CN115799413A - 微型发光二极管及发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种微型发光二极管及发光装置。微型发光二极管至少可包括：外延结构，具有相对的第一表面和第二表面，自第一表面至第二表面包含依次堆叠的第一半导体层、发光层和第二半导体层；金属导电层，形成于第一半导体层远离发光层一侧的表面；以及第一绝缘层，形成于第一半导体层远离发光层一侧的表面，并露出部分金属导电层，以对第一半导体层区域形成绝缘保护。

Description

微型发光二极管及发光装置
技术领域
本发明涉及半导体发光器件技术领域，特别涉及一种微型发光二极管及包含微型发光二极管的发光装置。
背景技术
近年来，发光二极管(LED)因其特有的优势属性已在照明等领域得以普遍应用，并已取代了原有传统型的照明光源。随着技术的演进，微型发光二极管(Micro LED)具有低功率消耗、高亮度、超高分辨率、超高色彩饱和度、响应速度快、能耗低、寿命长等优点，逐渐成为新一代显示器中的发光元器件。
微型发光二极管显示器的功率消耗量约为液晶显示器(LCD)的10％或者有机发光二极管显示器(OLED)的50％，与同样是自发光的OLED相比较，亮度高了30倍，且分辨率可以达到1500PPI(Pixels Per Inch，像素密度)。
在发光二极管中，当电子与电洞跨过半导体带隙而复合时，复合能量会以光子的形式发射并产生光线，这种复合机制就是常说的辐射复合。被动式微型发光二极管显示器中整体尺寸较小，外延结构的厚度较薄、每一个像素点都很小，从而容易产生因非幅射复合的元件特性降低，如电压上升或者是漏电流等级上升等，外延结构中的的欧姆接触也无法直接采用现有常规尺寸发光二极管的设置方式。在微型发光二极管显示器中，如何利用微型发光二极管(Micro LED)阵列来控制电流流动、维持效率与均匀性等，是目前业界的主要研发项目之一。
因此，在微型发光二极管中，如何改善小尺寸设计中因尺寸效应引发的微型发光二极管电压上升，从而控制微型发光二极管中电流均匀性和电压稳定的问题，已成为本领域的技术人员员亟待解决的技术难题之一。
发明内容
本发明一实施例提供一种微型发光二极管，其至少可包括：外延结构、金属导电层以及第一绝缘层。外延结构具有相对的第一表面和第二表面，自第一表面至第二表面包含依次堆叠的第一半导体层、发光层和第二半导体层。金属导电层形成于第一半导体层远离发光层一侧的表面。第一绝缘层形成于第一半导体层远离发光层一侧的表面，并露出部分金属导电层。
在一些实施例中，金属导电层的厚度可以为50埃至1000埃。金属导电层至少为Ti、Pd、Au、Cr、Ni、Pt中的一种或者这些元素组合之一。
在一些实施例中，金属导电层可包括反射金属，具有反射镜的功能。
在一些实施例中，微型光二极管还可包括：第二绝缘层，形成于第二半导体层远离发光层一侧的表面，并露出部分第二半导体层；以及透明导电层，形成于第二绝缘层上，且与第二半导体层电性连接。
在一些实施例中，第二绝缘层的厚度可以为0.1埃至4000埃。透明导电层的厚度可以为0.1埃至1100埃。
在一些实施例中，微型发光二极管的芯粒的最小边(或者是最短边)为小于等于20微米，最长边为小于等于20微米或者小于等于200微米。第一半导体层和、或第二半导体层对应的电极为点状电极，点状电极的宽度为0.5微米至8微米。点状电极的底表面与外延结构的顶表面完全贴合，可减少电极与外延结构之间的连接层级，减少制程步骤。
在一些实施例中，微型发光二极管还可包括：反射层，形成于第一绝缘层上，至少覆盖第一绝缘层和、或金属导电层的部分表面；以及绝缘阻挡层，形成于反射层上，至少覆盖反射层的部分表面。
在一些实施例中，反射层的厚度可以为500埃至2000埃。反射层至少为Al、Ag、Au中的一种或者这些元素组合之一。
