CN116565082A - 紫外发光二极管及发光装置 - Google Patents

紫外发光二极管及发光装置 Download PDF

Info

Publication number
CN116565082A
CN116565082A CN202210108058.2A CN202210108058A CN116565082A CN 116565082 A CN116565082 A CN 116565082A CN 202210108058 A CN202210108058 A CN 202210108058A CN 116565082 A CN116565082 A CN 116565082A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light emitting
insulating
layer
electrode
emitting diode
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.)
Pending
Application number
CN202210108058.2A
Other languages
English (en)
Inventor
臧雅姝
陈思河
卓佳利
贺春兰
江宾
张中英
曾炜竣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiamen Sanan Optoelectronics Technology Co Ltd
Original Assignee
Xiamen Sanan Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xiamen Sanan Optoelectronics Technology Co Ltd filed Critical Xiamen Sanan Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority to CN202210108058.2A priority Critical patent/CN116565082A/zh
Priority to US18/086,645 priority patent/US20230246137A1/en
Publication of CN116565082A publication Critical patent/CN116565082A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • H01L33/10—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 light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector
    • H01L33/105—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 light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector with a resonant cavity structure
    • 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
    • H01L33/14—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 carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure
    • H01L33/145—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 carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure with a current-blocking structure
    • 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
    • H01L33/36—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 electrodes
    • H01L33/38—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 electrodes with a particular shape

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

本发明提供一种紫外发光二极管，其包括外延结构、第一接触电极、第二接触电极、第一连接电极及第一绝缘结构，外延结构包括依次层叠的第一半导体层、发光层和第二半导体层，第一接触电极位于外延结构之上并电连接第一半导体层，第二接触电极位于外延结构之上并电连接第二半导体层，第一连接电极位于第一接触电极之上，第一绝缘结构位于第一连接电极和第二接触电极之上，其中，外延结构具有若干个导通孔，若干个导通孔是由第二半导体层向下贯穿至第一半导体层。借此，既可以达到电流均匀分布的效果而提升紫外发光二极管的出光效果，还可保留了更大的发光层的面积，提升发光层的出光量。

Description

紫外发光二极管及发光装置
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种紫外发光二极管及发光装置。
背景技术
紫外发光二极管(UV Light Emitting Diode，UV-LED)是一种能够直接将电能转化为紫外光线的固态半导体器件。随着技术的发展，紫外发光二极管在生物医疗、防伪鉴定、净化(水、空气等)领域、计算机数据存储和军事等方面有着广阔的市场应用前景。近年来，随着人们对于饮用水，日常杀菌及消毒等需求日益扩增，紫外LED的应用逐渐成为研讨热点。为了使紫外LED消毒效能提升，各竞争厂家无不透过各种手段，目的尽可能将光从深紫外LED提取出来，来实现深紫外LED的最大发光效率。
因此，如何有效提升紫外LED的出光效果，加强消毒杀菌性能，已然成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明提供一种紫外发光二极管，其包括外延结构、第一接触电极、第二接触电极、第一连接电极以及第一绝缘结构，外延结构包括依次层叠的第一半导体层、发光层和第二半导体层，第一接触电极位于外延结构之上并电连接第一半导体层，第二接触电极位于外延结构之上并电连接第二半导体层，第一连接电极位于第一接触电极之上，第一绝缘结构位于第一连接电极和第二接触电极之上，第一绝缘结构覆盖外延结构、第一连接电极及第二接触电极，并具有第一开口和第二开口，第一开口位于第一连接电极之上，第二开口位于第二接触电极之上，其中，外延结构具有若干个导通孔，若干个导通孔是由第二半导体层向下贯穿至第一半导体层。
本发明还提供一种发光装置，其包含前述任意一实施例所述的紫外发光二极管。
本发明的一个优势在于提供一种紫外发光二极管以及发光装置，通过若干个导通孔、第一连接电极和第一绝缘结构的搭配设置，既可以达到电流均匀分布的效果而提升紫外发光二极管的出光效果，还可保留了更大的发光层的面积，提升发光层的出光量。通过第一连接电极的设置，可以保护下方的第一接触电极，避免第一接触电极在后续的湿法蚀刻和干法蚀刻等工艺中被腐蚀溶液或者气体腐蚀，提升紫外发光二极管的稳定性和可靠性。
