CN114141920B - 发光二极管及其制备方法 - Google Patents
发光二极管及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114141920B CN114141920B CN202111376242.7A CN202111376242A CN114141920B CN 114141920 B CN114141920 B CN 114141920B CN 202111376242 A CN202111376242 A CN 202111376242A CN 114141920 B CN114141920 B CN 114141920B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- partition
- light emitting
- light
- boss
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 4
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 113
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 38
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 73
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 18
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 7
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910015269 MoCu Inorganic materials 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005540 GaP Inorganic materials 0.000 description 1
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- BEQNOZDXPONEMR-UHFFFAOYSA-N cadmium;oxotin Chemical compound [Cd].[Sn]=O BEQNOZDXPONEMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- HZXMRANICFIONG-UHFFFAOYSA-N gallium phosphide Chemical compound [Ga]#P HZXMRANICFIONG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N stibanylidynetin;hydrate Chemical compound O.[Sn].[Sb] SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
- H01L33/24—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate of the light emitting region, e.g. non-planar junction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/04—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
- H01L33/06—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
本申请公开了一种发光二极管及其制备方法，包括基板、结构层和发光台面，基板上表面配置有发光区和环绕于发光区之外的切割区；结构层铺设在发光区和切割区上；位于发光区处的结构层上配置有发光台面，发光台面包括第一外延层；切割区包括在发光台面周向上间隔布置的第一分区和第二分区，第一分区形成有凸台，凸台连在结构层上并由结构层中的第一绝缘层、第二绝缘层和金属层向上延伸得到；第二分区形成有第二外延层，第二外延层自第二分区延伸至凸台上。本申请通过在第二分区及与其相邻的凸台上设置第二外延层，可避免凸台与第二分区的相接处出现缝隙，进而避免后续工艺中蚀刻液渗透至结构层中并对结构层造成损伤。
Description
技术领域
本申请涉及半导体相关技术领域，尤其涉及一种发光二极管及其制备方法。
背景技术
发光二极管由于其较高的发光效率在很多领域均有广泛的应用。发光二极管包括发光台面以及环绕于发光台面之外的切割区，由于发光台面与结构层及基板之间存在热膨胀系数差异，发光二极管易产生大小不一的应力，甚至易出现应力纹或发光台面破损、脱落的现象。为了解决上述问题，于切割区形成环绕发光台面的凸台。
引入环绕发光台面的凸台后，整个发光二极管电位分布不均匀，易导致发光二极管出现电迁移的现象，影响发光二极管的可靠性。因此，为了改善上述发光二极管易出现电迁移的现象，将切割区划分为第一分区和第二分区，并仅在第一分区形成有凸台，以避免发光二极管出现电迁移的现象。