在一些实施例中，绝缘阻挡层的厚度可以为2000埃至10000埃。绝缘阻挡层至少为SiO2、SiN中的一种或者这些元素组合之一。
在一些实施例中，第一绝缘层的厚度可以为2000埃至10000埃。
在一些实施例中，微型发光二极管还可包括：透明导电层，形成于第二半导体层远离发光层一侧的表面，且与第二半导体层电性连接；以及第二绝缘层，形成于透明导电层上，覆盖第二半导体层远离发光层一侧的部分表面，并露出部分透明导电层。
在一些实施例中，第二绝缘层的厚度可以为200埃至4000埃。透明导电层的厚度可以为120埃至1100埃。
在一些实施例中，第二半导体层上设置有开口，开口至少露出部分第二半导体层。开口为至少一个。第二半导体层上可设有电极或者透明导电层(含ITO)，电极或者透明导电层至少覆盖开口内部的部分侧壁，电极或者透明导电层中的电流可通过开口注入至外延结构中。
在一些实施例中，开口的深度可以为0.5微米至3微米。开口的总面积与第二半导体层的总面积占比为5％至80％。
在一些实施例中，第二半导体层上可设置有粗化层，粗化层设置在第二半导体层远离发光层一侧的表面上。
本发明一实施例提供的一种发光装置，发光装置为至少二个微型发光二极管所形成的阵列，微型发光二极管具有如前述的结构；相邻二个微型发光二极管之间的间距为2微米，且通过连接桥进行电性连接。
本发明的其它特征和有益效果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。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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它的附图。
图1为本发明中微型发光二极管一实施例的剖面示意图；
图2为图1所示微型发光二极管一仰视结构示意图；
图3为图1所示微型发光二极管一俯视结构示意图；
图4为本发明中微型发光二极管另一实施例的俯视结构示意图；
图5为图4所示微型发光二极管第一实施例的剖面示意图；以及
图6为图4所示微型发光二极管第二实施例的剖面示意图。
附图标记：1-微型发光二极管；10-基板；11-键合层；20-外延结构；20a-第一表面；20b-第二表面；21-第一半导体层；211-第一电极；22-发光层；23-第二半导体层；231-第二电极；30-金属导电层；31-焊盘电极；40-第一绝缘层；50-第二绝缘层；51-开口；60-透明导电层；70-反射层；80-绝缘阻挡层；90-非掺杂层；91-粗化层；92-开口。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
根据本发明技术方案的涉及构思，提供以下实施例对本发明的发明构思做进一步说明。
实施例1
请参阅图1，图1为本发明中微型发光二极管1一实施例的剖面示意图。为达所述优点至少其中之一或其他优点，本发明的一实施例提出一种微型发光二极管1，至少可包括：外延结构20，具有相对的第一表面20a和第二表面20b，自第一表面20a至第二表面20b包含依次堆叠的第一半导体层21、发光层22和第二半导体层23；金属导电层30，形成于第一半导体层21远离发光层22一侧的表面；以及第一绝缘层40，形成于第一半导体层21远离发光层22一侧的表面，并露出部分金属导电层30。
外延结构20可通过有机金属化学气相沉积法(MOCVD)、分子束外延(MBE)、氢化物气相沉积法(HVPE)、物理气相沉积法(PVD)或离子电镀方法等方式形成于一衬底上。根据所需制得的微型发光二极管1功能、用途不同，衬底可以是临时的生长衬底，在外延结构20生长成形后，将外延结构20转移至其它基板或装接衬底上，以进行后续的制程。
外延结构20可提供特定中心发射波长的光，包括但不限于蓝光、绿光、红光、紫光或者紫外光。外延结构20可具有相对的第一表面20a和第二表面20b，自第一表面20a至第二表面20b包含依次堆叠的第一半导体层21、发光层22(或称有源层22、活性层22)和第二半导体层23，第一半导体层21和第二半导体层23的电性相反。