再者，还可以提供一种紫外发光二极管以及发光装置，通过若干个导通孔、两种接触电极、第一绝缘结构、第三连接电极、第二绝缘结构以及两种焊盘的整体结构的搭配设置，可有利于区分出第一焊盘和第二焊盘的设置位置，并且，无需对第一焊盘和第二焊盘的形状进行特殊的设计，还可以保证第一焊盘和第二焊盘的间距，避免在后续安装使用上出现问题。此外，借助第一绝缘结构和第二绝缘结构的双重绝缘层设置，还可降低绝缘结构断裂而带来的短路风险。
此外，还可以提供一种紫外发光二极管以及发光装置，通过绝缘调光结构的设置，既可以改善出光角度，加强对于紫外光的反射，提升紫外发光二极管的出光效率；还可通过绝缘调光结构起到光学谐振腔的作用，使其谐振的波段与发光层的发光波段匹配，进而提升紫外发光二极管的出光性能。通过第一保护电极的设置，可以保护第一接触电极在形成绝缘调光结构的阶段中，不会受到腐蚀等因素而产生损伤；并且，在起到保护第一接触电极作用的基础上，还可补充第一电极区域的高度，减少第一电极区域和第二电极区域的高度差，增强焊盘电极和后续封装基板的结合度，同时还具备扩展电流，提升电性的效果。
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。本发明的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书等内容中所特别指出的结构来实现和获得。
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；在下面描述中附图所述的位置关系，若无特别指明，皆是图示中组件绘示的方向为基准。
图1是本发明第一实施例提供的紫外发光二极管的俯视结构示意图；
图2是沿图1的截取线A-A截取的纵向剖面示意图；
图3是本发明绝缘调光结构的结构示意图；
图4是绝缘调光结构在不同厚度的调制光线示意图；
图5是图1所示的紫外发光二极管的各结构的俯视示意图；
图6是本发明第二实施例提供的紫外发光二极管的俯视结构示意图；
图7是沿图6的截取线A-A截取的纵向剖面示意图；
图8是图6所示的紫外发光二极管的各结构的俯视示意图；
图9是本发明第三实施例提供的紫外发光二极管的俯视结构示意图；
图10是沿图9的截取线A-A截取的纵向剖面示意图；
图11是图9所示的紫外发光二极管的各结构的俯视示意图；
图12是本发明第二实施例提供的紫外发光二极管的俯视结构示意图；
图13是沿图12的截取线A-A截取的纵向剖面示意图；
图14是图12所示的紫外发光二极管的各结构的俯视示意图。
附图标记：
1、2、3、4-紫外发光二极管；10-衬底；12、52-外延结构；121、521-第一半导体层；122、522-发光层；123、523-第二半导体层；124-台面；524-导通孔；14、54-第一接触电极；16、56-第二接触电极；18、74-绝缘调光结构；181-第一绝缘层；182-反射层；183-第二绝缘层；184、741-第一导电孔；185、742-第二导电孔；20、72-第一保护电极；21、58-第一连接电极；22、60-第二连接电极；24、62-第一绝缘结构；241、621-第一开口；242、622-第二开口；26、68-第一焊盘；28、70-第二焊盘；30-第一电流阻挡层；303-第三导电孔；304-第四导电孔；64-第三连接电极；641-第五开口；66-第二绝缘结构；663-第三开口；664-第四开口；L1-第一距离；D1、D2、D3-水平间距；D4-水平距离。
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，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，皆为“至少包含”的意思。
请参阅图1至图5，图1是本发明第一实施例提供的紫外发光二极管1的俯视结构示意图，图2是沿图1的截取线A-A截取的纵向剖面示意图，图3是本发明绝缘调光结构18的结构示意图，图4是绝缘调光结构18在不同厚度的调制光线示意图，图5是图1所示的紫外发光二极管1的各结构的俯视示意图。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供一种紫外发光二极管1。如图中所示，紫外发光二极管1至少可以包括外延结构12、第一接触电极14、第二接触电极16、绝缘调光结构18、第一连接电极21、第二连接电极22、第一绝缘结构24、第一焊盘26以及第二焊盘28。
外延结构12设置在衬底10的上表面上。衬底10可以是绝缘衬底，优选的，衬底10可以是以透明材料或半透明材料所制成。在图示实施例中，衬底10为蓝宝石衬底。在一些实施例中，衬底10可以是图形化的蓝宝石衬底，但本专利不限于此。衬底10亦可以是以导电材料或者半导体材料所制成的。例如：衬底10材料可以包括碳化硅(SiC)、硅(Si)、镁铝氧化物(MgAl2O4)、氧化镁(MgO)、锂铝氧化物(LiAlO2)、铝镓氧化物(LiGaO2)及氮化镓(GaN)中的至少一种。为了增强衬底10的光萃取效率，特别是光从衬底面萃取的效果，可以适当地增加衬底10的厚度，其厚度可以增加至200μm～900μm，如250μm～400μm，或者400～550μm，或者550～750μm。
外延结构12形成于衬底10的上表面之上。外延结构12包括沿堆叠方向依次层叠的第一半导体层121、发光层122以及第二半导体层123。所述堆叠方向是指在衬底10的上表面上堆叠各部件的方向，本实施例中的堆叠方向为衬底10到焊盘(第一焊盘26和第二焊盘28)的方向。外延结构12可提供特定中心发射波长的光，例如紫外光、深紫外光等。本图示实施例中以外延结构12提供紫外光为例进行说明。可选地，外延结构12还可以包括设置在衬底10的上表面与第一半导体层121之间的氮化铝底层(图中未示出)，该底层与衬底10的上表面接触，厚度优选为1μm以下。进一步地，该氮化铝底层从靠近衬底10一侧起依次包括低温层、中间层和高温层，有助于结晶性优异的外延结构12生长。在另一些优选实施例中，该氮化铝底层中还可以形成一系列的孔洞结构，有利于释放外延结构12内的应力。该系列孔洞优先为一系列沿着该氮化铝的厚度延伸的细长孔，其深度例如可以为0.5～1.5μm。
在图示实施例中，外延结构12中的第一半导体层121形成于衬底10之上。第一半导体层121可以为N型半导体层，在电源作用下可以向发光层122提供电子。在一些实施例中，第一半导体层121包括N型掺杂的氮化物层。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型杂质可以包括Si、Ge、Sn中的一种或其组合。在一些实施例中，在第一半导体层121与衬底10之间设置还可缓冲层，以减轻衬底10与第一半导体层121之间的晶格失配。缓冲层可包括非故意掺杂的GaN层(undroped GaN，简称：u-GaN)或者是非故意掺杂的AlGaN层(undroped AlGaN，简称：u-AlGaN)。第一半导体层121还可以是通过粘结层与衬底10进行连结。
发光层122可以为量子阱结构(Quantum Well，简称QW)。在一些实施例中，发光层122也可以为多重量子阱结构(Multiple Quantum Well，简称MQW)，其中多重量子阱结构包括以重复的方式交替设置的多个量子阱层(Well)和多个量子阻障层(Barrier)，例如可以是GaN/AlGaN、InAlGaN/InAlGaN或InGaN/AlGaN的多量子阱结构。此外，发光层122内的阱层的组成以及厚度决定生成的光的波长。为了提高发光层122的发光效率，可通过在发光层122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。在本实施例中，紫外发光二极管1的发光波长范围是200nm-420nm，即发光层122的发光波长范围是200nm-420nm。