但是，将上述切割区划分为第一分区和第二分区，并仅在第一分区形成凸台之后，由于第一分区的高度和第二分区的高度不一致，相邻凸台之间的间距较小，在后续工艺中凸台与第二分区的相接处易出现缝隙等破损现象，进而导致蚀刻液渗透至结构层中并对结构层造成损伤，影响发光二极管的可靠性。
发明内容
本申请的目的在于提供一种发光二极管，其通过在第二分区以及与其相邻的凸台上设置第二外延层，可避免凸台与第二分区的相接处出现缝隙，进而避免后续工艺中蚀刻液渗透至结构层中并对结构层造成损伤，提高发光二极管的可靠性。
另一目的还在于提供一种上述发光二极管的制备方法。
第一方面，本申请实施例提供了一种发光二极管，其包括：
基板，其上表面配置有发光区和环绕于发光区之外的切割区；
结构层，铺设在发光区和切割区上；结构层自上而下至少包括第一绝缘层、第二绝缘层和金属层；位于发光区处的结构层上配置有发光台面，发光台面包括第一外延层；
切割区包括第一分区和第二分区，第一分区和第二分区在发光台面的周向上间隔布置；第一分区形成有凸台，凸台连在结构层上并由第一绝缘层、第二绝缘层和金属层向上延伸得到，凸台的高度低于发光台面的高度，凸台与发光台面间隔设置；第二分区形成有第二外延层，第二外延层自第二分区延伸至凸台上。
在一种可能的实施方案中，第二外延层至少包覆凸台靠近第二分区的端部。
在一种可能的实施方案中，第二外延层与发光台面间隔设置。
在一种可能的实施方案中，第二外延层至少覆盖凸台靠近发光台面的一侧。
在一种可能的实施方案中，第二外延层中位于凸台上的那部分被配置为U型，且U型开口朝向第二分区的相反侧。
在一种可能的实施方案中，凸台处的第二外延层的宽度等于第二分区处的第二外延层的宽度。
在一种可能的实施方案中，在发光台面的周向上，第二外延层覆盖第二分区的整个区域或者部分区域。
在一种可能的实施方案中，在发光台面的周向上第二外延层覆盖第二分区的部分区域时，第二外延层中位于第二分区的那部分的外壁面呈弧形或者斜坡，且外壁面的斜率自下而上递减。
在一种可能的实施方案中，第二外延层的上表面与发光台面的上表面等高。
在一种可能的实施方案中，第二外延层的层结构与第一外延层的层结构相同。
在一种可能的实施方案中，第一分区在发光台面周向上的长度总和L1与第二分区在发光台面周向上的长度总和L2的比值介于5～20。
在一种可能的实施方案中，第一绝缘层和第二绝缘层之间包括有反射层和导电层，反射层穿过第一绝缘层与第一外延层连接，导电层包覆在反射层的***，且朝向第一外延层的表面电连接有接触电极；第二绝缘层包覆在导电层的***；金属层具有与第一外延层电连接的导电柱，且导电柱的侧壁包覆有第二绝缘层和第一绝缘层。
在一种可能的实施方案中，第一外延层自上而下包括第一半导体层、有源层和第二半导体层，导电柱与第一半导体层电连接，接触电极与第二半导体层电连接。
第二方面，本申请实施例提供了一种发光二极管的制备方法，其包括：
在衬底上形成半导体堆叠层；
刻蚀半导体堆叠层，并形成用于设置凸台的第一沟槽、以及用于设置导电柱的第二沟槽；第一沟槽为间断分布的环形结构，且深度小于半导体堆叠层的高度；
在半导体堆叠层上形成结构层，结构层自下而上至少包括第一绝缘层、第二绝缘层和金属层，且第一绝缘层、第二绝缘层和金属层延伸至第一沟槽并形成凸台；将结构层键合至基板上；
去除衬底；刻蚀半导体堆叠层，并形成发光台面，发光台面包括第一外延层；环绕于发光台面之外的区域为切割区，切割区包括在发光台面的周向上间隔设置的第一分区和第二分区，第一分区包括凸台；
继续刻蚀切割区处的半导体堆叠层，使第二分区保留有第二外延层，且第二外延层自第二分区延伸至凸台上。
在一种可能的实施方案中，第二外延层至少包覆凸台靠近第二分区的端部；第二外延层与发光台面间隔设置。
与现有技术相比，本申请至少具有如下有益效果：
本申请在第二分区以及与其相邻的凸台上设置第二外延层，第二外延层可对第二分区以及凸台中靠近第二分区的端部进行保护，有效避免凸台与第二分区的相接处出现缝隙等破损现象，进而避免后续工艺中因存在破损现象而导致的蚀刻液易渗透至结构层中并对结构层造成损伤的现象，提高发光二极管的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为根据本申请实施例示出的一种发光二极管的俯视图；
图2为根据本申请实施例示出的一种发光二极管的俯视图；
图3为根据本申请实施例示出的一种发光二极管的俯视图；
图4为根据本申请实施例示出的一种发光二极管的俯视图；
图5为根据本申请实施例示出的一种发光二极管的A-A截面示意图；
图6为根据本申请实施例示出的一种发光二极管的A-A截面示意图；
图7为根据本申请实施例示出的一种发光二极管的B-B截面示意图；
图8为根据本申请实施例示出的一种发光二极管的B-B截面示意图
图9～图19为根据本申请实施例示出的一种发光二极管处于不同制备阶段的结构示意图。
图示说明：
100衬底；200发光台面；210第一外延层；211第一半导体层；212有源层；213第二半导体层；214第一沟槽；215第二沟槽；220第二外延层；221第一部；222第二部；300第一绝缘层；301第一开口；302第二开口；310反射层；320导电层；330第二绝缘层；340金属层；341导电柱；350透明导电层；400基板；500切割区；510第一分区；511凸台；520第二分区；600接触电极；700第三绝缘层。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或营业，本申请中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”和“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”和“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
根据本申请的一个方面，提供一种发光二极管。图1～图4为发光二极管的俯视图，图5和图6为发光二极管的A-A截面示意图，图7和图8为发光二极管的B-B截面示意图。图1～图4中的a曲线为发光二极管的切割线。图5～图8中的I区域均表示为沿切割线a切割后的发光二极管。
该发光二极管包括基板400、结构层和发光台面200。基板400上表面配置有发光区和环绕于发光区之外的切割区500。结构层铺设在发光区和切割区500上，且结构层自上而下至少包括第一绝缘层300、第二绝缘层330和金属层340；位于发光区处的结构层上配置有发光台面200，发光台面200包括第一外延层210。切割区500包括第一分区510和第二分区520，第一分区510和第二分区520在发光台面200的周向上间隔布置；第一分区510形成有凸台511，凸台511连在结构层上并由第一绝缘层300、第二绝缘层330和金属层340向上延伸得到，凸台511的高度低于发光台面200的高度，凸台511与发光台面200间隔设置。第二分区520形成有第二外延层220，第二外延层220自第二分区520延伸至凸台511上。需要说明的是，发光台面的周向指的是发光台面侧壁的周向。
第二外延层220的层结构与第一外延层210的层结构相同，均由半导体堆叠层刻蚀而形成。半导体堆叠层自上而下均包括第一半导体层211、有源层212和第二半导体层213，第一半导体层211为N型半导体层，第二半导体层213为P型半导体层，有源层212为多层量子阱层。N型半导体层、多层量子阱层及P型半导体层仅是半导体堆叠层的基本构成单元，在此基础上，半导体堆叠层还可以包括其他对发光二极管的性能具有优化作用的功能结构层。
基板400为永久基板，其用于转移生长在衬底100上的发光台面200。基板400的材料选自GaAs、Ge、Si、Cu、Mo、WCu或MoCu。
通过在第二分区520以及与其相邻的凸台511上设置第二外延层220，可使第二外延层220至少包覆第二分区520以及凸台511在发光台面200周向上的端部，以对第二分区520以及凸台511中靠近第二分区520的端部进行保护，有效避免凸台511与第二分区520的相接处出现缝隙等破损现象，进而避免后续工艺中因存在破损现象而导致的蚀刻液易渗透至结构层中并对结构层造成损伤的现象，提高发光二极管的可靠性。
在一种实施方式中，参见图1～图4，第二外延层220至少包覆凸台511靠近第二分区520的端部，且第二外延层220与发光台面200间隔设置。第二外延层220至少覆盖凸台511靠近发光台面200的一侧。
在一种实施方式中，第二外延层220包括相连的第一部221和第二部222，第一部221位于凸台511上，第二部222位于第二分区520。
较佳地，参见图1和图5，第二外延层220中位于凸台511上的那部分覆盖凸台511的上表面、侧壁，在发光台面的周向上，第二外延层220覆盖第二分区520的整个区域，凸台511处的第二外延层220的宽度等于第二分区520处的第二外延层220的宽度。换言之，第一部221覆盖凸台511的上表面、侧壁，第二部222在发光台面的周向上覆盖第二分区520的整个区域。第一部221的宽度优选为与第二部222的宽度相等，且第一部221和第二部222的宽度均大于凸台511的宽度。
较佳地，参见图2和图6，第二外延层220中位于凸台511上的那部分被配置为U型，且U型开口朝向第二分区520的相反侧；在发光台面的周向上，第二外延层220覆盖第二分区520的整个区域。换言之，第一部221被配置为U型，且U型开口朝向第二分区520的相反侧，第一部221自凸台511的外壁面向内延伸预设宽度；第二部222在发光台面的周向上覆盖第二分区520的整个区域。
作为可替换的实施方式，参见图3，在发光台面的周向上，第二外延层220覆盖第二分区520的部分区域。换言之，在发光台面的周向上，第二部222覆盖第二分区520的部分区域，第二部222在发光台面200周向上的长度优选为小于第二分区520在发光台面200周向上长度的1/2。
较佳地，第二外延层220中位于第二分区520的那部分的外壁面被配置为弧形或者斜坡，也就是说，第二部222的外壁面呈弧形或者斜坡，且外壁面的斜率自下而上递减。将第二外延层220中位于第二分区520的那部分配置为上述结构，可使第二外延层220平滑过渡到未设置第二外延层220的第二分区520，避免第二外延层220与未设置有第二外延层220的第二分区520的相接处出现缝隙，进而避免后续工艺中蚀刻液渗透至结构层中并对结构层造成损伤，提高发光二极管的可靠性。
在一种实施方式中，参见图4，第二外延层220呈“T”型，其覆盖凸台511靠近发光台面200的一侧、以及第二分区520中靠近发光台面200的那部分。凸台511远离发光台面200的一侧、以及第二分区520中远离发光台面200的那部分并未覆盖有第二外延层220。
较佳地，在第二外延层220中，第二部222的宽度大于第一部221的宽度。
较佳地，第一部221仅覆盖凸台511靠近第二分区520的端部，以及凸台511靠近发光台面200的一侧外壁面。
在一种实施方式中，参见图5和图6，凸台511的高度为发光台面200高度的40％～80％；第二外延层220的上表面与发光台面200的上表面等高。
作为可替换的实施方式，凸台511的高度为发光台面200高度的40％～80％；第二外延层220的上表面高度为发光台面200的上表面高度的70％～95％。
在一种实施方式中，第一分区510在发光台面200周向上的长度总和L1与第二分区520在发光台面200周向上的长度总和L2的比值介于5～20。
在一种实施方式中，参见图5～图8，第一绝缘层300和第二绝缘层330之间包括有反射层310和导电层320。反射层310穿过第一绝缘层300与第一外延层210连接。导电层320包覆在反射层310的***，且朝向第一外延层210的表面电连接有接触电极600。第二绝缘层330包覆在导电层320的***。金属层340具有与第一外延层210电连接的导电柱341，且导电柱341的侧壁包覆有第二绝缘层330和第一绝缘层300。
较佳地，第一绝缘层300与第一外延层210之间包括有透明导电层350，反射层310穿过第一绝缘层300与透明导电层350接触。
具体地，位于第一外延层210下方的第一绝缘层300设有多个第一开口301，第一开口301在垂向上贯穿第一绝缘层300。反射层310位于第一绝缘层300的下方，并填充第一绝缘层300中的第一开口301。第一绝缘层300的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、二氧化钛或氧化铝中的一种或多种。反射层310的材料包括但不限于是银。
导电层320位于反射层310的下方，并包覆在反射层310的***。第一绝缘层300具有第二开口302，第二开口302和第一开口301均位于导电柱341的同侧，且在垂向上贯穿第一绝缘层300。第二开口302处形成有接触电极600，该接触电极600经第二开口302、导电层320、反射层310、第一开口301与第二半导体层213欧姆接触，以将接触电极600与第二半导体层213电连接，其实质为第二电极。导电层320的材料为Ag、Au、Ti、Al、Cr、Pt、TiW合金、Ni或以上任意组合，导电层320的材料优选为性能较为稳定的Ti、Au、Cr、Pt、TiW合金。接触电极600的材料包括Al、Ni、Ti、Pt或Au中的一种或者至少两种。
第二绝缘层330位于导电层320远离反射层310的一侧，并包覆在导电层320的***。第二绝缘层330的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、二氧化钛或氧化铝中的一种或多种。
金属层340位于第二绝缘层330远离导电层320的一侧，并具有与第一外延层210电连接的导电柱341。金属层340的材料包括Al、Ni、Ti、Pt或Au中的一种或者至少两种。导电柱341延伸至第一半导体层211的内部并与第一半导体层211电连接，其实质为第一电极，导电柱341的侧壁上包括有第二绝缘层330和第一绝缘层300，该第二绝缘层330和第一绝缘层300对第一外延层210的非电极设置区域进行绝缘保护。
在一种实施方式中，发光台面200之外的切割区500包括至少一个第二分区520，其能够保证发光二极管中的电位均匀分布，避免发光二极管出现电迁移的现象，改善发光二极管的可靠性。在本实施例中，发光台面200之外的切割区500包括四个第二分区520，第二分区520等间距布置在发光台面200的周向上。
在一种实施方式中，参见图5～图8，凸台511由结构层中的金属层340、第二绝缘层330和第一绝缘层300向上延伸预设高度得到。在凸台511中，其内部的第一绝缘层300和第二绝缘层330呈梯形分布，这种梯形分布的方式能够有效改善应力的连续方向，减小应力的持续累积，进而减小或者消除了应力纹及第一外延层210易剥离、易脱落的现象，有效改善发光二极管的外观良率，提高发光二极管的产品品质。
较佳地，在凸台511中，第二绝缘层330包覆金属层340的侧壁和上表面，第一绝缘层300包覆第二绝缘层330的侧壁和上表面。
在一种实施方式中，参见图5～图8，发光二极管还包括第三绝缘层700，第三绝缘层700覆盖发光台面200的表面、侧壁以及结构层除发光台面200之外的区域，并暴露出接触电极600以及发光台面200的部分表面，其用于保护整个发光二极管。第三绝缘层700的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、二氧化钛或氧化铝中的一种或多种。
根据本申请的一个方面，提供一种发光二极管的制备方法。图9、图10、图12～18揭示了该发光二极管在不同制备过程中的A-A截面示意图，图11揭示了该发光二极管在形成第一沟槽和第二沟槽过程中的B-B截面示意图，图19揭示了该发光二极管中第二分区处保留有第二外延层的B-B截面示意图。该制备方法包括以下步骤：
S1、参见图9，在衬底100上形成半导体堆叠层。半导体堆叠层用于形成第一外延层210和第二外延层220。
衬底100为蓝宝石图形化衬底、蓝宝石衬底、氮化镓衬底、氮化铝衬底、碳化硅衬底或硅衬底等其中的一种。在本实施例中，衬底100具体为蓝宝石图形化衬底或者蓝宝石平底衬底。
