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发光二极管及其制造方法.pdf

摘要
申请专利号:

太阳城集团CN201010237395.9

申请日:

2010.07.28

公开号:

太阳城集团CN102339922B

公开日:

2015.01.07

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H01L 33/46申请日:20100728|||公开
IPC分类号: H01L33/46(2010.01)I 主分类号: H01L33/46
申请人: 展晶科技(深圳)有限公司; 荣创能源科技股份有限公司
发明人: 沈佳辉; 洪梓健
地址: 518109 广东省深圳市宝安区龙华街道办油松第十工业区东环二路二号
优先权:
专利代理机构: 深圳市赛恩倍吉知识产权代理有限公司 44334 代理人: 谢志为
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法律状态
申请(专利)号:

CN201010237395.9

授权太阳城集团号:

102339922B||||||

法律状态太阳城集团日:

2015.01.07|||2012.03.28|||2012.02.01

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明涉及一种发光二极管,其包括:一基板,一磊晶结构,一第一电极,一第二电极以及一反射层。该基板具有一个晶面。该磊晶结构包括依次形成在该基板上的第一型半导体层,活性层,第二型半导体层,该磊晶结构形成一平台结构,以使该第一型半导体层具有一远离该基板的晶面的暴露面,该第二型半导体层具有一个远离基板的第一表面,该第一表面为该发光二极管的出光面。该第一电极形成在该磊晶结构的暴露面上。该第二电极形成该第二型半导体层的第一表面上。该反射层形成在该第一电极上,以用于反射该活性层发出的且照射至该反射层上的光线。本发明还涉及一种发光二极管的制造方法。

权利要求书

1: 一种发光二极管, 其包括 : 一基板, 其具有一个晶面 ; 一磊晶结构, 其包括依次形成在该基板上的第一型半导体层, 活性层, 第二型半导体 层, 该磊晶结构形成一平台结构, 以使该第一型半导体层具有一远离该基板的晶面的暴露 面, 该第二型半导体层具有一个远离基板的第一表面, 该第一表面为该发光二极管的出光 面; 一第一电极, 其形成在该磊晶结构的暴露面上 ; 一第二电极, 其形成该第二型半导体层的第一表面上 ; 一反射层, 其形成在该第一电极上, 以用于反射该发光二极管发出的且照射至该反射 层上的光线。
2: 如权利要求 1 所述的发光二极管, 其特征在于, 该第一电极的高度高于该活性层的 高度。
3: 如权利要求 1 所述的发光二极管, 其特征在于, 该第一电极与该第二电极的材料为 金。
4: 如权利要求 1、 2 或 3 所述的发光二极管, 其特征在于, 该反射层由铝或银制成。
5: 如权利要求 1 所述的发光二极管, 其特征在于, 该第一电极的侧面倾斜, 且沿远离该 基板的晶面的方向, 该第一电极的侧面与该平台结构之间的距离逐渐增加。
6: 如权利要求 1 所述的发光二极管, 其特征在于, 该第二型半导体层的第一表面与该 第二电极之间进一步包括一个透明导电层。
7: 一种发光二极管的制造方法, 其包括 : 提供一基板, 其具有一个晶面 ; 在该基板的晶面上形成一磊晶结构, 该磊晶结构包括依次形成在该基板上的第一型半 导体层, 活性层, 第二型半导体层 ; 在该磊晶结构上形成光阻层, 并蚀刻该磊晶结构, 以使该磊晶结构形成一平台结构, 从 而使该第一型半导体层具有一远离该基板的晶面的暴露面, 该第二型半导体层具有一个远 离基板的第一表面 ; 在该磊晶结构的暴露面上形成一第一电极, 在该第二型半导体层的第一表面上形成一 第二电极 ; 在该第一电极上形成一反射层。
8: 如权利要求 6 所述的发光二极管的制造方法, 其特征在于, 该第一电极的高度高于 该活性层的高度。
9: 如权利要求 6 所述的发光二极管的制造方法, 其特征在于, 先在该第一型半导体层 的暴露面以及该第二型半导体层的第一表面的预定位置上形成光阻层, 并在该平台结构以 及该第一型半导体层的暴露面以及该第二型半导体层的第一表面的未形成光阻层的部分 蒸镀金属材料, 以在该暴露面上形成一第一电极, 在该第二型半导体层的第一表面上形成 一第二电极。
10: 如权利要求 6 所述的发光二极管的制造方法, 其特征在于, 步骤 : 在该磊晶结构的 暴露面上形成一第一电极, 该第一电极的高度高于该活性层的高度, 在该第二型半导体层 的第一表面上形成一第二电极前, 进一步包括步骤 : 在该第二型半导体层上形成一个透明 2 导电层。
11: 如权利要求 9 所述的发光二极管的制造方法, 其特征在于, 先在该平台结构上蒸镀 透明导电膜, 将该透明导电膜蚀刻成具有预定的图案的透明导电层。
12: 如权利要求 6 所述的发光二极管的制造方法, 其特征在于, 该第一电极与该第二电 极的材料为金, 该反射层由铝或银制成。