在图示实施例中，外延结构12中的第二半导体层123为P型半导体层，在电源作用下可以向发光层122提供空穴。在一些实施例中，第二半导体层123包括P型掺杂的氮化物层。P型掺杂的氮化物层可包括一个或多个II族元素的P型杂质。P型杂质可以包括Mg、Zn、Be中的一种或其组合。第二半导体层123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。此外，外延结构12的设置不限于此，可以是依据实际需求来选择其它种类的外延结构12。
在一个具体的实施态样中，第一半导体层121是n型AlGaN层，发光层122是发出紫外线的层，具有阱层和势垒层，阱层和势垒层的重复次数可以介于1到10之间，阱层可以是AlGaN层，势垒层可以是AlGaN层，但阱层的Al组份比势垒层的Al组份低。第二半导体层123可以是p型AlGaN层或者p型GaN层，或者依次层叠p型AlGaN层和p型GaN层而成的层结构。在本实施例中，该第二半导体层123包括p型GaN表面层，p型GaN表面层连接第二接触电极16，以形成良好的欧姆接触，该p型GaN表面层为第二半导体层123的上表面层，该p型GaN表面层的厚度为5～50nm，通过设置薄膜型的p型GaN表面层能够兼顾紫外发光二极管1的内量子发光效率及外量子发光效率，具体的，该厚度范围内的p型GaN表面层有助于p侧电流的横向扩展，且不会导致吸光过于严重。在一些实施方式中，第一半导体层121的边缘与衬底10的边缘之间具有一定的水平距离D4，如图2所示，第一半导体层121的侧壁位于衬底10的侧壁的内侧。在紫外发光二极管1芯片中，通过增加衬底10的厚度有利于提升发光效率，但是增加衬底10的厚度同时也增加了衬底10的切割难度，因此在本实施例中，第一半导体层121的边缘与衬底10的边缘之间是保留一定的距离，如此一来，在切割衬底10时便不会损伤半导体层序列(如第一半导体层121)，从而提升紫外发光二极管1的可靠性。可选的，第一半导体层121的边缘与衬底10的边缘之间的水平距离D4是大于等于1μm，较优的，水平距离D4是大于等于2μm，例如4～10μm。
在一些实施例中，该外延结构12的部分区域会被移除第二半导体层123和发光层122，以裸露出第一半导体层121，形成一个或者多个台面124，也就是说台面124是未被第二半导体层123和发光层122覆盖到的第一半导体层121的表面，如图5(a)所示。在本实施例中，优选形成一整个台面124，该台面124用于设置第一接触电极54，台面124的分布并不局限于图5(a)所示，可以根据实际的芯片尺寸及形状进行设计，该台面124可以连接在一起，也可以彼此分离。在紫外发光二极管1中，n型半导体层(如第一半导体层121)的含Al量通常较高，导致电流难以进行扩散，因此电流不能够在发光层122和p型半导体层(如第二半导体层123)中均匀地流动，优选地，从紫外发光二极管1的上方朝向外延结构12俯视来看，台面124的面积占外延结构12的面积的20％至65％，且相对均匀地分布于外延结构12中。可选地，保持发光层122的各个区域到该台面124的最近距离优选是4～15μm，如此可以保护n型半导体层(如第一半导体层121)的电流扩展，有利于提高紫外发光二极管1的内量子效率，从而有助降低紫外发光二极管1的正向电压。若台面124区域的面积过大，将导致紫外发光二极管1的发光区122面积损失过多，不利于紫外发光二极管1的发光效率的提升。
第一接触电极14电连接第一半导体层121。具体来看，第一接触电极14是设置在第一半导体层121的上表面上，与第一半导体层121之间形成良好的欧姆接触；第二接触电极16位于外延结构12上，第二接触电极16是设置在第二半导体层123的上表面上，与第二半导体层123之间形成良好的欧姆接触。第一接触电极14可以为单层、双层或多层结构，例如：Ti/Al、Ti/Al/Ti/Au、Ti/Al/Ni/Au、V/Al/Pt/Au等叠层结构。在一些实施例中，第一接触电极14可以直接形成于外延结构12的台面124上，第一半导体层121具有较高的Al组份，该第一接触电极14在沉积于该台面124后进行高温熔合形成合金，从而与第一半导体层121形成良好的欧姆接触，例如第一接触电极14可以为Ti/Al/Ti/Au合金结构、Ti/Al/Ti/Pt合金结构、Ti/Al/Ni/Pt合金结构、Ti/Al/Au合金结构、Ti/Al/Ni/Au合金结构、Cr/Al/Ti/Au合金结构、Ti/Al/Au/Pt合金结构等。
第二接触电极16位于第二半导体层123之上，可以由透明导电材料制成，也可以是由金属材料制成，其可根据第二半导体层123的表层(如p型GaN表面层)的掺杂情况进行适配性的选择。在一些实施例中，第二接触电极16是由透明导电材料制成，材料可包含铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)、锌铟氧化物(indium zinc oxide，IZO)、氧化铟(indiumoxide，InO)、氧化锡(tin oxide，SnO)、镉锡氧化物(cadmium tin oxide，CTO)、锡锑氧化物(antimony tinoxide，ATO)、铝锌氧化物(aluminum zinc oxide，AZO)、锌锡氧化物(zinctin oxide，ZTO)、氧化锌掺杂镓(gallium doped zinc oxide，GZO)、氧化铟掺杂钨(tungsten doped indium oxide，IWO)或者氧化锌(zinc oxide，ZnO)，但本公开实施例并非以此为限。优选地，第二接触电极16的透光率大于25％；更佳的，第二接触电极16的透光率大于40％。
在一些实施例中，该第二接触电极16的边缘与第二半导体层123的边缘具有一个水平间距D1，该水平间距D1优选为2～15μm，例如可以为5～10μm。此种设置，可以降低紫外发光二极管1发生漏电(也称反向漏电流；简称为IR)和静电放电(ESD)异常的风险。进一步地，第二接触电极16的上表面的端点或边缘与第一接触电极14的边缘的水平间距D2大于等于4μm，优选为大于等于6μm，当该距离过小时，容易发生漏电的现象。第二接触电极16的上表面的端点或边缘与第一接触电极14的边缘的水平间距D2包括第一接触电极14的边缘与第二半导体层123的下表面的边缘之间的水平间距D3(大于等于2μm)，以及第二接触电极16的边缘与第二半导体层123的下表面的边缘之间的水平间距D2(大于等于2μm)。如此设定，可保证第二接触电极16与外延结构12上的台面124具有一定的间距，防止紫外发光二极管1发生漏电和ESD异常。同时可保证第一绝缘结构24的边缘与外延结构12上的台面124具有一定间距，实现刻蚀外延结构12的侧壁具有足够厚的第一绝缘结构24，以确保紫外发光二极管1具有较好的绝缘保护及防漏电性能。
绝缘调光结构18覆盖外延结构12，其折射率小于第二接触电极16的折射率，其可用于调制发光层122发出的具有特定波段的光线，使光线更多的射出，进而提升紫外发光二极管1的出光效率。具体来看，绝缘调光结构18覆盖衬底10的部分上表面、第一半导体层121的侧壁和部分上表面、发光层122的侧壁、第二半导体层123的侧壁和部分上表面、以及第二接触电极16的侧壁和部分上表面。绝缘调光结构18具有第一导电孔184和第二导电孔185，第一导电孔184位于第一半导体层121上，用于露出第一接触电极14，以使得第一连接电极21通过第一导电孔184电连接第一接触电极14；第二导电孔185位于第二半导体层123上，用于露出第二接触电极16，以使得第二连接电极22通过第二导电孔185电连接第二接触电极16。优选的，绝缘调光结构18的材料包括折射率低于第二接触电极16的介质材料，第二接触电极16采用透明导电材料；并且，该介质材料在紫外光波段具有较低的吸收系数，如SiO2等。
