至ρ-GaP層，在N-批覆層、量子阱和P_批覆層的側(cè)壁做一絕緣層，避免負(fù)電極金屬黏接于N-批覆層、量子阱和P-批覆層造成漏電，所述N型奧姆接觸金屬層與Ρ-GaP層聯(lián)接并形成負(fù)電極，所述ρ-GaP層與負(fù)電極的接口處形成一高阻值界面，所述高阻值界面的面積小于P型奧姆接觸金屬層面積，所述正電極位于導(dǎo)電基板的下表面。
[0010]進(jìn)一步地，所述負(fù)電極材料為AuZn、BeAu、GeAu和GaAuNi的合金，所述AuZn中Au:Zn = 95:5，所述 BeAu 中 Be:Au = 5:95，所述 GeAu 中 Ge:Au = 12:88，所述 GaAuNi 中Ge:Au:N1:12:84:4，熔合溫度不超過480°C，不小于400°C，熔合時間不超過lOmin，不少于3min0
[0011]進(jìn)一步地，所述Ρ-GaP層的摻雜濃度不超過1E19，不低于5E17。
[0012]上述防止逆向電壓擊穿發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的制作方法，包括如下步驟:將外延層的Ρ-GaP層鍵合至不導(dǎo)電基板上，在N-披覆層上形成一 N型奧姆接觸金屬層，用ICP干蝕刻蝕刻外延層至Ρ-GaP層，在N-批覆層、量子阱和P-批覆層的側(cè)壁做一絕緣層，避免負(fù)電極金屬黏接于N-批覆層、量子阱和P-批覆層造成漏電，所述N型奧姆接觸金屬層與p-GaP層聯(lián)接并形成負(fù)電極，所述P-GaP層與負(fù)電極的接口處形成一高阻值界面，P型奧姆接觸金屬層位于P-GaP層上，所述正電極位于P型奧姆接觸金屬層上。
[0013]進(jìn)一步地，所述正電極材料為AuZn和BeAu的合金，所述AuZn中Au:Zn = 95:5，所述BeAu中Be:Au = 5:95，所述合金中Zn與Be的比例均為5%，恪合時間為lOmin ；
[0014]所述負(fù)電極材料為AuZn和BeAu的合金，所述AuZn中Au:Zn = 95:5，所述BeAu中Be:Au = 5:95，所述合金中Zn與Be的比例均為5%，恪合時間為lOmin，所述負(fù)電極材料的熔合溫度小于正電極材料的熔合溫度50°C以上；
[0015]所述ρ-GaP層的摻雜濃度超過5E18。
[0016]進(jìn)一步地，所述正電極材料為AuZn和BeAu的合金，所述合金中Zn與Be的比例均為5%，熔合溫度為480°C，所述正電極材料的熔合時間不超過lOmin ;
[0017]所述負(fù)電極材料為AuZn和BeAu的合金，所述合金中Zn與Be的比例均為5%，恪合溫度為480°C，所述負(fù)電極材料熔合時間小于正電極材料熔合時間5min以上；
[0018]所述ρ-GaP層的摻雜濃度超過5E18。
[0019]進(jìn)一步地，所述正電極材料為AuZn和BeAu的合金，所述合金中Zn與Be的比例都不高于5%，所述熔合溫度為480°C，所述熔合時間不超過lOmin ;
[0020]所述負(fù)電極材料為AuZn和BeAu的合金，所述合金中Zn與Be的比例都不高于5 %，所述負(fù)電極材料的合金中Zn的比例低于正電極材料合金中Zn的比例小于2 %，所述負(fù)電極材料的合金中Zn的比例低于正電極材料合金中Zn的比例小于2%，所述熔合溫度為480°C，所述恪合時間不超過lOmin ；
[0021]所述ρ-GaP層的摻雜濃度超過5E18。
[0022]—種防止逆向電壓擊穿發(fā)光二極的結(jié)構(gòu)，其最主要重點在于負(fù)電極與P-GaP之間必須形成一高阻值界面(電阻值Rr2)，此電阻值Rr2必須大于LED順向電阻(Rf)，電阻值Rr2必須小于LED逆向電阻(Rrl)。如圖3、4所示，在正向偏壓操作中LED順向電阻(Rf)低于Rr2，故LED可以正常操作；在逆向偏壓操作中LED逆向電阻(Rrl)高于Rr2，故當(dāng)逆向偏壓過大時，電流會集中于Rr2，避免逆偏壓過高造成MQW發(fā)光層被破壞，導(dǎo)致LED失效。
[0023]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:
[0024](1)本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，能夠避免逆偏壓過高造成量子阱發(fā)光層被破壞而導(dǎo)致LED失效，既可以使用在垂直版芯片上又可以使用在水平版芯片上。
[0025](2)本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中防止逆向電壓擊穿發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)必須搭配封裝體使用，且芯片打線極性與固晶極性必須為固定位置的問題，更加適合LED芯片上的應(yīng)用，大大增加了 LED芯片的質(zhì)量與使用上的簡便性。
【附圖說明】
[0026]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)光二極管的發(fā)光二極管燈的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖3是LED順向偏壓電流示意圖。
[0029]圖4是LED逆向偏壓電流示意圖。
[0030]圖5是本發(fā)明實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖6是本發(fā)明實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖中:1、發(fā)光二極管；2、化合物半導(dǎo)體層；3、透明基板；3a、垂直面；3b、傾斜面；4、η型歐姆電極；41、發(fā)光二極管；42、裝配基板；43、η電極端子；44、ρ電極端子；45、金線；46、金線；47、環(huán)氧樹脂；5、ρ型歐姆電極；6、第三電極；7、發(fā)光部；8、Ρ型GaP ;9、下部覆蓋層；10、發(fā)光層；11、上部覆蓋層；12、導(dǎo)電基板；13、不導(dǎo)電基板；14、P型奧姆接觸金屬層；15、ρ-GaP層；16、P-披覆層；17、量子阱；18、N_批覆層；19、N型奧姆接觸金屬層；20、絕緣層；21、負(fù)電極；22、高阻值界面；23、正電極。
【具體實施方式】
[0033]實施例一
[0034]如圖5所不，一種防止逆向電壓擊穿發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，包括一導(dǎo)電基板12和一正電極23，導(dǎo)電基板12上表面鍵合有外延層，外延層包括由下到上依次設(shè)置的ρ-GaP層15、P-披覆層16、量子阱17和N-披覆層18，N-披覆層18上設(shè)有一 N型奧姆接觸金屬層19，N-批覆層18、量子阱17和P-批覆層16的側(cè)壁上設(shè)有一絕緣層20，N型奧姆接觸金屬層19與ρ-GaP層15聯(lián)接并形成負(fù)電極21，ρ-GaP層15與負(fù)電極21的接口處形成一高阻值界面22，外延層還包括一 P型奧姆接觸金屬層14，P型奧姆接觸金屬層14位于ρ-GaP層15與導(dǎo)電基板12之間，正電極23位于導(dǎo)電基板12的下表面。
[0035]上述防止逆向電壓擊穿發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)的制作方法，包括如下步驟:將外延層的P型奧姆接觸金屬層14鍵合至導(dǎo)電基板12上，在N-披覆層18上形成一 N型奧姆接觸金屬層19，用ICP干蝕刻蝕刻外延層至ρ-GaP層15，在N-批覆層18、量子阱17和P-批覆層16的側(cè)壁做一絕緣層20，避免負(fù)電極金屬黏接于N-批覆層18、量子阱17和P-批覆層16造成漏電，N型奧姆接觸金屬層19與ρ-GaP層15聯(lián)接并形成負(fù)電極21，ρ-GaP層15與負(fù)電極21的接口處形成一高阻值界面22，高阻值界面22的面積小于P型奧姆接觸金屬層14面積，正電極23位于導(dǎo)電基板12的下表面，負(fù)電極材料為AuZn、BeAu、GeAu和GaAuNi的合金，AuZn 中 Au:Zn = 95:5，BeAu 中 Be:Au = 5:95，GeAu 中 Ge:Au = 12:88，GaAuNi 中Ge:Au:N1:12: