CN102420280A - 半导体发光二极管 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种半导体发光二极管，包括，生长衬底、半导体外延层、电流扩展层、绝缘层、电极；其中，电极包括金属电极和打线焊盘，金属电极和打线焊盘电连接；半导体外延层形成在生长衬底上，电流扩展层形成在半导体外延层上；在电流扩展层的预定部分上，形成微结构，绝缘层形成在该微结构上，打线焊盘形成在绝缘层上，金属电极形成在电流扩展层上。绝缘层的形状和尺寸与打线焊盘基本上相同。绝缘层的表面具有微结构，打线焊盘形成在该微结构上。在电流扩展层的预定部分上，形成微结构，金属电极形成在电流扩展层的具有微结构的部分上。在半导体外延层的预定位置上，形成微结构，一电流阻挡层形成在该微结构上。电流阻挡层的表面上，形成微结构。
Description
技术领域
本发明提供一种半导体发光二极管，属于光电子领域。
背景技术
半导体发光二极管的结构包括：(1)在打线焊盘和电流扩展层之间形成一绝缘层，使得电流不能直接从打线焊盘流向电流扩展层，而是电流必须经过金属电极流向电流扩展层。(2)在打线焊盘的下方，电流扩展层和外延层之间形成一电流阻挡层，使得电流不能直接从电流扩展层直接向下流入外延层，而是，电流必须经过电流扩展层流向外延层的其他部分。(3)上述(1)和(2)的组合。
但是，在打线焊盘和绝缘层之间，或在绝缘层和电流扩展层之间，或在电流扩展层和电流扩展层之间，或在电流扩展层和外延层之间，会发生两层不同介质之间的粘结不牢，因此，在打线时产生剥离，使得良品率下降。
因此，需要一种新的半导体发光二极管，克服上述的缺点。
发明内容
本发明提供一种新的半导体发光二极管。一个实施例包括，一种半导体发光二极管，半导体发光二极管包括，生长衬底、半导体外延层、电流扩展层、绝缘层、电极；其中，电极包括金属电极和打线焊盘；半导体外延层形成在生长衬底上，电流扩展层形成在半导体外延层上；在电流扩展层的预定部分上，形成微结构，绝缘层形成在电流扩展层的具有微结构的部分上；金属电极和打线焊盘电连接，打线焊盘形成在绝缘层上，金属电极形成在电流扩展层上。绝缘层的形状和尺寸与打线焊盘基本上相同。绝缘层的表面具有微结构；打线焊盘形成在绝缘层的具有微结构的部分上。
上述实施例进一步包括：在电流扩展层的预定部分上，形成微结构，金属电极形成在电流扩展层的具有微结构的部分上。
上述实施例进一步包括：一电流阻挡层形成在半导体外延层与电流扩展层之间的预定位置；其中，半导体外延层的预定位置上，形成微结构，电流阻挡层形成在半导体外延层的具有微结构的部分上。本实施例进一步包括：电流阻挡层的表面上，形成微结构。
上述的电流扩展层的微结构或绝缘层的表面的微结构或电流阻挡层的微结构或半导体外延层的微结构，包括：从表面向上突起的金字塔阵列结构或圆锥阵列结构或圆柱阵列结构或部分球体阵列结构或多面体锥型阵列结构或不规则尖型阵列结构，或从表面向下凹进去的金字塔阵列结构或圆锥阵列结构或圆柱阵列结构或部分球体阵列结构或多面体锥型阵列结构或不规则尖型阵列结构；微结构的顶部或底部是尖的或是圆弧面或是平面。
本发明提供的发光效率较高的半导体发光二极管的另一个实施例包括，生长衬底、半导体外延层、电流阻挡层、电流扩展层、电极；其中，电极包括金属电极和打线焊盘；半导体外延层形成在生长衬底上，电流阻挡层形成在半导体外延层上，电流扩展层形成在电流阻挡层上；其特征在于，在半导体外延层的预定部分上，形成微结构，电流阻挡层形成在半导体外延层的具有微结构的部分上；金属电极和打线焊盘电连接，打线焊盘和金属电极形成在电流扩展层上。