在图示实施例中，仅以第一半导体层21为P型半导体层，第二半导体层23为N型半导体层为例进行说明。本发明中并不仅限于此，在其它实施例中，第一半导体层21可以为N型半导体层，第二半导体层23可以为P型半导体层。
在图示实施例中，外延结构20中第一半导体层21为P型半导体层，在电源作用下可以向发光层22提供空穴。在一些实施例中，第一半导体层21中P型半导体层包括P型掺杂的氮化物层，磷化物层或者砷化物层。P型掺杂的氮化物层，磷化物层或者砷化物层，可包括一个或多个II族元素的P型杂质。P型杂质可以是Mg、Zn、Be中的一种或其组合。第一半导体层21可以是单层结构，也可以是多层结构，该多层结构具有不同的组成。
发光层22可以为量子阱结构(Quantum Well，简称QW)。在一些实施例中，发光层22(或称有源层22、活性层22)可以是由量子阱层与量子势垒层交替地堆叠的多量子阱(multiple quantum wells，简称：MQWs)结构。发光层22可以是单量子阱结构，或者是多量子阱结构。在一些实施例中，发光层22可包括GaN/AlGaN、InAlGaN/InAlGaN、InGaN/AlGaN、GaInP/AlGaInP、GaInP/AlInP或InGaAs/AlInGaAs等的多量子阱结构。为了提高发光层22的发光效率，可通过在发光层22中改变量子阱的深度、成对的量子阱和量子势垒的层数、厚度和/或其它特征来实现。
外延结构20中第二半导体层23为N型半导体层，在电源作用下可以向发光层22提供电子。在一些实施例中，第二半导体层23中N型半导体层包括N型掺杂的氮化物层，磷化物层或者砷化物层。N型掺杂的氮化物层可包括一个或多个IV族元素的N型杂质。N型杂质可以是Si、Ge、Sn中的一种或其组合。外延结构20之第二表面20b与第二半导体层23远离发光层22一侧的表面为同一表面。外延结构20的设置不限于此，依据微型发光二极管1实际需求的不同可以选择采用其它种类的配设方式。
外延结构20之第一表面20a与第一半导体层21远离发光层22一侧的表面为同一表面。第一半导体层21远离发光层22一侧的表面设有金属导电层30。在图1实施例中，金属导电层30位于外延结构20之第一表面20a上。金属导电层30至少分布在第一半导体层21(图中为P层)远离发光层22的部分表面上，以对第一半导体层21远离发光层22一侧的表面进行电流扩展，确保第一半导体层21区域电流扩展的均匀性。
在一些实施例中，金属导电层30的厚度可以为50埃至1000埃，金属导电层30的材料可以为Ti、Pd、Au、Cr、Ni、Pt中的一种或者这些元素组合之一。通过控制金属导电层30的厚度，可兼顾电流扩展和减少吸光。进一步说明，金属导电层30可使得第一半导体层21内具有良好的电流导通及电流扩展性能，同时，金属导电层30对出光吸收的影响较小，发光二极管1具有良好的发光特性。
在一些实施例中，金属导电层30中可含有高透明、高电导率、低接触电阻的氧化物材料，例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZNO)、氧化镉锡(CTO)、氧化铟(InO)、铟(In)掺杂氧化锌(ZNO)、铝(Al)掺杂氧化锌(ZNO)、镓(Ga)掺杂氧化锌(ZNO)或者是前述任意组合之一，以提升金属导电层30的电流扩展效应。
在一些实施例中，金属导电层30中可包括反射金属，例如铝(Al)、银(Ag)，提高金属导电层30的反射性能。加入反射金属，使得金属导电层30具有反射镜的功能，可提升发光二极管1的发光亮度。图1示例中，优选地，金属导电层30中的反射金属为银。微型发光二极管1为不同的类型或具有不同的设计要求时，含有反射金属的金属导电层30的面积大小可适应性地调整，从而调整反射镜的面积大小，进而可调整微型发光二极管1的发光效率。