借由绝缘调光结构18的设置，既可以改善出光角度，加强对于紫外光的反射，提升紫外发光二极管1的出光效率；还可通过绝缘调光结构18起到光学谐振腔室的作用，使其谐振的波段与发光层122的发光波段匹配，进一步提升紫外发光二极管1的出光性能。以下举例两种绝缘调光结构18的实施情况以进行说明，不过本案并非以此为限。
第一种：如图3和图4所示，绝缘调光结构18沿堆叠方向至少包括第一绝缘层181和反射层182。第一绝缘层181位于第二接触电极16上，反射层182位于第一绝缘层181之远离第二接触电极16的一侧表面之上。反射层182可以是金属反射层，例如：Al金属反射层、Rh金属反射层等，其反射率高于第二接触电极16的反射率，优选反射率为70～100％。第一绝缘层181的折射率低于第二接触电极16的折射率。发光层122发出的光线穿过第二接触电极16入射至第一绝缘层181内，会在第一绝缘层181中被上下两侧的反射层182和第二接触电极16来回反射，在光线不断反射过程中，第二接触电极16会不断透射部分紫外光线至衬底10方向，进而射向外界。
绝缘调光结构18还可包括第二绝缘层183，反射层182位于第一绝缘层181和第二绝缘层183之间。第一绝缘层181和第二绝缘层183包覆反射层182，通过第一绝缘层181和第二绝缘层183使得金属的反射层182完全被第一绝缘层181和第二绝缘层183包覆从而不参与导电，可以防止反射层182在通电后发生迁移而导致电性异常。第一绝缘层181与第二绝缘层183的材料可以包括SiO2、SiN、SiOxNy、Si3N4、Al2O3、TiN、AlN、ZrO2、TiAlN、TiSiN、HfO2、TaO2和MgF2中的至少一种或其组合。
进一步说明，如图4所示，第一绝缘层181的厚度是影响调制波长光线的重要因素之一。图4中的GAN/I TO是分别对应于第二半导体层123的表层和第二接触电极16，wo和w分别是指无SiO2第一绝缘层181和有SiO2第一绝缘层181的情况，数字600、1500等代表厚度。如图4所示，当没有设置SiO2的第一绝缘层181时，对于波长在260～280nm的深紫外光线的反射率约为15％～27％；当设置SiO2的第一绝缘层181且厚度为600埃米时，对于波长在260～280nm的深紫外光线的反射率增长至65％～75％，谐振峰对应该波段范围比较宽；当设置SiO2的第一绝缘层181且厚度为1500埃米时，对于波长在260～280nm的深紫外光线的反射率为62％～68％；当设置SiO2的第一绝缘层181且厚度为3300埃米时，对于波长在260～280nm的深紫外光线的反射率变化较为剧烈，对265～280nm的反射率可以达到50％以上，对260～265nm的反射率则降低至40％左右，形成了高阶谐振，谐振峰对应该波段范围比较窄；当设置SiO2的第一绝缘层181且厚度为5200埃米时，对于波长在260～280nm的深紫外光线的反射率为13％～38％。
具体来说，绝缘调光结构18可以用于调制发光层122发出的光线的光路径，进而增加出光。其中，具有不同厚度的第一绝缘层181在调整光路径上有以下区别：当第一绝缘层181的厚度达到一定基础值后会形成谐振腔室，其谐振的波段与发光层的发光波段相匹配，进而提升紫外发光二极管1的出光性能，但当厚度超过一定界限后，厚度越大则高阶谐振越明显。因此，限制第一绝缘层181的厚度上限可以避免因该第一绝缘层181的厚度过大而发生高阶谐振(如厚度5200埃米的曲线)：发光层122出射的波长一般分布在一个波段范围(如260～280nm)内，当第一绝缘层181的厚度过大时，第一绝缘层181与第二接触电极16之间将形成高阶谐振。高阶谐振是指对一个波段范围内的光的反射效果差距较大，这样谐振峰对应的目标波段的范围将比较窄，此时发光层122发射的部分波长光可能超出、甚至偏移谐振峰，导致反射率降低。若是形成低阶谐振(如厚度600埃米、1500埃米的曲线走势)，其谐振峰对应的目标波段的范围比较宽，对该波段范围的光均具有较高的反射率，具有更强的反射性能。限制第一绝缘层181的厚度下限的原因如下：具有一定厚度的第一绝缘层181可以更好地保护其上面的金属反射层182，避免金属反射层182发生扩散或者迁移而导致电性异常。
较佳的，在第一绝缘层181的介质材料折射率小于第二接触电极16的折射率时，第一绝缘层181的厚度为500～5000埃米，优选为1200～5000埃米，例如1500埃米、3000埃米等，此外，第一绝缘层181的厚度也可以为600埃米，以上厚度将会形成较优的低阶谐振腔室，整体出光性能较好。
第二种：绝缘调光结构18可以为绝缘层，且无需具备高反射特性，而是借助第二连接电极22的反射电极的反射特性(即第二连接电极22包括反射金属层，如Al金属层、Rh金属层等)，起到光学谐振腔室的作用，使其谐振的波段与发光层122的发光波段匹配，进而提升紫外发光二极管1的出光性能。换言之，发光层122发出的光线穿过第二接触电极16入射至绝缘调光结构18内，会在绝缘调光结构18中被上下两侧的第二连接电极22和第二接触电极16来回反射，在光线不断反射过程中，第二接触电极16会不断透射部分紫外光线至衬底10方向，进而射向外界。在此情况下，绝缘调光结构18的厚度是影响调制波长光线的重要因素之一。该绝缘调光结构18的不同厚度在调整光路径上的具体内容可参考上述图4与第一绝缘层181部分的内容。较佳地，绝缘调光结构18的厚度为500～5000埃米，优选为1200～5000埃米，例如1500埃米、3000埃米等，此厚度将会形成较优的低阶谐振腔室，整体出光性能较好。
第一连接电极21通过第一导电孔184连接第一接触电极14，其除了起到电流扩展作用外，还可保护下方的第一接触电极14，并起到支撑、垫高等作用。优选的，第一连接电极21是完全包覆住第一接触电极14，以避免第一接触电极14内的金属析出，例如避免Al金属析出。第一连接电极21的材料可以选自Cr、Pt、Au、Ni、Ti、Al中的一种或多种。优选的，第一连接电极21接触第一绝缘结构24和绝缘调光结构18的表层金属为Ti金属层或Cr金属层，以使得第一连接电极21与第一绝缘结构24和绝缘调光结构18之间形成稳定的附着关系。
第二连接电极22通过第二导电孔185连接第二接触电极16。第二连接电极22的材料可以选自Cr、Pt、Au、Ni、Ti、Al中的一种或多种。优选的，第二连接电极22接触第一绝缘结构24和绝缘调光结构18的表层金属为Ti金属层或Cr金属层，以使得第二连接电极22与第一绝缘结构24和绝缘调光结构18之间形成稳定的附着关系。
第一绝缘结构24覆盖外延结构12、绝缘调光结构18、第一连接电极21和第二连接电极22。第一绝缘结构24具有第一开口241和第二开口242，第一开口241位于第一连接电极21上，用于露出第一连接电极21；第二开口242位于第二连接电极22上，用于露出第二连接电极22。第一绝缘结构24根据涉及的位置具有不同的功效，例如覆盖外延结构12的侧壁用于防止导电材料泄露而电连通第一半导体层121和第二半导体层123，减少紫外发光二极管1的短路异常，但本公开实施例并非以此为限。第一绝缘结构24的材料包含非导电材料。非导电材料优选地为无机材料或是介电材料。无机材料可以包含硅胶。介电材料包含氧化铝、氮化硅、氧化硅、氧化钛、或氟化镁等电绝缘材料。例如，绝缘层可以是二氧化硅、氮化硅、氧化钛、氧化钽、氧化铌、钛酸钡或者其组合，其组合例如可以是两种材料重复堆叠形成的布拉格反射镜(DBR)。