上述实施例进一步包括：电流阻挡层的表面形成微结构。
上述实施例进一步包括：电流扩展层的预定部分上，形成微结构，打线焊盘形成在电流扩展层的具有微结构的部分上。
上述的半导体外延层的微结构或电流阻挡层的微结构或电流扩展层的微结构包括：从表面向上突起的金字塔阵列结构或圆锥阵列结构或圆柱阵列结构或部分球体阵列结构或多面体锥型阵列结构或不规则尖型阵列结构，或从表面向下凹进去的金字塔阵列结构或圆锥阵列结构或圆柱阵列结构或部分球体阵列结构或多面体锥型阵列结构或不规则尖型阵列结构；微结构的顶部或底部是尖的或是圆弧面或是平面。
半导体外延层包括，氮化镓基半导体外延层或磷化镓基半导体外延层或氮磷镓基半导体外延层或氧化锌基半导体外延层。
生长衬底的材料包括，氮化镓或氮化铝或砷化镓或氧化锌或尖晶石或锂酸铝或蓝宝石或碳化硅。
电流阻挡层的材料包括，氧化硅或氮化硅或玻璃上硅(SOG)。
绝缘层的材料包括，氧化硅或氮化硅或玻璃上硅(SOG)。
电流扩展层的材料包括，氧化铟锡(ITO)或氧化锌(ZnO)。
附图说明
图1a展示半导体发光二极管的一个实施例的截面图。
图1b展示半导体发光二极管的一个实施例的截面图。
图1c展示半导体发光二极管的一个实施例的截面图。
图2a展示半导体发光二极管的一个实施例的截面图。
图2b展示半导体发光二极管的一个实施例的截面图。
图2c展示半导体发光二极管的一个实施例的截面图。
图2d展示半导体发光二极管的一个实施例的截面图。
图2e展示半导体发光二极管的一个实施例的截面图。
图2f展示半导体发光二极管的一个实施例的截面图。
具体实施方式
本发明提供的半导体发光二极管的一个实施例包括，一种半导体发光二极管，半导体发光二极管包括，生长衬底、半导体外延层、电流扩展层、绝缘层、电极；其中，电极包括金属电极和打线焊盘；半导体外延层形成在生长衬底上，电流扩展层形成在半导体外延层上；在电流扩展层的预定部分上，形成微结构，绝缘层形成在电流扩展层的具有微结构的部分上；金属电极和打线焊盘电连接，打线焊盘形成在绝缘层上，金属电极形成在电流扩展层上。绝缘层的形状和尺寸与打线焊盘基本上相同。绝缘层的表面具有微结构；打线焊盘形成在绝缘层的具有微结构的部分上。
上述实施例进一步包括：在电流扩展层的预定部分上，形成微结构，金属电极形成在电流扩展层的具有微结构的部分上。
上述实施例进一步包括：一电流阻挡层形成在半导体外延层与电流扩展层之间的预定位置；其中，半导体外延层的预定位置上，形成微结构，电流阻挡层形成在半导体外延层的具有微结构的部分上。本实施例进一步包括：电流阻挡层的表面上，形成微结构。
上述的电流扩展层表面的微结构或绝缘层的表面的微结构或电流阻挡层的微结构或半导体外延层的微结构，包括：从表面向上突起的金字塔阵列结构或圆锥阵列结构或圆柱阵列结构或部分球体阵列结构或多面体锥型阵列结构或不规则尖型阵列结构，或从表面向下凹进去的金字塔阵列结构或圆锥阵列结构或圆柱阵列结构或部分球体阵列结构或多面体锥型阵列结构或不规则尖型阵列结构；微结构的顶部或底部是尖的或是圆弧面或是平面。
本发明提供的发光效率较高的半导体发光二极管的另一个实施例包括，生长衬底、半导体外延层、电流阻挡层、电流扩展层、电极；其中，电极包括金属电极和打线焊盘；半导体外延层形成在生长衬底上，电流阻挡层形成在半导体外延层上，电流扩展层形成在电流阻挡层上；其特征在于，在半导体外延层的预定部分上，形成微结构，电流阻挡层形成在半导体外延层的具有微结构的部分上；金属电极和打线焊盘电连接，打线焊盘和金属电极形成在电流扩展层上。