金属导电层30也可作为第一半导体层21的欧姆接触层，进而确保发光二极管1具有良好的电学特性。金属导电层30还可以包括焊盘电极31。金属导电层30和焊盘电极31可作为第一半导体层21所对应的电极之用，与氧化铟锡(ITO)和金属的复合电极相比，可简化制作流程，减少制程成本，微型发光二极管1具有更稳定的低值正向电压(VF)。在一些实施例中，如图1，金属导电层30和焊盘电极31为分别成型。焊盘电极31形成于金属导电层30上并至少覆盖金属导电层30的部分表面。
为了使得金属导电层30在第一半导体层21区域能达到持续、稳定的光电性能，在金属导电层30上形成有第一绝缘层40，以对金属导电层30进行覆盖、保护。如图1所示，第一绝缘层40覆盖金属导电层30的侧壁区域、金属导电层30远离第一半导体层21一侧的表面以及第一半导体层21远离发光层22一侧的表面。在一些实施例中，第一绝缘层40的材料可以为SiO2、Si3N4、TiO2、Ti2O3、Ti3O5、Ta2O5、ZrO2中的一种或这些材料的组合之一。在一些实施例中，焊盘电极31形成于金属导电层30上并至少覆盖金属导电层30的部分表面，第一绝缘层40形成于第一半导体层21远离发光层22一侧的表面并露出焊盘电极31的部分表面。
在一些实施例中，如图1所示，微型光二极管1还可包括第二绝缘层50和透明导电层60。第二绝缘层50形成于第二半导体层23远离发光层22一侧的表面，并露出第二半导体层23的部分表面。外延结构20之第二表面20b与第二半导体层23远离发光层22一侧的表面为同一表面。第二绝缘层50形成于外延结构20之第二表面20b上。第二绝缘层50的厚度为0.1埃至4000埃。第二绝缘层50至少可覆盖第二半导体层23的部分表面和外延结构20中第一半导体层21、发光层22和第二半导体层23的侧壁区域，以对外延结构20的侧壁(非发光区)区域进行包覆保护。
透明导电层60形成于第二绝缘层50上，且与第二半导体层23电性连接。当多个微型发光二极管1并排设置连接时，透明导电层60可作为这些微型发光二极管1之间相互连接的共电极。透明导电层60可由具有高透明、高电导率、低接触电阻的氧化物材料构成。例如，透明导电层60可以是氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZNO)、氧化镉锡(CTO)、氧化铟(InO)、铟(In)掺杂氧化锌(ZNO)、铝(Al)掺杂氧化锌(ZNO)、镓(Ga)掺杂氧化锌(ZNO)或者是前述任意组合之一。透明导电层60也可包括银、金、铬、铜、铂、锡、镍、钛、铝或是这些金属元素的组合之一。透明导电层60可以是单层结构，也可以是叠层结构。透明导电层60的厚度为0.1埃至1100埃。在非高温融合的制程中，设置在第二绝缘层50上的透明导电层60有足够的厚度，使得第二半导体层23远离发光层22一侧的表面既有良好的导电性能，又可在可见光范围内具有高透明率,提升外延结构20的发光区的光电性能。
结合图1参见图2，图2为图1所示微型发光二极管1一仰视结构示意图。图2为外延结构20中第一半导体层21(图中为P层)一侧的仰视图或俯视图。金属导电层30可作为第一半导体层21的连接电极，也是金属电极。即金属导电层30具有第一电极的功能。金属导电层30可以为点状电极，即第一电极为点状电极，可实现指向性发光。第一电极为金属电极时，与第一半导体层21一般的ITO电极相比，微型发光二极管1具有更低的正向电压(VF)，微型发光二极管1可广泛应用于低电压的产品中。