说明书


发光二极管及其制造方法

    技术领域 本发明涉及一种发光二极管及其制造方法, 尤其涉及一种正面出光效率较高的发 光二极管以及一种发光二极管的制造方法。
     背景技术 目前, 发光二极管 (Light Emitting Diode, L ED) 因具有功耗低、 寿命长、 体积小 及亮度高等特性已经被广泛应用到很多领域。
     一般地, 正向出光的发光二极管包括设置在基板上的磊晶结构, 以及设置在该磊 晶结构上的第一电极与第二电极。其中, 磊晶结构包括依次形成在该基板的第一型半导体 层, 活性层, 第二型半导体层, 且该磊晶结构形成一平台结构, 以使该第一型半导体层具有 一个暴露在外的暴露面, 该第一电极形成在该暴露面上, 该第二电极形成该第二型半导体 层上。由于该磊晶结构具有一平台结构, 该发光二极管将有部分光线通过该平台结构的侧 面射出, 并通过该第一电极反射至该发光二极管的正向出射。并且, 一般地, 该第一电极由
     金 (Au) 制成, 其对该发光二极管发出的光线的反射率仅为 40 %左右, 从而使不少光线损 失。因此, 该发光二极管的正向出光效率较低。 发明内容 下面将以实施例说明一种正面出光效率较高的发光二极管以及一种正面出光效 率较高的发光二极管的制造方法。
     一种发光二极管, 其包括 : 一基板, 一磊晶结构, 一第一电极, 一第二电极以及一反 射层。该基板具有一个晶面。该磊晶结构包括依次形成在该基板上的第一型半导体层, 活 性层, 第二型半导体层, 该磊晶结构形成一平台结构, 以使该第一型半导体层具有一远离该 基板的晶面的暴露面, 该第二型半导体层具有一个远离基板的第一表面, 该第一表面为该 发光二极管的出光面。该第一电极形成在该磊晶结构的暴露面上。该第二电极形成该第二 型半导体层的第一表面上。该反射层形成在该第一电极上, 以用于反射该活性层发出的且 照射至该反射层上的光线。
     一种发光二极管的制造方法, 其包括 : 提供一基板, 其具有一个晶面 ; 在该基板的 晶面上形成一磊晶结构, 该磊晶结构包括依次形成在该基板上的第一型半导体层, 活性层, 第二型半导体层 ; 在该磊晶结构上形成光阻层, 并蚀刻该磊晶结构, 以使该磊晶结构形成一 平台结构, 从而使该第一型半导体层具有一远离该基板的晶面的暴露面, 该第二型半导体 层具有一个远离基板的第一表面 ; 在该磊晶结构的暴露面上形成一第一电极, 在该第二型 半导体层的第一表面上形成一第二电极 ; 在该第一电极上形成一反射层。
     相对于现有技术, 所述发光二极管的第一电极上设置有反射层, 其可用于将该发 光二极管侧面发出的光线反射至该发光二极管的出光面的方向出射, 从而提高了该发光二 极管的正向出光效率。
     附图说明
     图 1 是本发明第一实施例的发光二极管的剖面示意图。 图 2 是本发明提供的发光二极管的制造方法的流程图。 图 3-12 是图 2 中发光二极管的制造方法的结构流程示意图。 主要元件符号说明 发光二极管 100 基板 10、 70 磊晶结构 20、 80 晶面 12、 71 n 型半导体层 22 第一型半导体层 81 p 型半导体层 24 第二型半导体层 83 活性层 23、 82 暴露面 225、 812 第一表面 246、 832 第一电极 30、 91 第二电极 40、 92 上表面 31 下表面 32 侧面 33、 911 反射层 50、 96 透明导电层 60、 86 透明导电膜 861 第一光阻层 84 第二光阻层 87 第三光阻层 94具体实施方式