在衬底100上形成半导体堆叠层。半导体堆叠层自下至上包括第一半导体层211、有源层212和第二半导体层213。在本实施例中，第一半导体层211为N型半导体层，第二半导体层213为P型半导体层，有源层212为多层量子阱层。其中，N型半导体层、多层量子阱层及P型半导体层仅是半导体堆叠层的基本构成单元，在此基础上，半导体堆叠层还可以包括其他对发光二极管芯片的性能具有优化作用的功能结构层。
S2、参见图10和图11，刻蚀半导体堆叠层，并形成用于设置凸台511的第一沟槽214、以及用于设置导电柱341的第二沟槽215；第一沟槽214为间断分布的环形结构，且深度小于半导体堆叠层的高度。第一沟槽214和第二沟槽215均自第二半导体层213延伸至第一半导体层211的内部，且第一沟槽214和第二沟槽215的深度相等。
S3、在半导体堆叠层上形成结构层，结构层自下而上至少包括第一绝缘层300、第二绝缘层330和金属层340，且第一绝缘层300、第二绝缘层330和金属层340延伸至第一沟槽214并形成凸台511；将结构层键合至基板400上。
具体地，在半导体堆叠层上形成结构层包括以下步骤：
S31、参见图12，于刻蚀后的半导体堆叠层中第二半导体层213上形成透明导电层350，透明导电层350包括但不限于是氧化铟锡、氧化铟、氧化锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌或者磷化镓。
于透明导电层350、第二半导体层213、第一沟槽214的侧壁和底部、第二沟槽215的侧壁形成第一绝缘层300，第一绝缘层300具有延伸至透明导电层350的第一开口301，在垂向投影中，第一开口301位于透明导电层350内。第一绝缘层300的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、二氧化钛或氧化铝中的一种或多种。
S32、参见图13，于第二半导体层213上方的第一绝缘层300上形成反射层310，反射层310填充上述第一开口301。反射层310的材料优选为银。
S33、参见图14，于反射层310上形成导电层320，导电层320包覆在反射层310的***。导电层320的材料为Ag、Au、Ti、Al、Cr、Pt、TiW合金、Ni或以上任意组合，导电层320的材料优选为性能较为稳定的Ti、Au、Cr、Pt、TiW合金。
S34、参见图15，于导电层320上形成第二绝缘层330，第二绝缘层330包覆在导电层320的***，并覆盖第二沟槽215的侧壁，以对半导体堆叠层的非电性连接区域进行绝缘保护。优选地，第二绝缘层330还覆盖第一沟槽214的侧壁和底部。第二绝缘层330的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、二氧化钛或氧化铝中的一种或多种。
S35、参见图16，于第二绝缘层330的表面、第一沟槽214和第二沟槽215形成金属层340，金属层340包括与半导体堆叠层电连接的导电柱341，导电柱341延伸至第一半导体层211的内部并与第一半导体层211电连接，其实质为第一电极。金属层340的材料包括Al、Ni、Ti、Pt或Au中的一种或者至少两种。
具体地，参见图16，将半导体堆叠层通过金属层340键合至基板400上，基板400为永久基板，用于转移生长在衬底100上的半导体堆叠层。基板400的材料选自GaAs、Ge、Si、Cu、Mo、WCu或MoCu。
S4、参见图17～图19，去除衬底100；刻蚀半导体堆叠层，并形成发光台面200，发光台面200包括第一外延层210；环绕于发光台面200之外的区域为切割区500，切割区500包括在发光台面200的周向上间隔设置的第一分区510和第二分区520，第一分区510包括凸台511，该凸台511由结构层中的金属层340、第二绝缘层330和第一绝缘层300向上延伸预设高度得到。第二分区520不包括凸台，保证发光二极管中的电位均匀分布，改善发光二极管的可靠性。
S5、参见图17～图19，继续刻蚀切割区500处的半导体堆叠层，使第二分区520保留有第二外延层220，且第二外延层220自第二分区520延伸至凸台511上。第二外延层220至少包覆凸台511靠近第二分区520的端部。第二外延层220与发光台面200间隔设置。第二外延层220至少覆盖凸台511靠近发光台面200的一侧。
具体地，第二外延层220包括相连的第一部221和第二部222，第一部221位于凸台511上，第二部222位于第二分区520。
优选地，参见图1和图17，第一部221覆盖凸台511的上表面、侧壁，第二部222在发光台面的周向上覆盖第二分区520的整个区域。第一部221的宽度优选为与第二部222的宽度相等，且第一部221和第二部222的宽度均大于凸台511的宽度。
优选地，参见图2和图18，第一部221被配置为U型，且U型开口朝向第二分区520的相反侧，第一部221自凸台511的外壁面向内延伸预设宽度；第二部222在发光台面的周向上覆盖第二分区520的整个区域。
优选地，参见图3，在发光台面的周向上，第二部222覆盖第二分区520的部分区域，第二部222在发光台面200周向上的长度优选为小于第二分区520在发光台面200周向上长度的1/2。第二部222的外壁面优选为弧形或者斜坡，且外壁面的斜率自下而上递减。