结合图1参见图3，图3为图1所示微型发光二极管1一俯视结构示意图。图3为外延结构20中第二半导体层23(图中为N层)一侧的俯视图。透明导电层60可作为第二半导体层23的连接电极，即透明导电层60具有第二电极的功能。图3示例中，透明导电层60为氧化铟锡(ITO)，具有良好的导电性和透光性。第二绝缘层50的材质为SiO2，第一绝缘层40为SiO2的叠层或单层。透明导电层60为点状电极，即第二电极为点状电极，可实现指向性发光(小角度发光)。此种情形下，作为点状电极的透明导电层60的底表面与外延结构20的顶表面(图中为20b)完全贴合，可减少透明导电层60与外延结构20之间的连接层级，实现电流扩展。
微型发光二极管1的芯粒的最小边(或者最短边)为小于等于20微米，最长边为小于等于200微米。在一些实施例中，微型发光二极管1的最小边为小于等于20微米，最长边为小于等于20微米或者。当微型发光二极管1的芯粒的最小边为大于20微米时，金属导电层30的电流横向扩展效应小于常规的ITO电极或ITO与金属的复合电极，电极与外延结构20的接触面相对较大，优选地采用ITO或ITO与金属作为电极，以利于外延结构20中的电流横向扩展。当微型发光二极管1的芯粒的最小边为大于20微米时，电极与外延结构20的接触面相对较小，金属导电层30可满足外延结构20中的电流扩展效应。
金属导电层30、透明导电层60分别为第一半导体层21、第二半导体层23对应的点状电极，此时点状电极的宽度为0.5微米至8微米。如图2、图3所示，金属导电层30为第一电极211，第一电极211的截面呈圆形。第一电极211的圆形截面的直径为0.5微米至8微米。透明导电层60的截面呈圆形，此圆形截面的直径为0.5微米至8微米。在一些实施例中，微型发光二极管1的芯粒的边长尺寸可以为5微米×5微米，第一半导体层21、第二半导体层23所对应的点状电极的宽度可以为0.5微米至3微米。在一些实施例中，微型发光二极管1的芯粒的边长尺寸可以为10微米×10微米，第一半导体层21、第二半导体层23所对应的点状电极的宽度可以为5微米至8微米。
在实施例1中，金属导电层30可作为第一半导体层21的接触电极，金属导电层30的材料可以为Ti、Pd、Au、Cr、Ni、Pt中的一种或者这些元素组合之一。当微型发光二极管1的芯粒大小为小于等于20微米时，第一半导体层21的接触电极面积较小，选用金属材料作为接触电极具有较强的电流扩散效应。
示例性地，在一实测结果中，以35EB-H为基础(含ITO结构)，微型发光二极管1中ST电极的设计电标(电流标准)扩散能力可以为72微米，RD电极的设计电标扩散能力为58微米。在微型发光二极管1中，若金属导电层30的电流扩散能力剩余值为ITO电极结构的5％-10％时，电流扩散能力的窗口可以为2.9微米至7.2微米。再者，第一半导体层21主要为通过互补金属氧化物半导体(CMOS，Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)与基板10向键合，增大金属导电层30的面积时可增加第一半导体层21区域的反射镜面积，提升微型发光二极管1的发光效率。
再次参阅图1，在一些实施例中，微型发光二极管1还可包括基板10。外延结构20中的第一半导体层21通过键合层11与基板10相键合。基板10可以为导电基板、驱动电路板、金属基板等。在一些实施例中，导电基板可以是绝缘基板，例如AlN基板。在一较佳实施例中，键合层11为金属材质，外延结构20通过金属键合层11可与基板10实现紧密连接。在一些实施例中，键合层11至少与金属导电层30或者焊盘电极31中裸露的表面相接合。
实施例1所提供的微型发光二极管1中以金属导电层30替换常规的ITO(氧化铟锡)与金属的复合电极，可简化微型发光二极管1的制作流程。常规的ITO结构层或者ITO与金属的复合电极具有吸光效应且使得微型发光二极管1的电阻增大，采用金属导电层30的设置可降低电极和微型发光二极管1的器件电阻，利于电流扩展。金属导电层30中包含有反射金属，使得外延结构20的第一半导体层21(图中为P层)区域具有反射镜的功能，增加出光量，提升微型发光二极管1的发光效率和发光亮度。第一半导体层21和第二半导体层23分别为点状电极连接，可提升连接电极处区域的电流扩展。