第一焊盘26位于第一绝缘结构24上，其通过第一开口241连接第一连接电极21。第二焊盘28位于第一绝缘结构24上，其通过第二开口242连接第二连接电极22。第一焊盘26和第二焊盘28可在同一工艺中利用相同材料一并形成，因此可具有相同的层构造。
可选地，在一实施例中，为了保护第一接触电极14在形成绝缘调光结构18的阶段中，不会受到腐蚀等因素而产生损伤，故在第一接触电极14上设置第一保护电极20，且该第一保护电极20是先于绝缘调光结构18形成在外延结构12上。即如图1和图2所示，紫外发光二极管1还包括第一保护电极20，第一保护电极20完全包覆住第一接触电极14，以保护第一接触电极14，提升紫外发光二极管1的稳定性和可靠性。在一实施例中，第一保护电极20可以是单层结构，如Ti金属层结构，起到保护第一接触电极14的作用，其厚度可以为10nm及以上，例如可以为30～50nm；第一保护电极20还可以是多层结构，如选自Cr、Pt、Au、Ni、Ti、Al中的多种结构，在起到保护作用的基础上，还可补充第一电极区域(如第一接触电极14和第一连接电极21)的高度，减少第一电极区域和第二电极区域(如第二接触电极16和第二连接电极22)的高度差，增强焊盘电极(第一焊盘26和第二焊盘28)和后续封装基板的结合度，同时还具备扩展电流，提升电性的效果。
如图5中所示，紫外发光二极管1可以通过下面制造方法形成：
首先，如图5(a)所示，在衬底10上生长包括第一半导体层121、发光层122以及第二半导体层123的外延结构12。接着，从第二半导体层123开始向下蚀刻，直至蚀刻至第一半导体层121，以露出第一半导体层121，作为电极台面124使用。如图5(a)所示，蚀刻之后的第二半导体层123呈“E”字型，第一半导体层121上的电极台面124是整个连通的，应当知道的是，本发明并不局限于该图案，可以根据需求选择不同的图形，且第一半导体层121上的电极台面124也可以不是整个连通的。此外，可以选择性地去除外延结构12的边缘部分，进一步露出衬底10，以便于后续切割等制程。
其次，如图5(b)和(c)所示，在第一半导体层121上形成第一接触电极14，在第二半导体层123上形成第二接触电极16。较佳地，第一接触电极14和第二接触电极16的材料不同。可选地，考虑到目前的紫外发光二极管1在制程上，N侧电极通常是高温退火后形成合金电极，之后直接进行后续的湿法蚀刻或干法蚀刻等工艺以制作绝缘层等结构，如此一来，N侧电极极易受蚀刻腐蚀的影响而产生损伤，破坏紫外发光二极管1的整体性能，因此是先形成第一接触电极14，之后再形成第二接触电极16。优选地，第一接触电极14包含多种金属，通过高温退火后形成金属合金，从而与第一半导体层121形成良好的欧姆接触。
接着，如图5(d)所示，在形成绝缘调光结构18之前，先在第一接触电极14上形成第一保护电极20，以避免第一接触电极14在后续的制程中受到损伤。后续，如图5(e)所示，在形成第一保护电极20后，开始制备绝缘调光结构18。较佳的，绝缘调光结构18具有多个第二导电孔185，该些个第二导电孔185是呈阵列状分布于第二接触电极16上，以使得电流可以通过该些个第二导电孔185分散流入下方的第二接触电极16，达到电流均匀分布的效果。
再是，如图5(f)所示，于第一保护电极20上方形成第一连接电极21，并于绝缘调光结构18上形成第二连接电极22，第一连接电极21通过第一导电孔184连接第一保护电极20，第二连接电极22通过第二导电孔185连接第二接触电极16。后续，如图5(g)所示，形成覆盖第一连接电极21、第二连接电极22和绝缘调光结构18的第一绝缘结构24。
最后，如图5(h)所示，在第一绝缘结构24上形成第一焊盘26和第二焊盘28，第一焊盘26通过第一开口241连接第一连接电极21，第二焊盘28通过第二开口242连接第二连接电极22。
请参阅图6、图7和图8，图6是本发明第二实施例提供的紫外发光二极管2的俯视结构示意图，图7是沿图6的截取线A-A截取的纵向剖面示意图，图8是图6所示的紫外发光二极管2的各结构的俯视示意图。为达所述优点至少其中之一或其他优点，本发明的第二实施例进一步提供一种紫外发光二极管2。相较于图1所示的紫外发光二极管1而言，本实施例的紫外发光二极管2还包括第一电流阻挡层30。第一电流阻挡层30覆盖绝缘调光结构18，以进一步提升绝缘保护及防漏电性能。第一电流阻挡层30具有第三导电孔303和第四导电孔304。从紫外发光二极管2的上方朝向外延结构12俯视，即如图6、图8所示，第三导电孔303位于第一导电孔184内，用于露出第一保护电极20；第四导电孔304位于第二导电孔185内，用于露出第二接触电极16。其中，第一电流阻挡层30是在制备完绝缘调光结构18之后，形成于绝缘调光结构18上；接着，在制备完第一电流阻挡层30之后，将第一连接电极21与第二连接电极22设置在第一电流阻挡层30上。
请参阅图9、图10和图11，图9是本发明第三实施例提供的紫外发光二极管3的俯视结构示意图，图10是沿图9的截取线A-A截取的纵向剖面示意图，图11是图9所示的紫外发光二极管3的各结构的俯视示意图。如图中所示，紫外发光二极管3至少可以包括外延结构52、第一接触电极54、第二接触电极56、第一连接电极58、第二连接电极60、第一绝缘结构62、第三连接电极64、第二绝缘结构66、第一焊盘68以及第二焊盘70。
外延结构52设置在衬底10的上表面上。外延结构52的叠层及材料选择可以参考前述第一实施例。外延结构52包括沿堆叠方向依次层叠的第一半导体层521、发光层522以及第二半导体层523。所述堆叠方向是指在衬底10的上表面上堆叠各部件的方向，本实施例中的堆叠方向为衬底10到焊盘(第一焊盘68和第二焊盘70)的方向。在图示实施例中，外延结构52中的第一半导体层521形成于衬底10上。第一半导体层521可以为N型半导体层，在电源作用下可以向发光层522提供电子。在图示实施例中，外延结构52中的第二半导体层523为P型半导体层，在电源作用下可以向发光层522提供空穴。
相较于图1所示的紫外发光二极管1而言，本实施例中所述的紫外发光二极管3的外延结构52具有若干个导通孔524(即，第一半导体层521的台面不是完整连通的)，若干个导通孔524是由第二半导体层523的上表面向下贯穿至第一半导体层521的上表面，以露出第一半导体层521。从紫外发光二极管3的上方朝向外延结构52俯视，即如图9所示，该些个导通孔524是间隔第一距离L1地位于第二半导体层523的内部，以使得电流通过该些个导通孔524分散流入下方的第一半导体层521，达到电流均匀分布的效果。进一步说明，图1所示的紫外发光二极管1的外延结构12是大面积地蚀刻第二半导体层123和发光层122，形成连通的台面124，且连通的台面124位于第二半导体层123的外部，相较而言，本实施例的紫外发光二极管3则是于第二半导体层523的内部开设间隔第一距离L1的多个导通孔524，既可以更为均匀地分散电流，保证了电流扩展的效果，提升紫外发光二极管3的出光效果，还保留了更大的发光层522的面积，提升发光层522的出光量。较佳的，俯视来看，多个导通孔524的面积之和小于等于外延结构52的面积的50％。其中，所述多个导通孔524的面积之和是指各个导通孔524露出的第一半导体层521的面积之和。如图中所示，导通孔524是呈圆形形状，但其形状与个数不受特别限制，导通孔524可依据实际需求，而选择均匀间距的分布形式或非均匀间距的分布形式。若是非均匀间距的分布形式，则各相邻二个导通孔524之间的第一距离L1是不同的。
所述第一距离L1是指相邻二个导通孔524的中心点的距离。较佳的，第一距离L1的范围为100～150μm，即相邻二个导通孔524的中心点的距离范围为100～150μm。各导通孔524的尺寸范围为20～100μm，优选为40～60μm。例如，本实施例的导通孔524为圆形，则其尺寸是圆形导通孔的直径。