优选地，参见图4，第二外延层220呈“T”型，其覆盖凸台511靠近发光台面200的一侧、以及第二分区520中靠近发光台面200的那部分。凸台511远离发光台面200的一侧、以及第二分区520中远离发光台面200的那部分并未覆盖有第二外延层220。第二部222的宽度大于第一部221的宽度。第一部221仅覆盖凸台511靠近第二分区520的端部，以及凸台511远离发光台面200的一侧外壁面。
优选地，凸台511的高度为发光台面200高度的40％～80％；第二外延层220的上表面与发光台面200的上表面等高。
优选地，凸台511的高度为发光台面200高度的40％～80％；第二外延层220的上表面高度为发光台面200的上表面高度的70％～95％。
S6、参见图17～图19，蚀刻第一绝缘层300并形成第二开口302，第二开口302和第一开口301均位于导电柱341的同侧，且在垂向上贯穿第一绝缘层300，以暴露出超出反射层310之外的那部分导电层320。
S7、于暴露出的导电层320上形成接触电极600，该接触电极600经第二开口302、导电层320、反射层310、第一开口302与第二半导体层213欧姆接触，以将接触电极600与第二半导体层213电连接，其实质为第二电极。接触电极600的材料包括Al、Ni、Ti、Pt或Au中的一种或者至少两种。
较佳地，于发光台面200的表面、侧壁以及结构层除发光台面200之外的区域形成第三绝缘层700，第三绝缘层700暴露出接触电极600以及发光台面200的部分表面，并用于保护整个发光二极管。第三绝缘层700的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、二氧化钛或氧化铝中的一种或多种。
上述操作完成后即可得到上述实施例中的发光二极管。
由以上的技术方案可知，本申请在第二分区520以及与其相邻的凸台511上设置第二外延层220，第二外延层220可对第二分区520以及凸台511中靠近第二分区520的端部进行保护，有效避免凸台511与第二分区520的相接处出现缝隙等破损现象，进而避免后续工艺中因存在破损现象而导致的蚀刻液易渗透至结构层中并对结构层造成损伤的现象，提高发光二极管的可靠性。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。
Claims (14)
1.一种发光二极管，其特征在于，包括：
基板，其上表面配置有发光区和环绕于所述发光区之外的切割区；
结构层，铺设在所述发光区和所述切割区上；所述结构层自上而下至少包括第一绝缘层、第二绝缘层和金属层；位于发光区处的所述结构层上配置有发光台面，所述发光台面包括第一外延层；
所述切割区包括第一分区和第二分区，所述第一分区和所述第二分区在发光台面的周向上间隔布置；所述第一分区形成有凸台，所述凸台连在所述结构层上并由所述第一绝缘层、所述第二绝缘层和所述金属层向上延伸得到，所述凸台的高度低于所述发光台面的高度，所述凸台与所述发光台面间隔设置；所述第二分区形成有第二外延层，所述第二外延层自所述第二分区延伸至所述凸台上；所述第二外延层至少包覆所述凸台靠近第二分区的端部。
2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第二外延层与所述发光台面间隔设置。
3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第二外延层至少覆盖所述凸台靠近发光台面的一侧。
4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第二外延层中位于凸台上的那部分被配置为U型，且U型开口朝向所述第二分区的相反侧。
5.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，凸台处的所述第二外延层的宽度等于第二分区处的所述第二外延层的宽度。
6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，在发光台面的周向上，所述第二外延层覆盖所述第二分区的整个区域或者部分区域。
7.根据权利要求6所述的发光二极管，其特征在于，在发光台面的周向上所述第二外延层覆盖所述第二分区的部分区域时，所述第二外延层中位于第二分区的那部分的外壁面呈弧形或者斜坡，且外壁面的斜率自下而上递减。
8.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第二外延层的上表面与所述发光台面的上表面等高。
9.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第二外延层的层结构与所述第一外延层的层结构相同。
10.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一分区在发光台面周向上的长度总和L1与所述第二分区在发光台面周向上的长度总和L2的比值介于5~20。
11.根据权利要求1~10任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述第一绝缘层和第二绝缘层之间包括有反射层和导电层，所述反射层穿过第一绝缘层与所述第一外延层连接，所述导电层包覆在所述反射层的***，且朝向所述第一外延层的表面电连接有接触电极；所述第二绝缘层包覆在所述导电层的***；所述金属层具有与所述第一外延层电连接的导电柱，且所述导电柱的侧壁包覆有所述第二绝缘层和所述第一绝缘层。