     下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。
     请参见图 1, 本发明第一实施例提供的一种发光二极管 100, 其包括一基板 10, 形 成在该基板 10 上的一磊晶结构 20, 形成在该磊晶结构 20 上的第一电极 30 与第二电极 40, 以及形成在该第一电极 30 上的反射层 50。
     该基板 10 通常为蓝宝石 (Sapphire)、 碳化硅 (SiC)、 硅 (Si)、 砷化镓 (GaAs)、 偏铝 酸锂 (LiAlO2)、 氧化镁 (MgO)、 氧化锌 (ZnO)、 氮化镓 (GaN)、 氮化铝 (AlN)、 或氮化铟 (InN) 等单晶基板, 其具有一个用于外延生长磊晶结构 20 的晶面 12, 该晶面 12 的晶向与磊晶结构 20 的晶体生长方向相匹配。
     该磊晶结构 20 包括 n 型半导体层 22, p 型半导体层 24, 以及位于 n 型半导体层 22 与 p 型半导体层 24 之间的活性层 23。该 n 型半导体层 22、 活性层 23 及 p 型半导体层 24依序形成在基板 10 的晶面 12 上。
     该 n 型半导体层 22、 活性层 23 及 p 型半导体层 24 可为单层或多层结构, 其选用 III 族氮化物半导体材料。其中, III 族元素可为 Al、 Ga、 In 等元素。典型的, 该 n 型半导 体层 22、 活性层 23 及 p 型半导体层 24 可分别为 n 型氮化镓、 氮化镓铟 (InGaN) 及 p 型氮化 镓。
     该磊晶结构 20 形成有一平台结构 (Mesa Pattern)。该 n 型半导体层 22 具有一远 离该基板 10 的暴露面 225。该 p 型半导体层 24 具有一个远离该基板 10 的第一表面 246。 该第一表面 246 为该发光二极管 100 的出光面。
     该第一电极 30 形成在该 n 型半导体层 22 的暴露面 225 上。具体地, 该第一电极 30 为 n 型电极, 其与该 n 型半导体层 22 形成欧姆接触。在本实施例中, 该第一电极 30 的高 度大于该活性层 23 的高度。该第一电极 30 的材料为金。在本实施例中, 该第一电极 30 呈 棱台形, 其具有上表面 31, 与上表面 31 相对的下表面 32, 以及设置在该上表面 31 与下表面 32 之间的侧面 33。该上表面 31 的表面积小于该下表面 32 的表面积。该下表面 32 与该 n 型半导体层的暴露面 225 相接触。因此, 沿远离该基板 10 的晶面 12 的方向, 该第一电极 30 的侧面 33 与该平台结构之间的距离逐渐增加。 该第二电极 40 形成在该 p 型半导体层 24 的第一表面 246 上。具体地, 该第二电 极 40 为 p 型电极, 其与该 p 型半导体层 24 形成欧姆接触。
     该反射层 50 形成在该第一电极 30 上。在本实施例中, 该反射层 50 覆盖该第一电 极 30 的上表面 31 与侧面 33。该反射层 50 由高反射效率的材料制成, 如, 铝或银。该反射 层 50 用于反射该发光二极管 100 发出的且照射至该反射层 50 上的光线, 并将光线反射至 该发光二极管 100 的出光面的方向出射, 从而提高该发光二极管 100 的正向出光效率。
     在本实施例中, 该发光二极管 100 进一包括设置在该 p 型半导体层 24 的第一表面 246 的透明导电层 60。该透明导电层 60 覆盖整个 p 型半导体层 24, 其可加强电流扩散, 从 而提高该活性层 23 的出光效率。并且, 由于该透明导电层 60 为透明, 因此, 其不会遮挡该 发光二极管 100 的出光。