上述实施例进一步包括：电流阻挡层的表面形成微结构。
上述实施例进一步包括：电流扩展层的预定部分上，形成微结构，打线焊盘和金属电极形成在电流扩展层的具有微结构的部分上。
下述各点适用于本发明的所有实施例：
(1)上述的半导体外延层表面的微结构或电流阻挡层的微结构或电流扩展层的微结构包括：从表面向上突起的金字塔阵列结构或圆锥阵列结构或圆柱阵列结构或部分球体阵列结构或多面体锥型阵列结构或不规则尖型阵列结构，或从表面向下凹进去的金字塔阵列结构或圆锥阵列结构或圆柱阵列结构或部分球体阵列结构或多面体锥型阵列结构或不规则尖型阵列结构；微结构的顶部或底部是尖的或是圆弧面或是平面。
(2)半导体外延层包括，氮化镓基半导体外延层或磷化镓基半导体外延层或氮磷镓基半导体外延层或氧化锌基半导体外延层。III族氮化物材料外延层的外延生长晶面是从一组晶面中选出，该组晶面包括：c-面或a-面或m-面，或r-面。III族氮化物材料外延层的外延生长晶面是从一组晶面中选出，该组晶面包括：(00.1)面或(11.0)-面或(10.0)-面或(11.2)-面。
(3)生长衬底的材料包括，氮化镓或氮化铝或砷化镓或氧化锌或尖晶石或锂酸铝或蓝宝石或碳化硅。
(4)电流阻挡层的材料包括，氧化硅或氮化硅或玻璃上硅(SOG)。
(5)绝缘层的材料包括，氧化硅或氮化硅或玻璃上硅(SOG)。
(6)电流扩展层的材料包括，氧化铟锡(ITO)或氧化锌(ZnO)。
(7)电极包括金属电极和打线焊盘，金属电极未在图中展示。
本实用新型的目的和能达到的各项效果如下：
(1)打线焊盘与电流扩展层的粘结优良。
(2)打线焊盘与绝缘层的粘结优良。
(3)绝缘层与电流扩展层的粘结优良。
(4)电流阻挡层与半导体外延层的粘结优良。
(5)电流扩展层与电流阻挡层的粘结优良。
(6)金属电极与电流扩展层的粘结优良。
(7)降低电极脱落现象，提高良品率，降低成本。
图1a展示本发明提供的半导体发光二极管的一个实施例的截面图。半导体发光二极管包括，生长衬底101、半导体外延层102、电流扩展层104、电流阻挡层103、电极106；其中，电极106包括金属电极和打线焊盘，金属电极和打线焊盘电连接；半导体外延层102形成在生长衬底101上，电流阻挡层103形成在半导体外延层102上，电流扩展层104形成在半导体外延层102和电流阻挡层103上；在电流扩展层104的预定部分上，形成微结构105，电极106形成在电流扩展层104的具有微结构105的部分上。使得电极106与电流扩展层104的粘合优良，不易互相分离。
电流阻挡层103的形状、位置和尺寸与电极106相对应，即，电流阻挡层103的形状、位置和尺寸分别与金属电极和打线焊盘相对应。一个实施例：电流阻挡层103的一部分的形状和尺寸与金属电极的形状和尺寸相同，电流阻挡层103的另一部分的形状和尺寸与打线焊盘的形状和尺寸相同。
图1b展示本发明提供的半导体发光二极管的另一个实施例的截面图。图1b展示的半导体发光二极管的实施例与图1a展示的实施例基本相同，不同之处在于：在半导体外延层102的预定部分上，形成微结构107，电流阻挡层103形成在半导体外延层102的具有微结构107的部分上。使得电流阻挡层103与半导体外延层102的粘合优良，不易互相分离。