12.根据权利要求11所述的发光二极管，其特征在于，所述第一外延层自上而下包括第一半导体层、有源层和第二半导体层，所述导电柱与所述第一半导体层电连接，所述接触电极与所述第二半导体层电连接。
13.一种发光二极管的制备方法，其特征在于，包括：
在衬底上形成半导体堆叠层；
刻蚀所述半导体堆叠层，并形成用于设置凸台的第一沟槽、以及用于设置导电柱的第二沟槽；所述第一沟槽为间断分布的环形结构，且深度小于所述半导体堆叠层的高度；
在所述半导体堆叠层上形成结构层，所述结构层自下而上至少包括第一绝缘层、第二绝缘层和金属层，且所述第一绝缘层、第二绝缘层和金属层延伸至所述第一沟槽并形成凸台；将所述结构层键合至基板上；
去除所述衬底；刻蚀所述半导体堆叠层，并形成发光台面，所述发光台面包括第一外延层；环绕于所述发光台面之外的区域为切割区，所述切割区包括在所述发光台面的周向上间隔设置的第一分区和第二分区，所述第一分区包括凸台；
继续刻蚀切割区处的所述半导体堆叠层，使所述第二分区保留有第二外延层，且所述第二外延层自所述第二分区延伸至所述凸台上，所述第二外延层至少包覆所述凸台靠近第二分区的端部。
14.根据权利要求13所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述第二外延层与所述发光台面间隔设置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111376242.7A CN114141920B (zh) | 2021-11-19 | 2021-11-19 | 发光二极管及其制备方法 |
| CN202310993182.6A CN117059718A (zh) | 2021-11-19 | 2021-11-19 | 一种发光二极管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111376242.7A CN114141920B (zh) | 2021-11-19 | 2021-11-19 | 发光二极管及其制备方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310993182.6A Division CN117059718A (zh) | 2021-11-19 | 2021-11-19 | 一种发光二极管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114141920A CN114141920A (zh) | 2022-03-04 |
| CN114141920B true CN114141920B (zh) | 2023-08-11 |
Family
ID=80390338
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310993182.6A Pending CN117059718A (zh) | 2021-11-19 | 2021-11-19 | 一种发光二极管 |
| CN202111376242.7A Active CN114141920B (zh) | 2021-11-19 | 2021-11-19 | 发光二极管及其制备方法 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310993182.6A Pending CN117059718A (zh) | 2021-11-19 | 2021-11-19 | 一种发光二极管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (2) | CN117059718A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120039811A (ko) * | 2010-10-18 | 2012-04-26 | 서울옵토디바이스주식회사 | 고효율 발광 다이오드 및 그것을 제조하는 방법 |
| CN112335060A (zh) * | 2020-04-09 | 2021-02-05 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 一种发光二极管器件及其制备方法 |
| CN112614920A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-06 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 发光二极管芯片及其制备方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5229270B2 (ja) * | 2010-05-14 | 2013-07-03 | 豊田合成株式会社 | Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子の製造方法 |
| KR101669641B1 (ko) * | 2012-06-28 | 2016-10-26 | 서울바이오시스 주식회사 | 표면 실장용 발광 다이오드, 그 형성방법 및 발광 다이오드 모듈의 제조방법 |