     请参见图 2 至图 12, 本发明第二实施例提供的一种发光二极管 200 的制造方法。 该发光二极管 200 的制造方法包括以下步骤 :
     步骤一 : 如图 3 所示, 提供一基板 70, 其具有一个晶面 71。
     步骤二 : 如图 4 所示, 在该基板 70 的晶面 71 上形成一磊晶结构 80, 该磊晶结构 80 包括依次形成在该基板 70 上的第一型半导体层 81, 活性层 82, 第二型半导体层 83。 在本实 施例中, 该第一型半导体层 81 为 n 型半导体层, 该第二型半导体层 83 为 p 型半导体层。
     步骤三 : 如图 5-6 所示, 在该磊晶结构 80 上形成第一光阻层 84, 并蚀刻该磊晶结 构 80, 以使该磊晶结构 80 没有覆盖第一光阻层 84 的部分蚀刻成一平台结构, 从而使该第一 型半导体层 81 具有一远离该基板 70 的晶面 71 的暴露面 812。然后去除该第一光阻层 84, 使该第二型半导体层 83 具有一个远离基板 70 的第一表面 832。 在本实施例中, 该第一表面 832 为该发光二极管的出光面。
     步骤四 : 如图 7-9 所示, 在该第二型半导体层 83 上形成一个透明导电层 86。具体 地, 先在该平台结构上蒸镀透明导电膜 861, 并在该透明导电膜 861 的预定位置形成第二光 阻层 87, 从而将该透明导电膜 861 光影蚀刻成具有预定的图案的透明导电层 86, 再将第二
     光阻层 87 去除, 如图 9 所示。
     步骤五 : 如图 10-11 所示, 在该磊晶结构 80 的暴露面 812 上形成一第一电极 91, 该第一电极 91 的高度高于该活性层 82 的高度, 在该透明导电层 86 上形成一第二电极 92。 具体地, 先在该第一型半导体层 81 的暴露面 812 以及该透明导电层 86 的预定位置上形成 第三光阻层 94, 并在该平台结构以及该第一型半导体层 81 的暴露面 812 以及该透明导电层 86 的未形成第三光阻层 94 的部分蒸镀金属材料, 如金等, 以在该暴露面 812 上形成一第一 电极 91, 在该透明导电层 86 上形成一第二电极 92。优选地, 该第一电极 91 呈棱台形, 其具 有一倾斜的侧面 911, 且沿远离该基板 70 的晶面 71 的方向, 该第一电极 91 的侧面 911 与该 平台结构之间的距离逐渐增加。并去除第三光阻层 94。
     步骤六 : 如图 12 所示, 在该第一电极 91 上形成一反射层 96。 从而形成该发光二极 管 200。在本实施例中, 该反射层 96 通过蒸镀形成在该第一电极 91 上。该反射层 96 由银 或铝等金属材料制成。该反射层 96 用于反射该发光二极管发出的且照射至该反射层 96 上 的光线, 从而减少了该发光二极管 200 的侧面出光, 以提高该发光二极管 200 的出光效率。
太阳城集团     可以理解的是, 本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化, 只要其不偏离 本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化, 都应包含在本发明所要求保护 的范围之内。

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