当然，在上述微型发光二极管1的结构实施例基础上，本领域技术人员还可以根据需要设置其它相应的微型发光二极管1结构。
实施例2
图4为本发明中微型发光二极管1另一实施例的俯视结构示意图，图5为图1所示微型发光二极管1第一实施例的剖面示意图。为达所述优点至少其中之一或其他优点，本发明的一实施例提出一种微型发光二极管1，如图5所示。图5实施例与图1实施例的相同之处在此不再重复赘述，它们的区别之处说明如下。如图4，微型发光二极管1中，第二电极231在第二半导体层23区域呈点状分布，形如棋盘格。
结合图1参见图5，微型发光二极管1中第一半导体层21远离发光层22一侧的表面还可包括反射层70和绝缘阻挡层80。反射层70形成于第一绝缘层40上，至少覆盖第一绝缘层40的部分表面和金属导电层30的部分表面。在一些实施例中，反射层70形成于第一绝缘层40上，至少覆盖第一绝缘层40的部分表面或者金属导电层30的部分表面。在图示实施例中，金属导电层30中可包括焊盘电极31。反射层70的厚度为500埃至2000埃，如此，反射层70在第一绝缘层40形成一膜层结构，且与金属导电层30电性连接。反射层70的材质可以为Al、Ag、Au中的一种或者这些元素组合之一。反射层70可覆盖金属导电层30的部分表面、以及第一绝缘层40的表面和侧壁区域，增加外延结构20侧面区域的出光量，提升微型发光二极管1整体的发光亮度。
第一绝缘层40的厚度可以为2000埃至10000埃。第一绝缘层40覆盖金属导电层30的部分表面和侧壁区域，以及第一半导体层21、发光层22和第二半导体层23的侧壁区域，从而对外延结构20发光区的周侧形成良好的绝缘保护。
绝缘阻挡层80形成于反射层70上，至少覆盖反射层70的部分表面。绝缘阻挡层80的厚度为2000埃至10000埃。绝缘阻挡层80的材质可以为SiO2、SiN中的一种或者这些元素组合之一。图4示例中，绝缘阻挡层80覆盖反射层70的表面和侧壁区域，以对反射层70进行有效的包覆和绝缘保护，进而确保外延结构20在第一半导体层21区域具有良好的发光性能。
在一些实施例中，绝缘阻挡层80上设有键合层11，外延结构20经由键合层11与基板10相键合而紧密连接。键合层11的材质可以为Ti、Ni、Sn中的一种或者这些元素组合之一。键合层11可以是单层结构，或者是叠层结构。键合层11可根据微型发光二极管1的设计要求不同选择设置适配的层级和厚度。在一实施例中，基板10远离外延结构20的一侧可设有第一电极211。第一电极211可与外延结构20中的第一半导体层21电性连接。
再次参阅图5，微型发光二极管1中第二半导体层23远离发光层22一侧的表面还可包括透明导电层60和第二绝缘层50。透明导电层60形成于第二半导体层23远离发光层22一侧的表面，且与第二半导体层23电性连接。透明导电层60覆盖第二半导体层23远离发光层22一侧的部分表面，透明导电层60的厚度为120埃至1100埃，确保第二半导体层23远离发光层22一侧的表面具有良好的电流扩展和透光性。第二绝缘层50形成于透明导电层60上，覆盖第二半导体层23远离发光层22一侧的部分表面，并露出透明导电层60的部分表面。第二绝缘层50的厚度为200埃至4000埃，以对透明导电层60的侧壁和第二半导体层23远离发光层22一侧的表面(图4中为外延结构的第二表面20b)形成有效的绝缘保护，确保外延结构20中第二半导体层23区域的光电性能。
在一些实施例中，第二绝缘层50上设有第二电极231。第二电极231覆盖第二绝缘层50的表面和透明导电层60的部分表面，并露出透明导电层60的部分表面。在图5实施例中，第二电极231可具有微型发光二极管1的共电极的功能。
