[发明专利]一种LED测试结构、测试方法及该结构的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体照明领域，具体涉及一种探测LED可靠性的测试结构、测试方法及该结构的制作方法。

背景技术

从90年代蓝光LED发明以来，大功率LED就被认为是新一代的绿色光源。能否实现半导体照明的普及，取决于大功率LED的光效和可靠性。随着LED技术的高速发展，大功率LED的光效已经超过100 lm/W，美国Cree公司已于2012年12月发布超过200 lm/W的大功率产品。当前一类重要的LED结构为垂直薄膜结构，它具有电流分布均匀、热阻小等优点。   在这种LED中，采用了金属反射层来提高光效，但是反射率较高的Ag、Al等材料都易发生电迁移，造成漏电、光衰等可靠性问题。因此，对反射层金属是否有电迁移进行方便的探测和监控就显得十分重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以方便探测反射层金属是否发生迁移的结构和测试方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是测器结构的反射层金属采用条形状结构，其具体包括：基板；接合层，形成于所述基板上；反射层，形成于所述接合层上，具有金属反射结构；p型外延层、有源层、n型外延层依次叠放于所述反射层之上；N电极，位于n型外延层之上；至少两个P电极，与所述金属反射结构形成欧姆接触且与n型外延层和有源层之间绝缘；其中，所述金属反射结构呈条形状，使得当金属发生迁移时电阻变化能够通过电子仪器探测。

接合层可以选用金属键合材料，或绝缘性胶材。对于采用金属键合材料时，一般可在接合层和反射层之间设置一绝缘薄膜层。

优选地，所述反射层的金属反射结构呈蛇形弯曲状，两个端点分别与不同的P电极形成欧姆接触，该层的其他区域用绝缘材料填充。更佳地，所述金属反射结构的线宽小于10微米，这样电迁移会更容易引起金属线的电阻明显变化，以便可以通过电子仪器探测。

金属反射结构可以由阻挡金属材料、反射金属材料和粘附金属材料依次叠加组成，也可以至少包括反射金属材料，其成分包含Ag、Al等。

对于P电极结构，可在外延层上蚀刻出两个通孔至反射层，通孔内填充金属材料并延伸到n形外延层表面，形成P电极；P电极以及通孔中的金属材料与外延层之间用绝缘材料隔离。

优选的，该测试结构的外延层周围用绝缘材料包裹，以形成独立的结构。该结构大小与正式LED芯粒的大小相同，可处于晶圆的上下左右中五个位置。

上述LED测试结构探测电迁移的方式为：1）在P电极和N电极注入适当大的激发电流，使LED发光；2）在两个P电极上加一较小的测试电流，测量金属反射结构的电阻；3）根据反射层电阻随时间的变化，判断是否有电迁移的发生。

为了防止激发电流的影响，优选地，每隔一定时间撤去上述激发电流，再注入测试电流进行电阻值的测试。

上述LED测试结构，与正常的LED芯粒在同一个晶圆上进行制备，可通过下面步骤制备获得：1) 提供一生长衬底，在其上依次外延形成n型外延层、有源层、p型外延层；2) 在p型外延层上用CVD方式生长一层绝缘层，然后采用光刻、蚀刻方式蚀刻出蛇形的图形；3) 蒸镀或者溅射粘附金属材料、反射金属材料和阻挡金属材料；4) 剥离掉绝缘层上的金属，然后再生长一薄的绝缘层，之后生长金属键合层；5) 键合新的基板于键合层上，并剥离掉原来的基板，露出n型外延层；6)蚀刻掉芯粒的周围的外延层，用CVD等方式填充绝缘层，使各个芯粒之间独立；同时蚀刻出两个通孔到反射层，用CVD等方式填充绝缘层；7) 采用干蚀刻去除通孔中心的绝缘层；8) 用光刻制作出P电极和N电极图形，蚀刻掉表层未被光阻覆盖的绝缘层，蒸镀或者溅射金属电极，然后金属剥离，形成P电极和N电极。

前述方法通过在外延上蚀刻形成导电孔通以在n型外延层的表面上形成p型电极，作为本发明的另一种实施方式，亦可采用孔通型基板，将p电极引至基板的背面。

本发明所涉及结构关键在于采用了线宽很小的金属反射结构，更佳的是采用蛇形，这样一旦发生金属迁移，蛇形金属结构将出现较大的电阻变化，甚至断路现象。在本发明的实施例中，所述反射层金属端点处的线宽略大于其他部分的线宽，以便实现通孔金属与反射层金属的良好接触。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明