图1c展示本发明提供的半导体发光二极管的另一个实施例的截面图。图1c展示的半导体发光二极管的实施例与图1b展示的实施例基本相同，不同之处在于：在电流阻挡层103的与电流扩展层104相接触的表面上，形成微结构108，电流扩展层104形成在半导体外延层102和具有微结构108的电流阻挡层103上。因此，使得电流阻挡层103与电流扩展层104的粘合优良，不易互相分离。
图2a展示本发明提供的半导体发光二极管的一个实施例的截面图。半导体发光二极管包括，生长衬底201、半导体外延层202、电流扩展层204、绝缘层209、电极206；其中，电极206包括金属电极和打线焊盘，金属电极和打线焊盘电连接；半导体外延层202形成在生长衬底201上，电流扩展层204形成在半导体外延层202上，在电流扩展层204的预定部分上，形成微结构205，绝缘层209形成在电流扩展层204的具有微结构205的部分上，使得绝缘层209和电流扩展层204的粘合优良。电极206的打线焊盘形成在绝缘层209上，电极206的金属电极形成在电流扩展层204上(未在图中展示)。
绝缘层209的形状、位置和尺寸与电极206的打线焊盘相对应。一个实施例：绝缘层209的形状和尺寸与电极206的打线焊盘相同。
一个实施例：电流阻挡层203的一部分的形状和尺寸与金属电极的形状和尺寸相同，电流阻挡层203的另一部分的形状和尺寸与打线焊盘的形状和尺寸相同。
图2b展示本发明提供的半导体发光二极管的另一个实施例的截面图。图2b展示的半导体发光二极管的实施例与图2a展示的实施例基本相同，不同之处在于：在绝缘层209的表面上，形成微结构208，电极206的打线焊盘形成在具有微结构208的绝缘层209的表面上，使得电极206的打线焊盘与绝缘层209的粘合优良。
图2c展示本发明提供的半导体发光二极管的另一个实施例的截面图。图2c展示的半导体发光二极管的实施例与图2a展示的实施例基本相同，不同之处在于：在半导体外延层202的预定部分上，形成微结构207，电流阻挡层203形成在半导体外延层202的具有微结构207的部分上，使得电流阻挡层203和半导体外延层202的粘合优良。
图2d展示本发明提供的半导体发光二极管的另一个实施例的截面图。图2d展示的半导体发光二极管的实施例与图2c展示的实施例基本相同，不同之处在于：在电流阻挡层203的与电流扩展层204相接触的表面上，形成微结构210，电流扩展层204形成在半导体外延层202和具有微结构210的电流阻挡层203上，使得电流阻挡层203和电流扩展层204的粘合优良。
图2e展示本发明提供的半导体发光二极管的另一个实施例的截面图。图2e展示的半导体发光二极管的实施例与图2c展示的实施例基本相同，不同之处在于：在绝缘层209的表面上，形成微结构208，电极206的打线焊盘形成在具有微结构208的绝缘层209的表面上。
图2f展示本发明提供的半导体发光二极管的另一个实施例的截面图。图2e展示的半导体发光二极管的实施例与图2d展示的实施例基本相同，不同之处在于：在绝缘层209的表面上，形成微结构208，电极206的打线焊盘形成在具有微结构208的绝缘层209的表面上。
上面的具体的描述并不限制本实用新型的范围，而只是提供一些本实用新型的具体化的例证。因此本实用新型的涵盖范围应该由权利要求和它们的合法等同物决定，而不是由上述具体化的详细描述和实施例决定。
Claims (12)