第一接触电极54和第二接触电极56均位于外延结构52上，且分别电连接第一半导体层521和第二半导体层523。具体来看，第一接触电极54通过若干个导通孔524设置在第一半导体层521的上表面上，与第一半导体层521之间形成良好的欧姆接触；第二接触电极56是设置在第二半导体层523的上表面上，与第二半导体层523之间形成良好的欧姆接触。第一接触电极54可以为单层、双层或多层结构，例如：Ti/Al、Ti/Al/Ti/Au、Ti/Al/Ni/Au、V/Al/Pt/Au等叠层结构。在一些实施例中，第一接触电极54可以直接形成于外延结构52的台面上，第一半导体层521具有较高的Al组份，该第一接触电极54在沉积于第一半导体层521之上后进行高温熔合形成合金，从而与第一半导体层521形成良好的欧姆接触，例如第一接触电极54可以为Ti/Al/Ti/Au合金结构、Ti/Al/Ti/Pt合金结构、Ti/Al/Ni/Pt合金结构、Ti/Al/Au合金结构、Ti/Al/Ni/Au合金结构、Cr/Al/Ti/Au合金结构、Ti/Al/Au/Pt合金结构等。
第二接触电极56可以由透明导电材料制成，也可以是由金属材料制成，其可根据第二半导体层523的表层(如p型GaN表面层)的掺杂情况进行适配性的选择。透明导电材料可包含铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)、锌铟氧化物(indium zinc oxide，IZO)、氧化铟(indium oxide，InO)、氧化锡(tin oxide，SnO)、镉锡氧化物(cadmiumtin oxide，CTO)、锡锑氧化物(antimony tin oxide，ATO)、铝锌氧化物(aluminum zinc oxide，AZO)、锌锡氧化物(zinc tin oxide，ZTO)、氧化锌掺杂镓(gallium doped zinc oxide，GZO)、氧化铟掺杂钨(tungsten doped indium oxide，IWO)或者氧化锌(zinc oxide，ZnO)；金属材料可以选用Ni/Au合金、Ni/Rh合金、Ni/Al/Au合金等，但本公开实施例并非以此为限，但本公开实施例并非以此为限。较优地，所述第二接触电极56的透光率大于25％。更佳的，所述第二接触电极56的透光率大于40％。
第一连接电极58位于第一接触电极54上，可保护下方的第一接触电极54，避免第一接触电极54在后续的湿法蚀刻和干法蚀刻工艺中被腐蚀溶液或者气体腐蚀。第一连接电极58还可起到支撑、垫高、电流扩展等作用。优选的，第一连接电极58是完全包覆住第一接触电极54，以避免第一接触电极54内的金属析出，例如避免Al金属析出。第一连接电极58的材料可以选自Cr、Pt、Au、Ni、Ti、Al中的一种或多种。优选的，第一连接电极58接触第一绝缘结构62表层金属为Ti金属层或Cr金属层，以使得第一连接电极58与第一绝缘结构62之间形成稳定的附着关系。此外，第一连接电极58接触第一绝缘结构62表层金属也可以为Ni金属层、Pt金属层等。
第二连接电极60位于第二接触电极56上，第二连接电极60的材料可以选自Cr、Pt、Au、Ni、Ti、Al中的一种或多种。优选的，第二连接电极60接触第一绝缘结构62的表层金属为Ti金属层或Cr金属层，以使得第二连接电极60与第一绝缘结构62之间形成稳定的附着关系。此外，第二连接电极60接触第一绝缘结构62表层金属也可以为Ni金属层、Pt金属层等。
第一绝缘结构62覆盖外延结构52、第一连接电极58和第二连接电极60。第一绝缘结构62具有第一开口621和第二开口622，第一开口621位于第一连接电极58上，用于露出第一连接电极58；第二开口622位于第二连接电极60上，用于露出第二连接电极60。较佳的，第一开口621的数量是多个，且第一开口621的数量与导通孔524的数量相同。从紫外发光二极管3的上方朝向外延结构52俯视，第一开口621是位于导通孔524的内部。
第三连接电极64位于第一绝缘结构62上，其通过第一开口621电连接第一连接电极58。第三连接电极64具有第五开口641，第五开口641用于露出部分的第二连接电极60，且第二开口622位于第五开口641的内部，以使得第二焊盘70可以通过第五开口641电连接第二连接电极60。
第二绝缘结构66覆盖第三连接电极64和第一绝缘结构62。第二绝缘结构66具有第三开口663和第四开口664，第三开口663位于第三连接电极64上，用于露出第三连接电极64；第四开口664位于第二开口622的内部，即第四开口664小于第二开口622，也小于第五开口641，用于露出第二连接电极60，以使得第二焊盘70可以通过第四开口664电连接第二连接电极60。
第一绝缘结构62和第二绝缘结构66根据涉及的位置具有不同的功效，例如覆盖外延结构52的侧壁用于防止导电材料泄露而电连通第一半导体层521和第二半导体层523，减少紫外发光二极管3的短路异常，但本公开实施例并非以此为限。第一绝缘结构62和第二绝缘结构66的材料包含非导电材料。非导电材料优选地为无机材料或是介电材料。无机材料可以包含硅胶。介电材料包含氧化铝、氮化硅、氧化硅、氧化钛、或氟化镁可以是电绝缘材料。例如，绝缘层可以是二氧化硅、氮化硅、氧化钛、氧化钽、氧化铌、钛酸钡或者其组合，其组合例如可以是两种材料重复堆叠形成的布拉格反射镜(DBR)，以增强紫外光线的选择效果，提高紫外发光二极管3的出光性能。此外，第一绝缘结构62还可采用如前述图3和图4的绝缘调光结构18的类似结构设计，即第一绝缘结构62包括两重绝缘层(第一重绝缘层和第二重绝缘层)，以及夹置在第一重绝缘层和第二重绝缘层之间的反射层，达到光学谐振腔室的作用，使其谐振的波段与发光层522的发光波段匹配，进一步提升紫外发光二极管3的出光强度。
第一焊盘68位于第二绝缘结构66上，其通过第三开口663连接第三连接电极64。第二焊盘70位于第二绝缘结构66上，其通过第四开口664连接第二连接电极60。第一焊盘68和第二焊盘70可在同一工艺中利用相同材料一并形成，因此可具有相同的层构造。
进一步说明，本实施例的紫外发光二极管3设计有若干个导通孔524，借助第一绝缘结构62和第二绝缘结构66的双重绝缘层设置，可有利于区分出第一焊盘68和第二焊盘70的设置位置。并且，无需对第一焊盘68和第二焊盘70的形状进行特殊的设计，可以保证第一焊盘68和第二焊盘70的间距，避免在后续安装使用上出现问题。借助第一绝缘结构62和第二绝缘结构66的双重绝缘层设置，还可降低绝缘结构断裂而带来的短路风险。此外，借助第一连接电极58的设置，可以保护下方的第一接触电极54，避免第一接触电极54在后续的湿法蚀刻和干法蚀刻等工艺中被腐蚀溶液或者气体腐蚀，提升紫外发光二极管3的稳定性和可靠性。
如图11中所示，紫外发光二极管3的制造过程如下：
首先，如图11(a)所示，在衬底10上生长包括第一半导体层521、发光层522以及第二半导体层523的外延结构52。接着，由第二半导体层523开始向下蚀刻，直至蚀刻至第一半导体层521，以形成若干个导通孔524，露出第一半导体层521。此外，可以选择性地去除外延结构52的边缘部分，进一步露出衬底10，以便于后续切割等制程。
其次，如图11(b)所示，在第一半导体层521上形成第一接触电极54，第一接触电极54通过导通孔524连接第一半导体层521；如图11(c)所示，在第二半导体层523上形成第二接触电极56。可选地，考虑到目前的紫外发光二极管3在制程上，N侧电极通常是高温退火后形成合金电极，之后直接进行后续的湿法蚀刻或干法蚀刻等工艺以制作绝缘层等结构，如此一来，N侧电极极易受蚀刻腐蚀的影响而产生损伤，破坏紫外发光二极管3的整体性能，因此可以是先形成第一接触电极54，之后再形成第二接触电极56。