实施例2所提供的微型发光二极管1，在垂直结构封装的微型发光二极管1中，第一绝缘层40对外延结构20中第一半导体层21、发光层22和第二半导体层23的侧壁区域进行包覆保护，同时第一半导体层21一侧设置的反射层70和绝缘阻挡层80也可覆盖外延结构20中第一半导体层21、发光层22和第二半导体层23的侧壁区域，第一绝缘层40、反射层70和绝缘阻挡层80形成一个近似U型的反射面，使得微型发光二极管1的发光更具有指向性(小角度出光)，减少发光发散，提升发光亮度。
实施例3
图4为本发明中微型发光二极管1另一实施例的俯视结构示意图，图6为图4所示微型发光二极管1第二实施例的剖面示意图。为达所述优点至少其中之一或其他优点，本发明的一实施例提出一种微型发光二极管1，如图6所示。图6实施例与图5实施例的相同之处在此不再重复赘述，它们的区别之处说明如下。
请参阅图6，微型发光二极管1中还可包括粗化层91。粗化层91可设置在第二半导体层23上，以增加第二半导体层23上的出光线数量，提升外延结构20的出光亮度。粗化层91设置在第二半导体层23远离发光层22一侧的表面上。粗化层91可具有不同的形状结构，以增加第二半导体层23远离发光层22一侧表面上的粗造度。图示实施例中，粗化层91剖面结构的形状呈齿状。
在一些实施例中，微型发光二极管1中还可包括非掺杂层90。非掺杂层90直接可设在第二半导体层23远离发光层22一侧的表面。图6实施例中，非掺杂层90为非掺杂的GaN层。粗化层91可设置在非掺杂层90远离第二半导体层23一侧的表面上，提升外延结构20的出光亮度。
在一些实施例中，微型发光二极管1中第二半导体层23上还可设有开口92，开口92可露出第二半导体层23的部分表面。开口92可以为呈规则形状的孔状，也可以是非规则形状的凹槽状、弧形状等。在不同的实施例中，开口92为至少一个，且开口92的面积为第二半导体层23的总面积的5％至80％、开口92的深度为0.5微米至3微米。当开口92为一个设置时，可设置在第二半导体层23的中心处。当第二半导体层23上设有多个开口92时，这些开口可以是等间距的阵列分布，也可以是非等间距的分布，如在第二半导体层23的中间区域分布较多，其次是侧边区域。
在第二半导体层23的周侧区域，开口92可露出第一绝缘层40的部分表面。若干个开口92可具有不同的深度。开口92的横截面可为不同的形状。在一较佳实施例中，开口92的横截面为圆形。第二电极231可设在开口92上，并覆盖开口92内的侧壁区域。第二电极231可具有微型发光二极管1的共电极的功能。
如图6所示，微型发光二极管1中第二半导体层23上设有至少一个开口92，第二电极231或透明导电层设置在开口92上方，并至少覆盖开口92内部的部分侧壁。透明导电层可含有ITO(氧化铟锡)。开口92可作为第二电极231或ITO的电流注入点，以向外延结构20的发光区注入电极。第二电极231可以为透明结构，也可以为非透明结构。第二电极231可具有反射功能，也可部具有反射结构。第二电极231可以为金属材质。在一较佳实施例中，第二电极231的材质为镉(Cd)。
实施例3所提供的微型发光二极管1，第二半导体层23区域设置的开口92可作为电流的注入点。因微型发光二极管1的尺寸较小或者尺寸微小，外延结构20的外延均匀性局限性被放大，本实施例中通过这些开口92，电流在注入至第二半导体层23时可自动选择最佳的注入点，同时可多点分散注入，进而可降低微型发光二极管1的正向电压(VF)。
为达所述优点至少其中之一或其他优点，本发明的一实施例提出一种发光装置，发光装置为至少二个微型发光二极管1所形成的阵列，微型发光二极管1具有如前述的结构；相邻两个微型发光二极管1之间的间距为2微米，且通过连接桥进行电性连接。当发光装置为微型显示器时，可减少或防止微型发光二极管1的光学串扰(Optical Cross talk)，提升发光装置的光电整体性能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (16)