1.一种半导体发光二极管，其特征在于，所述的半导体发光二极管包括，生长衬底、半导体外延层、电流扩展层、绝缘层、电极；其中，电极包括金属电极和打线焊盘；所述的半导体外延层形成在所述的生长衬底上，所述的电流扩展层形成在所述的半导体外延层上；其特征在于，在所述的电流扩展层的预定部分上，形成微结构，所述的绝缘层形成在所述的电流扩展层的具有所述的微结构的部分上；所述的金属电极和所述的打线焊盘电连接，所述的打线焊盘形成在所述的绝缘层上，所述的金属电极形成在所述的电流扩展层上。
2.根据权利要求1的半导体发光二极管，其特征在于，所述的绝缘层的形状和尺寸与所述的打线焊盘相同。
3.根据权利要求1的半导体发光二极管，其特征在于，所述的绝缘层的表面具有微结构；所述的打线焊盘形成在所述的绝缘层的具有所述的微结构的部分上。
4.根据权利要求1的半导体发光二极管，其特征在于，在所述的电流扩展层的预定部分上，形成微结构，所述的金属电极形成在所述的电流扩展层的具有所述的微结构的部分上。
5.根据权利要求1的半导体发光二极管，其特征在于，一电流阻挡层形成在所述的半导体外延层与所述的电流扩展层之间的预定位置；其中，所述的半导体外延层的预定位置上，形成微结构，所述的电流阻挡层形成在所述的半导体外延层的具有所述的微结构的部分上。
6.根据权利要求5的半导体发光二极管，其特征在于，所述的电流阻挡层的表面上，形成微结构。
7.根据权利要求1或权利要求3或权利要求4或权利要求5或权利要求6的半导体发光二极管，其特征在于，所述的微结构包括从表面向上突起的金字塔阵列结构、圆锥阵列结构、圆柱阵列结构、部分球体阵列结构、多面体锥型阵列结构、不规则尖型阵列结构，从表面向下凹进去的金字塔阵列结构、圆锥阵列结构、圆柱阵列结构、部分球体阵列结构、多面体锥型阵列结构、不规则尖型阵列结构；微结构的顶部或底部是尖的，或是圆弧面，或是平面。
8.一种半导体发光二极管，其特征在于，所述的半导体发光二极管包括，生长衬底、半导体外延层、电流阻挡层、电流扩展层、电极；其中，电极包括金属电极和打线焊盘；所述的半导体外延层形成在所述的生长衬底上，所述的电流阻挡层形成在所述的半导体外延层上，所述的电流扩展层形成在所述的电流阻挡层上；其特征在于，在所述的半导体外延层的预定部分上，形成微结构，所述的电流阻挡层形成在所述的半导体外延层的具有所述的微结构的部分上；所述的金属电极和所述的打线焊盘电连接，所述的打线焊盘和所述的金属电极形成在所述的电流扩展层上。
9.根据权利要求8的半导体发光二极管，其特征在于，所述的电流阻挡层的表面形成微结构。
10.根据权利要求8的半导体发光二极管，其特征在于，所述的电流扩展层的预定部分上，形成微结构，所述的打线焊盘形成在所述的电流扩展层的具有所述的微结构的部分上。
11.根据权利要求8或权利要求9或权利要求10的半导体发光二极管，其特征在于，所述的微结构包括从表面向上突起的金字塔阵列结构、圆锥阵列结构、圆柱阵列结构、部分球体阵列结构、多面体锥型阵列结构、不规则尖型阵列结构，从表面向下凹进去的金字塔阵列结构、圆锥阵列结构、圆柱阵列结构、部分球体阵列结构、多面体锥型阵列结构、不规则尖型阵列结构；微结构的顶部或底部是尖的，或是圆弧面，或是平面。
12.根据权利要求1或权利要求8的半导体发光二极管，其特征在于，所述的半导体外延层包括，氮化镓基半导体外延层、磷化镓基半导体外延层、氮磷镓基半导体外延层、氧化锌基半导体外延层。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120418 |