接着，如图11(d)所示，在第一接触电极54和第二接触电极56上分别形成第一连接电极58和第二连接电极60。较佳的，第一连接电极58是完全包覆住第一接触电极54。然后，如图11(e)所示，形成覆盖第一连接电极58、第二连接电极60和外延结构52的第一绝缘结构62。
后续，如图11(f)所示，在第一绝缘结构62上形成第三连接电极64。第三连接电极64通过第一绝缘结构62的第一开口621连接第一连接电极58。然后，如图11(g)所示，在第三连接电极64和第一绝缘结构62上形成第二绝缘结构66。
最后，如图11(h)所示，在第二绝缘结构66上形成第一焊盘68和第二焊盘70，第一焊盘68通过第三开口663连接第三连接电极64，第二焊盘70通过第四开口664连接第二连接电极60。
请参阅图12、图13和图14，图12是本发明第二实施例提供的紫外发光二极管4的俯视结构示意图，图13是沿图12的截取线A-A截取的纵向剖面示意图，图14是图12所示的紫外发光二极管4的各结构的俯视示意图。为达所述优点至少其中之一或其他优点，本发明的第四实施例进一步提供一种紫外发光二极管4。相较于图9所示的紫外发光二极管3而言，本实施例的紫外发光二极管4还包括第一保护电极72和绝缘调光结构74。
第一保护电极72位于第一接触电极54与第一连接电极58之间，其完全包覆住第一接触电极54，并且是先于绝缘调光结构74之前形成在第一接触电极54上，以保护第一接触电极54，避免第一接触电极54在形成绝缘调光结构74的制程中，受到腐蚀等因素影响而产生损伤，提升紫外发光二极管4的稳定性和可靠性。第一保护电极72的厚度大于等于10nm。在一实施例中，第一保护电极72可以是单层结构，如Ti金属层结构，起到保护第一接触电极54的作用；第一保护电极72还可以是选自Cr、Pt、Au、Ni、Ti、Al中的一种或多种的金属结构，在起到保护作用的基础上，还可补充第一电极区域的高度，减少第一电极区域和第二电极区域的高度差，增强焊盘电极和封装基板的结合度，同时还具备扩展电流，提升电性的效果。
绝缘调光结构74覆盖外延结构52，其折射率小于第二接触电极54的折射率，其可用于调制发光层522发出的具有特定波段的光线，使光线更多的射出，进而提升紫外发光二极管4的出光效率。通过控制绝缘调光结构74的厚度，可以形成比较合适的谐振腔室，使其谐振的波段与发光层522发光的波段匹配，进而提升紫外发光二极管4的出光效率。具体来看，绝缘调光结构74覆盖衬底10的部分上表面、第一半导体层521的侧壁和部分上表面、发光层522的侧壁、第二半导体层523的侧壁和部分上表面、以及第二接触电极56的侧壁和部分上表面。绝缘调光结构74具有第一导电孔741和第二导电孔742，第一导电孔741位于第一半导体层521上，用于露出第一保护电极72，以使得第一连接电极58通过第一导电孔741电连接第一保护电极72；第二导电孔742位于第二半导体层523上，用于露出第二接触电极56，以使得第二连接电极60通过第二导电孔742电连接第二接触电极56。第一绝缘结构62覆盖绝缘调光结构74。第二接触电极56采用透明导电材料制成，绝缘调光结构74的材料包括折射率低于第二接触电极56的介质材料。
借由绝缘调光结构74的设置，既可以改善出光角度，加强对于紫外光的反射，提升紫外发光二极管4的出光效率；还可通过绝缘调光结构74起到光学谐振腔室的作用，使其谐振的波段与发光层522的发光波段匹配，进一步提升紫外发光二极管4的出光性能。绝缘调光结构74的具体结构和调制光线可参照前述实施例图1至图4中有关于绝缘调光结构18的描述，其中，两种绝缘调光结构18的实施情况皆可适用于本实施例的绝缘调光结构74，例如：本实施例的绝缘调光结构74可以是包括第一绝缘层、第二绝缘层以及夹置在第一绝缘层和第二绝缘层之间的反射层；第一绝缘层不同的厚度在调整光路径上有所不同，较佳的，在第一绝缘层的介质材料折射率小于第二接触电极56的折射率时，第一绝缘层的厚度为500～5000埃米，优选为1200～5000埃米，该厚度将会形成较优的低阶谐振腔室，整体出光性能较好；第一绝缘层的介质材料折射率小于第二接触电极的折射率；反射层的反射率高于第二接触电极的反射率；绝缘调光结构74也可以无需具备反射特性，而是借助第二连接电极60的反射特性，起到光学谐振腔室的作用。以此理解，其余则不再过多赘述。
本发明的一实施例提出一种发光装置，其采用如前述任一实施例所述的紫外发光二极管1、2、3、4。该发光装置具有良好的光电性能。
综上所述，与现有技术相比，本发明提供的紫外发光二极管1、2、3、4及发光装置具有良好的光电特性。
另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本发明的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。
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 (20)

1.一种紫外发光二极管，其特征在于：所述紫外发光二极管包括：
外延结构，包括依次层叠的第一半导体层、发光层和第二半导体层；
第一接触电极，位于所述外延结构之上，并电连接所述第一半导体层；
第二接触电极，位于所述外延结构之上，并电连接所述第二半导体层；
第一连接电极，位于所述第一接触电极之上；
第一绝缘结构，位于所述第一连接电极和第二接触电极之上，所述第一绝缘结构覆盖所述外延结构、所述第一连接电极及所述第二接触电极，具有第一开口和第二开口，所述第一开口位于所述第一连接电极之上，所述第二开口位于所述第二接触电极之上；
其中，所述外延结构具有若干个导通孔，所述若干个导通孔是由所述第二半导体层向下贯穿至所述第一半导体层。
2.根据权利要求1所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述紫外发光二极管还包括第二连接电极，所述第二连接电极位于所述第二接触电极之上，所述第一绝缘结构覆盖所述第二连接电极，所述第二开口位于所述第二连接电极之上。
3.根据权利要求2所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述紫外发光二极管还包括第三连接电极、第二绝缘结构、第一焊盘以及第二焊盘，所述第三连接电极位于所述第一绝缘结构之上，并通过所述第一开口电连接所述第一连接电极，所述第三连接电极具有第五开口，所述第五开口用于露出部分的第二连接电极，所述第二绝缘结构覆盖所述第三连接电极和所述第一绝缘结构，所述第二绝缘结构具有第三开口和第四开口，所述第三开口位于所述第三连接电极之上，所述第四开口位于所述第五开口的内部，所述第一焊盘位于所述第二绝缘结构之上，并通过所述第三开口连接所述第三连接电极，所述第二焊盘位于所述第二绝缘结构之上，并通过所述第四开口连接所述第二连接电极。
4.根据权利要求2所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述第一连接电极接触所述第一绝缘结构的表层金属为Ti金属层或Cr金属层，所述第二连接电极接触所述第一绝缘结构的表层金属为Ti金属层或Cr金属层。
5.根据权利要求2所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述第一绝缘结构包括第一重绝缘层、第二重绝缘层以及包覆于所述第一重绝缘层和所述第二重绝缘层之间的反射体。
6.根据权利要求1所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述紫外发光二极管还包括绝缘调光结构，位于所述外延结构之上，并覆盖所述第二接触电极，用于调制所述发光层发出的光线。
7.根据权利要求6所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述绝缘调光结构包括第一绝缘层、反射层和第二绝缘层，所述第一绝缘层位于所述第二接触电极之上，所述反射层位于所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间。
8.根据权利要求6所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述第一绝缘层的介质材料折射率小于所述第二接触电极的折射率。
9.根据权利要求6所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述第一绝缘层的厚度范围为500～5000埃米。
10.根据权利要求6所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述反射层的反射率高于所述第二接触电极的反射率。
11.根据权利要求6所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述第二接触电极采用透明导电材料制成，所述绝缘调光结构的材料包括折射率低于所述第二接触电极的介质材料。
12.根据权利要求11所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述第二接触电极的透光率大于25％。
13.根据权利要求6所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述紫外发光二极管还包括第一保护电极，所述第一保护电极位于所述第一接触电极与所述第一连接电极之间，并包覆所述第一接触电极。
14.根据权利要求13所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述第一保护电极是先于所述绝缘调光结构形成在所述外延结构之上。
15.根据权利要求1所述的紫外发光二极管，其特征在于：从所述紫外发光二极管的上方朝向所述外延结构俯视，所述若干个导通孔是间隔第一距离地位于所述第二半导体层的内部。
16.根据权利要求15中所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述第一距离的范围为100～150μm。
17.根据权利要求1中所述的紫外发光二极管，其特征在于：各所述导通孔的尺寸范围为20～100μm。
18.根据权利要求1所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述若干个导通孔的面积之和小于等于所述外延结构的面积的50％。
19.根据权利要求1所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述第一接触电极可以为Ti/Al/Ti/Au合金结构、Ti/Al/Ti/Pt合金结构、Ti/Al/Ni/Pt合金结构、Ti/Al/Au合金结构、Ti/Al/Ni/Au合金结构、Cr/Al/Ti/Au合金结构或Ti/Al/Au/Pt合金结构。
20.一种发光装置，其特征在于：采用如权利要求1-19中任一项所述的紫外发光二极管。
CN202210108058.2A 2022-01-28 2022-01-28 紫外发光二极管及发光装置 Pending CN116565082A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210108058.2A CN116565082A (zh) 2022-01-28 2022-01-28 紫外发光二极管及发光装置
US18/086,645 US20230246137A1 (en) 2022-01-28 2022-12-22 Ultraviolet light emitting diode and light emitting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210108058.2A CN116565082A (zh) 2022-01-28 2022-01-28 紫外发光二极管及发光装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116565082A true CN116565082A (zh) 2023-08-08

Family

ID=87495233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210108058.2A Pending CN116565082A (zh) 2022-01-28 2022-01-28 紫外发光二极管及发光装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116565082A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111446336B (zh) 发光二极管
KR102539900B1 (ko) 발광 디바이스
US11411142B2 (en) Flip chip type light emitting diode chip
US8624287B2 (en) Light emitting diode and method of fabricating the same
US11621374B2 (en) Light-emitting device with a plurality of electrodes on a semiconductor stack
US20230268466A1 (en) Light emitting diode device
CN114497314B (zh) 发光二极管及发光装置
US20210280743A1 (en) Light-emitting diode, light-emitting diode packaged module and display device including the same
CN113809210B (zh) 一种发光二极管芯片、发光装置、显示装置
US10985294B2 (en) Contact structures for light emitting diode chips
CN217468474U (zh) 发光二极管及发光装置
CN114824026A (zh) 发光二极管芯片及发光装置
CN113921676B (zh) 发光二极管及发光模块
CN114267763B (zh) 紫外发光二极管及发光装置
CN113921672B (zh) 发光二极管及发光模块
CN115332410A (zh) 发光二极管
CN116565082A (zh) 紫外发光二极管及发光装置
CN116565083A (zh) 紫外发光二极管及发光装置
US20230246137A1 (en) Ultraviolet light emitting diode and light emitting device
CN114050209B (zh) 发光二极管
CN113903840B (zh) 发光二极管及发光模块
KR102563266B1 (ko) 발광소자 및 이를 구비한 광원 모듈
CN117133845A (zh) 发光元件及发光模块
TW202247491A (zh) 發光元件
CN116960249A (zh) 发光二极管及发光装置

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