1.一种微型发光二极管，其特征在于：至少包括：
外延结构，具有相对的第一表面和第二表面，自所述第一表面至所述第二表面包含依次堆叠的第一半导体层、发光层和第二半导体层；
金属导电层，形成于所述第一半导体层远离所述发光层一侧的表面；以及
第一绝缘层，形成于所述第一半导体层远离所述发光层一侧的表面，并露出部分所述金属导电层。
2.根据权利要求1所述的微型发光二极管，其特征在于：所述金属导电层的厚度为50埃至1000埃，所述金属导电层至少为Ti、Pd、Au、Cr、Ni、Pt中的一种或者这些元素组合之一。
3.根据权利要求1所述的微型发光二极管，其特征在于：所述金属导电层包括反射金属。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的微型发光二极管，其特征在于：所述微型光二极管还包括：
第二绝缘层，形成于所述第二半导体层远离所述发光层一侧的表面，并露出部分所述第二半导体层；以及
透明导电层，形成于所述第二绝缘层上，且与所述第二半导体层电性连接。
5.根据权利要求4所述的微型发光二极管，其特征在于：所述第二绝缘层的厚度为0.1埃至4000埃，所述透明导电层的厚度为0.1埃至1100埃。
6.根据权利要求1所述的微型发光二极管，其特征在于：所述微型发光二极管的芯粒的最小边为小于等于20微米，所述微型发光二极管的芯粒的最长边为小于等于20微米或者小于等于200微米，所述第一半导体层和、或所述第二半导体层对应的电极为点状电极，所述点状电极的宽度为0.5微米至8微米，所述点状电极的底表面与所述外延结构的顶表面完全贴合。
7.根据权利要求1所述的微型发光二极管，其特征在于：所述微型发光二极管还包括：
反射层，形成于所述第一绝缘层上，至少覆盖所述第一绝缘层和、或所述金属导电层的部分表面；以及
绝缘阻挡层，形成于所述反射层上，至少覆盖所述反射层的部分表面。
8.根据权利要求7所述的微型发光二极管，其特征在于：所述反射层的厚度为500埃至2000埃，所述反射层至少为Al、Ag、Au中的一种或者这些元素组合之一。
9.根据权利要求7所述的微型发光二极管，其特征在于：所述绝缘阻挡层的厚度为2000埃至10000埃，所述绝缘阻挡层至少为SiO2、SiN中的一种或者这些元素组合之一。
10.根据权利要求7所述的微型发光二极管，其特征在于：所述第一绝缘层的厚度为2000埃至10000埃。
11.根据权利要求7至10中任一权利要求所述的微型发光二极管，其特征在于：所述微型发光二极管还包括：
透明导电层，形成于所述第二半导体层远离所述发光层一侧的表面，且与所述第二半导体层电性连接；以及
第二绝缘层，形成于所述透明导电层上，覆盖所述第二半导体层远离所述发光层一侧的部分表面，并露出部分所述透明导电层。
12.根据权利要求11所述的微型发光二极管，其特征在于：所述第二绝缘层的厚度为200埃至4000埃，所述透明导电层的厚度为120埃至1100埃。
13.根据权利要求1或7所述的微型发光二极管，其特征在于：所述第二半导体层上设置有开口，所述开口至少露出部分所述第二半导体层，电极或者透明导电层至少覆盖所述开口内部的部分侧壁。
14.根据权利要求13所述的微型发光二极管，其特征在于：所述开口的深度为0.5微米至3微米，所述开口的总面积与所述第二半导体层的总面积占比为5％至80％。
15.根据权利要求7所述的微型发光二极管，其特征在于：所述第二半导体层上设置有粗化层，所述粗化层设置在所述第二半导体层远离所述发光层一侧的表面上。
16.一种发光装置，其特征在于：所述发光装置为至少二个微型发光二极管所形成的阵列，所述微型发光二极管具有如权利要求1至15中任一权利要求所述的结构；相邻二个所述微型发光二极管之间的间距为2微米，且通过连接桥进行电性连接。
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