| CN103022306B (zh) * | 2012-12-21 | 2015-05-06 | 安徽三安光电有限公司 | 发光二极管及其制作方法 |
| US9425327B2 (en) * | 2013-11-18 | 2016-08-23 | Infineon Technologies Ag | Junction field effect transistor cell with lateral channel region |
| KR102560919B1 (ko) * | 2018-08-06 | 2023-07-31 | 엘지전자 주식회사 | 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치 |
-
2021
- 2021-11-19 CN CN202310993182.6A patent/CN117059718A/zh active Pending
- 2021-11-19 CN CN202111376242.7A patent/CN114141920B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120039811A (ko) * | 2010-10-18 | 2012-04-26 | 서울옵토디바이스주식회사 | 고효율 발광 다이오드 및 그것을 제조하는 방법 |
| CN112335060A (zh) * | 2020-04-09 | 2021-02-05 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 一种发光二极管器件及其制备方法 |
| CN112614920A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-06 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 发光二极管芯片及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117059718A (zh) | 2023-11-14 |
| CN114141920A (zh) | 2022-03-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20230187473A1 (en) | Light-emitting structure | |
| US8937327B2 (en) | Light emitting device having plurality of light emitting cells and method of fabricating the same | |
| US9722137B2 (en) | LED having vertical contacts redistributed for flip chip mounting | |
| US8648369B2 (en) | Light emitting device and method of fabricating the same | |
| KR20120107874A (ko) | 발광 다이오드 패키지 및 그의 제조 방법 | |
| CN110379900B (zh) | 发光二极管及其制造方法 | |
| US20220392949A1 (en) | Light-emitting diode device and method for making the same | |
| CN111446343B (zh) | 一种半导体发光器件 | |
| US9735316B2 (en) | Method for manufacturing high voltage LED flip chip | |
| KR20140140803A (ko) | 발광 소자 및 그 제조 방법 | |
| CN114141920B (zh) | 发光二极管及其制备方法 | |
| CN112614920B (zh) | 发光二极管芯片及其制备方法 | |
| US20240038938A1 (en) | Light-emitting structure, manufacturing method thereof, and light-emitting device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231016 Address after: Yuanqian village, Shijing Town, Nan'an City, Quanzhou City, Fujian Province Patentee after: QUANZHOU SAN'AN SEMICONDUCTOR TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 361009 no.1721-1725, Luling Road, Siming District, Xiamen City, Fujian Province Patentee before: XIAMEN SANAN OPTOELECTRONICS TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |