[发明专利]钝化保护结构、发光二极管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件及其制造方法，更具体地，涉及钝化保护结构、发光二极管及其制作方法。

背景技术

随着图案化衬底的使用以及外延技术的进步，发光二极管(LED)中的外延层晶体质量得以显著的提高。相应地，LED的发光效率得到大幅的提升，在照明应用中具有健康、节能、环保的优点。LED已经广泛应用于显示屏、液晶背光源、交通指示灯、室外照明等领域，并且开始向室内照明、汽车用灯、舞台用灯、特种照明等领域渗透。相信在不久的未来，LED将全面取代传统光源。

在LED全面取代传统光源的进程中，不同的应用领域和更为复杂的使用环境对LED的质量提出了更高的挑战。LED的质量与衬底结构、外延工艺、电极制作工艺、钝化保护结构等息息相关。钝化保护结构是隔离LED器件与外界环境的保护层结构，已经成为影响LED可靠性和寿命等质量的关键因素。然而，现有的钝化保护结构仍然是LED器件技术的薄弱环节。

在现有技术中，LED器件的钝化保护结构通常是一层氧化硅或氮化硅的保护层。该氧化硅或氮化硅层通常在低于300摄氏度的温度下，采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺形成。然而，在该较低温度下形成的氧化硅或氮化硅层必定不够致密，疏松的氧化硅或氮化硅层不能使得LED器件得到充分的保护。另外，PECVD的自然属性是沉积层的厚度受到表面形貌的影响，在台阶的侧壁上形成的氧化硅或氮化硅层厚度更薄。结果，LED器件台阶的侧壁处更不能得到充分的保护。不仅如此，低温环境下形成的氧化硅或氮化硅层粘附性较差，很容易出现氧化硅或氮化硅层从LED器件上脱落的现象，在台阶处尤其如此。钝化保护结构的致密度差、台阶覆盖的均匀性差以及脱落等现象，导致LED器件出现漏电、失效等，严重影响了LED的产率、成本、可靠性和使用寿命。此类问题在使用环境的温湿度变化频繁的特种照明领域显得更为突出。

尽管可以在较高温环境下进行增密以提高氧化硅或氮化硅层的致密度，然而，该热生长的工艺温度一般在800摄氏度以上，此温度早已超出LED器件所能耐受的温度的极限，从而难以实施。

此外，可以提高氧化硅或氮化硅层的厚度来改善保护特性，然而该技术方案效果不明显，特别是不能解决粘附性差的问题。并且，过厚的氧化硅或氮化硅层还会在降低LED器件的发光亮度同时引入附加的应力。在LED器件的台阶侧壁处就会容易出现氧化硅或氮化硅层因应力产生的断裂，从而导致氧化硅或氮化硅层隔离不良。

因此，通过PECVD形成的钝化保护结构仍然不能满足LED器件的保护需求。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种钝化保护结构、发光二极管及其制作方法：

根据本发明的第一方面，提供一种钝化保护结构，包括：第一钝化膜，所述第一钝化膜为位于半导体结构的至少一部分表面上方的单层或叠层，其中，所述第一钝化膜的单层或叠层中的每层包括具有绝缘特性的聚合物层、有机络合物层或其组合而成的复合层中的至少一种。

优选地，所述第一钝化膜采用旋涂工艺形成。

优选地，所述聚合物层由聚硅氮烷、聚硅氧烷或聚酰亚胺中的至少一种组成。

优选地，所述第一钝化膜接触所述半导体结构的所述至少一部分表面。

优选地，所述第一钝化膜包括用于暴露所述半导体结构的开口。

优选地，所述第一钝化膜覆盖所述半导体结构的外表面。

优选地，还包括：第二钝化膜，所述第二钝化膜为位于所述半导体结构的至少一部分表面上方的单层或叠层，其中，所述第二钝化膜的单层或叠层中的每层包括氧化物层、氮化物层、氮氧化物层中的至少一种。

优选地，所述氧化物层、氮化物层、氮氧化物层为第ⅢA、ⅣA、ⅣB中的一种或多种元素的氧化物层、氮化物层、氮氧化物层。

优选地，所述氧化物层、氮化物层、氮氧化物层为硅或钛的氧化物层、氮化物层、氮氧化物层。

优选地，所述钝化保护结构包括所述第一钝化膜和所述第二钝化膜的叠层，并且所述第一钝化膜和所述第二钝化膜中的任一个接触所述半导体结构的所述至少一部分表面。

优选地，所述第一钝化膜和所述第二钝化膜包括用于暴露所述半导体结构的开口。

优选地，所述开口形状为圆形、椭圆形、多边形和不规则图形中的至少一种。

优选地，所述钝化保护结构的总厚度为0.1微米-10微米。