CN108987547A - 一种发光二极管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种发光二极管及其制备方法，其中，所述发光二极管采用了同侧多电极的设置方式，以将一个第二电极设置在两个第一电极之间，或者将一个第一电极设置在两个第二电极之间的方式将电极结构化，从而使得所述发光二极管在封装工序中，无需区分发光二极管的电极方向，只需要按照发光二极管的芯片图形进行固晶封装即可，简化了封装的对位操作，避免了由于固晶方向反向而造成的发光二极管的短路问题。
Description
技术领域
本申请涉及半导体技术领域，更具体地说，涉及一种发光二极管及其制备方法。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，也称为电致发光二极管，是LED灯的核心组件。随着发光二极管技术的快速发展，发光二极管在各领域中的应用越来越广泛。四元合金材料(AlxGa1-x)0.5In0.5P具有较宽的直接带隙，其波长范围覆盖了560nm-650nm甚至更宽的范围，且具有与砷化镓衬底晶格完全匹配的特点，当之无愧地成为了红色到绿色波段LED的优选材料。
AlGaInP发光二极管由于半导体折射率(refractive index＝3.2)与空气折射率差大，使出光面的出光锥体小，电极对光的阻挡、衬底对光的吸收等原因造成AlGaInP发光二极管的光提取效率很低。目前国内外研究工作的重点集中在进一步提高AlGaInP LED的光提取效率上，如对GaP窗口层进行粗化或覆盖增透膜，在吸收红光的GaAs衬底前生长布拉格反射镜(Distributed Bragg Reflector，DBR)，光子晶体，晶体薄膜结构，用对红光透明的GaP材料代替对红光吸收的GaAs衬底，以及对倒装结构的红光LED加金属光镜等。
如图1所示，现有技术中的AlGaInP发光二极管通常采用同侧电极的设置方法，即P电极40和N电极30位于衬底10的同一侧，此外图1中还示出了发光二极管的外延结构21、22和23，但是这种发光二极管在后续的固晶过程中，需要根据固晶基板上的P/N电极的位置来确认好发光二极管的方向，否则一旦与固晶基板上的固晶方向反向，就会造成发光二极管的短路，无法正常点亮。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提供了一种发光二极管及其制备方法，以解决AlGaInP发光二极管受制于材料本身和衬底的局限性，无法实现高的光提取率的问题。
为实现上述技术目的，本申请实施例提供了如下技术方案：
一种发光二极管，包括第一衬底和位于所述第一衬底一侧的外延结构，所述外延结构还包括：部分贯穿所述外延结构的一个或两个第一凹槽，所述第一凹槽暴露出所述外延结构的第一型电流扩展层，所述外延结构朝向所述第一凹槽的侧壁具有第一隔离层；
当所述外延结构包括一个所述第一凹槽时，所述发光二极管还包括：位于所述外延结构背离所述第一衬底一侧的两个第二电极和位于所述第一凹槽中的第一电极，所述第二电极与所述外延结构的第二型欧姆接触层电连接，两个所述第二电极在所述第一衬底上的投影位于所述第一凹槽在所述第一衬底上的投影的两侧；所述第一电极与所述第一型电流扩展层电连接；
当所述外延结构包括两个所述第一凹槽时，所述发光二极管还包括：位于所述外延结构背离所述第一衬底一侧的一个第二电极和位于所述第一凹槽中的第一电极，所述第二电极与所述外延结构的第二型欧姆接触层电连接，所述第二电极在所述第一衬底上的投影位于两个所述第一凹槽在所述第一衬底上的投影之间；所述第一电极与所述第一型电流扩展层电连接。
可选的，所述第一电极包括第一子电极和第二子电极；
所述第一子电极填充于所述第一凹槽中，与所述第一型电流扩展层电连接；
所述第二子电极为条状电极，位于所述第一子电极背离所述第一衬底一侧，且与所述第一子电极电连接，所述第二子电极与所述外延结构之间设置有第二隔离层。
可选的，还包括：固晶基板；
所述固晶基板包括与所述第一电极数量对应的第一焊盘和与所述第二电极数量对应的第二焊盘，所述第一焊盘与所述第一电极固定连接，所述第二焊盘与所述第二电极固定连接。
可选的，所述外延结构包括：
位于所述第一衬底依次层叠设置的第一型电流扩展层、缓冲层、第一型限制层、量子阱层、第二型限制层、第二型电流扩展层、第二型粗化层和第二型欧姆接触层；
部分贯穿所述外延结构的一个或两个第一凹槽，所述第一凹槽暴露出所述外延结构的第一型电流扩展层。
可选的，所述第一型电流扩展层为P型GaP电流扩展层；
所述第一型限制层为P型AlGaInP限制层；
所述第二型限制层为N型AlGaInP限制层；
所述第二型电流扩展层为N型AlGaInP限制层；
所述第二型粗化层为N型AlGaInP粗化层；
所述第二型欧姆接触层为N型GaAs欧姆接触层。
可选的，所述N型GaAs欧姆接触层的厚度的取值为40nm，掺杂浓度大于或等于1×1019cm-3；
所述P型GaP电流扩展层的厚度的取值为10μm，掺杂浓度大于或等于1×1018cm-3。
可选的，所述第一电极和所述第二电极的顶部位于平行于所述第一衬底的同一平面内。
一种发光二极管的制备方法，包括：
提供第二衬底；
在所述第二衬底上依次形成过渡层和第二型截止层；
在所述第二型截止层背离所述第二衬底一侧逆序形成外延结构；
在所述外延结构背离所述第二衬底一侧形成第一键合层；
提供第一衬底，并在所述第一衬底一侧表面形成第二键合层；
利用所述第一键合层和第二键合层固定连接所述第一衬底及所述外延结构；
去除所述第二衬底、第二型截止层和所述过渡层；
在所述外延结构中形成部分贯穿所述外延结构的一个或两个第一凹槽，并在所述外延结构朝向所述第一凹槽的侧壁形成第一隔离层，所述第一凹槽暴露出所述外延结构的第一型电流扩展层；
当所述外延结构包括一个所述第一凹槽时，在所述外延结构背离所述第一衬底一侧形成两个第二电极，并在所述第一凹槽中形成第一电极，所述第二电极与所述外延结构的第二型欧姆接触层电连接，两个所述第二电极在所述第一衬底上的投影位于所述第一凹槽在所述第一衬底上的投影的两侧；所述第一电极与所述第一型电流扩展层电连接；
当所述外延结构包括两个所述第二凹槽时，在所述外延结构背离所述第一衬底一侧形成一个第二电极，并在所述第一凹槽中形成第一电极，所述第二电极与所述外延结构的第二型欧姆接触层电连接，所述第二电极在所述第一衬底上的投影位于两个所述第一凹槽在所述第一衬底上的投影之间；所述第一电极与所述第一型电流扩展层电连接。
可选的，所述在所述第二型截止层背离所述第二衬底一侧逆序形成外延结构之后，所述在所述外延结构背离所述第二衬底一侧形成第一键合层之前还包括：
采用化学刻蚀工艺或感应耦合等离子刻蚀工艺对所述外延结构的第一型电流扩展层进行粗化处理。
可选的，还包括：
提供固晶基板，所述固晶基板包括与所述第一电极数量对应的第一焊盘和与所述第二电极数量对应的第二焊盘；
将所述第一焊盘与所述第一电极固定连接，所述第二焊盘与所述第二电极固定连接。
从上述技术方案可以看出，本申请实施例提供了一种发光二极管及其制备方法，其中，所述发光二极管采用了同侧多电极的设置方式，以将一个第二电极设置在两个第一电极之间，或者将一个第一电极设置在两个第二电极之间的方式将电极结构化，从而使得所述发光二极管在封装工序中，无需区分发光二极管的电极方向，只需要按照发光二极管的芯片图形进行固晶封装即可，简化了封装的对位操作，避免了由于固晶方向反向而造成的发光二极管的短路问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术中的发光二极管的结构示意图；
图2为本申请的一个实施例提供的一种发光二极管的结构示意图；
图3为本申请的另一个实施例提供的一种发光二极管的结构示意图；
图4为本申请的又一个实施例提供的一种发光二极管的结构示意图；
图5为本申请的再一个实施例提供的一种发光二极管的结构示意图；
图6为本申请的一个实施例提供的一种发光二极管的制备方法的流程示意图；
图7-图12为本申请的一个实施例提供的一种发光二极管的制备流程示意图；
图13为本申请的另一个实施例提供的一种发光二极管的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种发光二极管，如图2和图3所示，图2和图3为所述发光二极管的剖面结构示意图，所述发光二极管包括：第一衬底100和位于所述第一衬底100一侧的外延结构300，部分贯穿所述外延结构300的一个或两个第一凹槽，所述第一凹槽暴露出所述外延结构300的第一型电流扩展层，所述外延结构300朝向所述第一凹槽的侧壁具有第一隔离层610；
当所述外延结构300包括一个所述第一凹槽时，如图2所示，所述发光二极管还包括：位于所述外延结构300背离所述第一衬底100一侧的两个第二电极500和位于所述第一凹槽中的第一电极400，所述第二电极500与所述外延结构300的第二型欧姆接触层电连接，两个所述第二电极500在所述第一衬底100上的投影位于所述第一凹槽在所述第一衬底100上的投影的两侧；所述第一电极400与所述第一型电流扩展层电连接；
当所述外延结构300包括两个所述第一凹槽时，如图3所示，所述发光二极管还包括：位于所述外延结构300背离所述第一衬底100一侧的一个第二电极500和位于所述第一凹槽中的第一电极400，所述第二电极500与所述外延结构300的第二型欧姆接触层电连接，所述第二电极500在所述第一衬底100上的投影位于两个所述第一凹槽在所述第一衬底100上的投影之间；所述第一电极400与所述第一型电流扩展层电连接。
在本实施例中，如图2和图3所示，所述发光二极管采用了同侧多电极的设置方式，以将一个第二电极500设置在两个第一电极400之间，或者将一个第一电极400设置在两个第二电极500之间的方式将电极结构化，从而使得所述发光二极管在封装工序中，无需区分发光二极管的电极方向，只需要按照发光二极管的芯片图形进行固晶封装即可，简化了封装的对位操作，避免了由于固晶方向反向而造成的发光二极管的短路问题。
在图2和图3中，所述第一隔离层610用于隔离所述第一电极400与所述第一凹槽两侧的外延结构300的接触，以使所述第一电极400仅与所述外延结构300的第一型电流扩展层电连接。所述第一隔离层610可以为氮化硅层等半导体材料层。本申请对此并不做限定，具体视实际情况而定。
可选的，仍然参考图2和图3，所述第一电极400包括第一子电极和第二子电极；
所述第一子电极填充于所述第一凹槽中，与所述第一型电流扩展层电连接；
所述第二子电极为条状电极，位于所述第一子电极背离所述第一衬底100一侧，且与所述第一子电极电连接，所述第二子电极与所述外延结构300之间设置有第二隔离层620。
在本实施例中，所述第一子电极和第二子电极构成了一个剖面形状为“T”型的第一电极400，这样形状的第一电极400可以使其具有一个水平的电极平面，有利于正面光的平行出射，更有益于改善用户的视觉感受。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如图4和图5所示，所述发光二极管还包括：固晶基板700；
所述固晶基板700包括与所述第一电极400数量对应的第一焊盘710和与所述第二电极500数量对应的第二焊盘720，所述第一焊盘710与所述第一电极400固定连接，所述第二焊盘720与所述第二电极500固定连接。
在图4和图5中，还示出了构成所述固晶基板的第三衬底740和焊接结构730。
在本实施例中，所述固晶基板700上的第一焊盘710与所述第一电极400的数量和位置均对应，所述固晶基板700上的第二焊盘720与所述第二电极500的数量和位置均对应，如图4和图5所示，当所述第一电极400的数量为一个且位于两个第二电极500之间时，所述固晶基板700上包括一个第一焊盘710和两个第二焊盘720，且该第一焊盘710位于两个第二焊盘720之间；当所述第二电极500的数量为一个且位于两个第一电极400之间时，所述固晶基板700上包括一个第二焊盘720和两个第一焊盘710，且该第二焊盘720位于两个第一焊盘710之间。
如图4和图5所示，由于所述发光二极管采用了同侧多电极以及电极结构化的技术，使得第一电极400和第二电极500在于固晶基板700进行固晶的过程中无需区分发光二极管的电极方向，只需要按照发光二极管的芯片图形进行固晶封装即可，简化了封装的对位操作，避免了由于固晶方向反向而造成的发光二极管的短路问题。
在上述实施例的基础上，本申请的一个可选实施例提供了一种具体的外延结构300构成，包括：
位于所述第一衬底100依次层叠设置的第一型电流扩展层、缓冲层、第一型限制层、量子阱层、第二型限制层、第二型电流扩展层、第二型粗化层和第二型欧姆接触层；
部分贯穿所述外延结构300的一个或两个第一凹槽，所述第一凹槽暴露出所述外延结构300的第一型电流扩展层。
具体地，所述第一型电流扩展层为P型GaP电流扩展层；
所述第一型限制层为P型AlGaInP限制层；
所述第二型限制层为N型AlGaInP限制层；
所述第二型电流扩展层为N型AlGaInP限制层；
所述第二型粗化层为N型AlGaInP粗化层；
所述第二型欧姆接触层为N型GaAs欧姆接触层。
其中，优选的，所述N型GaAs欧姆接触层的厚度的取值为40nm，掺杂浓度大于或等于1×1019cm-3，以保证发光二极管的N面能够具有良好的电流扩展能力。
所述P型GaP电流扩展层的厚度的取值为10μm，掺杂浓度大于或等于1×1018cm-3，以保证发光二极管的P面能够具有良好的电流扩展能力。
仍然参考图2-图5，可选的，所述第一电极和所述第二电极的顶部位于平行于所述第一衬底的同一平面内，即所述第一电极和所述第二电极的高度一致。在垂直于第一衬底的方向上高度一致的第一电极和第二电极有利于改善发光二极管的光发射角度。
相应的，本申请实施例还提供了一种发光二极管的制备方法，如图6所示，包括：
S101：提供第二衬底；
可选的，所述第二衬底为砷化镓衬底。这是因为砷化镓与四元合金材料的晶格完全匹配，因此在砷化镓衬底上生长外延结构可以形成形貌较好的膜层。
S102：在所述第二衬底上依次形成过渡层和第二型截止层；参考图7，图7为经过步骤S102后的第二衬底及其表面结构示意图，在图7中，标号800表示所述第二衬底，810表示所述过渡层，820表示所述第二型截止层。
可选的，所述第二型截止层为N型GaInP截止层。
S103：在所述第二型截止层背离所述第二衬底一侧逆序形成外延结构；参考图8，图8为经过步骤S103后的第二衬底及其表面结构示意图，在图8中的标号300表示所述外延结构。
在步骤S103中，逆序形成所述外延结构的目的是为之后将外延结构从第二衬底转移到第一衬底上做准备。本申请的一个实施例提供了一种外延结构的可能构成，包括位于第一衬底表面依次层叠设置的第一型电流扩展层、缓冲层、第一型限制层、量子阱层、第二型限制层、第二型电流扩展层、第二型粗化层和第二型欧姆接触层。那么在步骤S103中，形成于第二衬底上的外延结构各层的先后顺序为：第二型欧姆接触层、第二型粗化层、第二型电流扩展层、第二型限制层、量子阱层、第一型限制层、缓冲层和第一型电流扩展层。
正如前文所述，在第二衬底上进行后续的外延结构的生长的原因是第二衬底与外延结构膜层的晶格匹配度良好，可以形成较好的膜层结构。在外延结构形成完毕后，可以利用键合或压合等工艺将外延结构转移到第一衬底上，所述第一衬底可以具有透明等特性，以提升发光二极管的出光效率。
可选的，所述第一型电流扩展层为P型GaP电流扩展层；
所述第一型限制层为P型AlGaInP限制层；
所述第二型限制层为N型AlGaInP限制层；
所述第二型电流扩展层为N型AlGaInP限制层；
所述第二型粗化层为N型AlGaInP粗化层；
所述第二型欧姆接触层为N型GaAs欧姆接触层。
S104：在所述外延结构背离所述第二衬底一侧形成第一键合层；参考图9，图9为经过步骤S104后的第二衬底及其表面结构示意图，图9中的标号210表示所述第一键合层。
S105：提供第一衬底，并在所述第一衬底一侧表面形成第二键合层；参考图10，图10为经过步骤S105后的第一衬底及其表面结构示意图，图10中的标号220表示所述第二键合层。
可选的，所述第一键合层和第二键合层均为二氧化硅层，所述二氧化硅层的形成工艺可以是电子束蒸镀工艺，还可以是其他半导体膜层的形成工艺，本申请对此并不做限定。在本申请的其他实施例中，所述第一键合层和第二键合层还可以为其他半导体绝缘层。
S106：利用所述第一键合层和第二键合层固定连接所述第一衬底及所述外延结构；参考图11，图11为经过步骤S106后的第一衬底及其表面结构示意图。
一般情况下，在利用所述第一键合层和第二键合层固定连接所述第一衬底及所述外延结构之前，还需要对第一键合层和第二键合层表面采用化学机械抛光(ChemicalMechanicalPolishing。CMP)工艺进行抛光，以使其表面平整度小于1nm，为后续的键合工艺做准备。
S107：去除所述第二衬底、第二型截止层和所述过渡层；参考图12，图12为经过步骤S107后的第一衬底及其表面结构示意图。
去除所述第二衬底、第二型介质层和所述过渡层的工艺可以是干法刻蚀工艺，例如等离子体刻蚀工艺等。
S108：在所述外延结构中形成部分贯穿所述外延结构的一个或两个第一凹槽，并在所述外延结构朝向所述第一凹槽的侧壁形成第一隔离层，所述第一凹槽暴露出所述外延结构的第一型电流扩展层；。
S1091：当所述外延结构包括一个所述第一凹槽时，在所述外延结构背离所述第一衬底一侧形成两个第二电极，并在所述第一凹槽中形成第一电极，所述第二电极与所述外延结构的第二型欧姆接触层电连接，两个所述第二电极在所述第一衬底上的投影位于所述第一凹槽在所述第一衬底上的投影的两侧；所述第一电极与所述第一型电流扩展层电连接；参考图2，图2为经过步骤S1091后的第一衬底及其表面结构示意图。
S1092：当所述外延结构包括两个所述第二凹槽时，在所述外延结构背离所述第一衬底一侧形成一个第二电极，并在所述第一凹槽中形成第一电极，所述第二电极与所述外延结构的第二型欧姆接触层电连接，所述第二电极在所述第一衬底上的投影位于两个所述第一凹槽在所述第一衬底上的投影之间；所述第一电极与所述第一型电流扩展层电连接。参考图3，图3为经过步骤S1092后的第一衬底及其表面结构示意图。
在本实施例中，如图2和图3所示，所述发光二极管采用了同侧多电极的设置方式，以将一个第二电极设置在两个第一电极之间，或者将一个第一电极设置在两个第二电极之间的方式将电极结构化，从而使得所述发光二极管在封装工序中，无需区分发光二极管的电极方向，只需要按照发光二极管的芯片图形进行固晶封装即可，简化了封装的对位操作，避免了由于固晶方向反向而造成的发光二极管的短路问题。
在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中，可选的，如图13所示，所述发光二极管的制备方法包括：
S201：提供第二衬底；
S202：在所述第二衬底上依次形成过渡层和第二型截止层；
S203：在所述第二型截止层背离所述第二衬底一侧逆序形成外延结构；
S204：采用化学刻蚀工艺或感应耦合等离子刻蚀工艺对所述外延结构的第一型电流扩展层进行粗化处理；
S205：在所述外延结构背离所述第二衬底一侧形成第一键合层；
S206：提供第一衬底，并在所述第一衬底一侧表面形成第二键合层；
S207：对所述第一键合层和第二键合层采用化学机械抛光工艺进行抛光；
S208：对抛光处理后的第一键合层和第二键合层进行清洗和活化处理；
S209：利用所述第一键合层和第二键合层固定连接所述第一衬底及所述外延结构；
S210：去除所述第二衬底、第二型截止层和所述过渡层；
S211：在所述外延结构中形成部分贯穿所述外延结构的一个或两个第一凹槽，并在所述外延结构朝向所述第一凹槽的侧壁形成第一隔离层，所述第一凹槽暴露出所述外延结构的第一型电流扩展层；
S212：当所述外延结构包括一个所述第一凹槽时，在所述外延结构背离所述第一衬底一侧形成两个第二电极，并在所述第一凹槽中形成第一电极，所述第二电极与所述外延结构的第二型欧姆接触层电连接，两个所述第二电极在所述第一衬底上的投影位于所述第一凹槽在所述第一衬底上的投影的两侧；所述第一电极与所述第一型电流扩展层电连接；
S213：当所述外延结构包括两个所述第二凹槽时，在所述外延结构背离所述第一衬底一侧形成一个第二电极，并在所述第一凹槽中形成第一电极，所述第二电极与所述外延结构的第二型欧姆接触层电连接，所述第二电极在所述第一衬底上的投影位于两个所述第一凹槽在所述第一衬底上的投影之间；所述第一电极与所述第一型电流扩展层电连接；
S214：提供固晶基板，所述固晶基板包括与所述第一电极数量对应的第一焊盘和与所述第二电极数量对应的第二焊盘；
S215：将所述第一焊盘与所述第一电极固定连接，所述第二焊盘与所述第二电极固定连接。
在本实施例中，所述固晶基板上的第一焊盘与所述第一电极的数量和位置均对应，所述固晶基板上的第二焊盘与所述第二电极的数量和位置均对应，如图4和图5所示，当所述第一电极的数量为一个且位于两个第二电极之间时，所述固晶基板上包括一个第一焊盘和两个第二焊盘，且该第一焊盘位于两个第二焊盘之间；当所述第二电极的数量为一个且位于两个第一电极之间时，所述固晶基板上包括一个第二焊盘和两个第一焊盘，且该第二焊盘位于两个第一焊盘之间。
如图4和图5所示，由于所述发光二极管采用了同侧多电极以及电极结构化的技术，使得第一电极和第二电极在于固晶基板进行固晶的过程中无需区分发光二极管的电极方向，只需要按照发光二极管的芯片图形进行固晶封装即可，简化了封装的对位操作，避免了由于固晶方向反向而造成的发光二极管的短路问题。
综上所述，本申请实施例提供了一种发光二极管及其制备方法，其中，所述发光二极管采用了同侧多电极的设置方式，以将一个第二电极设置在两个第一电极之间，或者将一个第一电极设置在两个第二电极之间的方式将电极结构化，从而使得所述发光二极管在封装工序中，无需区分发光二极管的电极方向，只需要按照发光二极管的芯片图形进行固晶封装即可，简化了封装的对位操作，避免了由于固晶方向反向而造成的发光二极管的短路问题。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种发光二极管，包括第一衬底和位于所述第一衬底一侧的外延结构，其特征在于，所述外延结构还包括：部分贯穿所述外延结构的一个或两个第一凹槽，所述第一凹槽暴露出所述外延结构的第一型电流扩展层，所述外延结构朝向所述第一凹槽的侧壁具有第一隔离层；
当所述外延结构包括一个所述第一凹槽时，所述发光二极管还包括：位于所述外延结构背离所述第一衬底一侧的两个第二电极和位于所述第一凹槽中的第一电极，所述第二电极与所述外延结构的第二型欧姆接触层电连接，两个所述第二电极在所述第一衬底上的投影位于所述第一凹槽在所述第一衬底上的投影的两侧；所述第一电极与所述第一型电流扩展层电连接；
当所述外延结构包括两个所述第一凹槽时，所述发光二极管还包括：位于所述外延结构背离所述第一衬底一侧的一个第二电极和位于所述第一凹槽中的第一电极，所述第二电极与所述外延结构的第二型欧姆接触层电连接，所述第二电极在所述第一衬底上的投影位于两个所述第一凹槽在所述第一衬底上的投影之间；所述第一电极与所述第一型电流扩展层电连接。
2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一电极包括第一子电极和第二子电极；
所述第一子电极填充于所述第一凹槽中，与所述第一型电流扩展层电连接；
所述第二子电极为条状电极，位于所述第一子电极背离所述第一衬底一侧，且与所述第一子电极电连接，所述第二子电极与所述外延结构之间设置有第二隔离层。
3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，还包括：固晶基板；
所述固晶基板包括与所述第一电极数量对应的第一焊盘和与所述第二电极数量对应的第二焊盘，所述第一焊盘与所述第一电极固定连接，所述第二焊盘与所述第二电极固定连接。
4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述外延结构包括：
位于所述第一衬底依次层叠设置的第一型电流扩展层、缓冲层、第一型限制层、量子阱层、第二型限制层、第二型电流扩展层、第二型粗化层和第二型欧姆接触层；
部分贯穿所述外延结构的一个或两个第一凹槽，所述第一凹槽暴露出所述外延结构的第一型电流扩展层。
5.根据权利要求4所述的发光二极管，其特征在于，所述第一型电流扩展层为P型GaP电流扩展层；
所述第一型限制层为P型AlGaInP限制层；
所述第二型限制层为N型AlGaInP限制层；
所述第二型电流扩展层为N型AlGaInP限制层；
所述第二型粗化层为N型AlGaInP粗化层；
所述第二型欧姆接触层为N型GaAs欧姆接触层。
6.根据权利要求5所述的发光二极管，其特征在于，所述N型GaAs欧姆接触层的厚度的取值为40nm，掺杂浓度大于或等于1×1019cm-3；
所述P型GaP电流扩展层的厚度的取值为10μm，掺杂浓度大于或等于1×1018cm-3。
7.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极的顶部位于平行于所述第一衬底的同一平面内。
8.一种发光二极管的制备方法，其特征在于，包括：
提供第二衬底；
在所述第二衬底上依次形成过渡层和第二型截止层；
在所述第二型截止层背离所述第二衬底一侧逆序形成外延结构；
在所述外延结构背离所述第二衬底一侧形成第一键合层；
提供第一衬底，并在所述第一衬底一侧表面形成第二键合层；
利用所述第一键合层和第二键合层固定连接所述第一衬底及所述外延结构；
去除所述第二衬底、第二型截止层和所述过渡层；
在所述外延结构中形成部分贯穿所述外延结构的一个或两个第一凹槽，并在所述外延结构朝向所述第一凹槽的侧壁形成第一隔离层，所述第一凹槽暴露出所述外延结构的第一型电流扩展层；
当所述外延结构包括一个所述第一凹槽时，在所述外延结构背离所述第一衬底一侧形成两个第二电极，并在所述第一凹槽中形成第一电极，所述第二电极与所述外延结构的第二型欧姆接触层电连接，两个所述第二电极在所述第一衬底上的投影位于所述第一凹槽在所述第一衬底上的投影的两侧；所述第一电极与所述第一型电流扩展层电连接；
当所述外延结构包括两个所述第二凹槽时，在所述外延结构背离所述第一衬底一侧形成一个第二电极，并在所述第一凹槽中形成第一电极，所述第二电极与所述外延结构的第二型欧姆接触层电连接，所述第二电极在所述第一衬底上的投影位于两个所述第一凹槽在所述第一衬底上的投影之间；所述第一电极与所述第一型电流扩展层电连接。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述在所述第二型截止层背离所述第二衬底一侧逆序形成外延结构之后，所述在所述外延结构背离所述第二衬底一侧形成第一键合层之前还包括：
采用化学刻蚀工艺或感应耦合等离子刻蚀工艺对所述外延结构的第一型电流扩展层进行粗化处理。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
提供固晶基板，所述固晶基板包括与所述第一电极数量对应的第一焊盘和与所述第二电极数量对应的第二焊盘；
将所述第一焊盘与所述第一电极固定连接，所述第二焊盘与所述第二电极固定连接。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110957402A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-04-03 | 晶能光电（江西）有限公司 | MicroLED芯片及其制备方法 |
| CN112750931A (zh) * | 2019-10-31 | 2021-05-04 | 成都辰显光电有限公司 | 微发光二极管、微发光二极管阵列基板及其制作方法 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1558450A (zh) * | 2004-01-29 | 2004-12-29 | 光磊科技股份有限公司 | 可增加发光作用区面积的发光元件 |
| CN102194949A (zh) * | 2010-03-08 | 2011-09-21 | Lg伊诺特有限公司 | 发光器件 |
| CN102237473A (zh) * | 2010-05-07 | 2011-11-09 | 展晶科技(深圳)有限公司 | 发光二极管及其制造方法 |
| CN102769086A (zh) * | 2012-07-09 | 2012-11-07 | 上海大学 | 基于硅基板通孔技术倒装芯片的发光二极管及其制造工艺 |
| US20150179873A1 (en) * | 2013-12-20 | 2015-06-25 | Palo Alto Research Center Incorporated | Small-sized light-emitting diode chiplets and method of fabrication thereof |
| CN105449068A (zh) * | 2014-07-28 | 2016-03-30 | 无锡华润华晶微电子有限公司 | 一种led芯片及其制作方法 |
| US20160268478A1 (en) * | 2015-03-12 | 2016-09-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light-emitting device |
| CN106558638A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-04-05 | 东莞市佳乾新材料科技有限公司 | 一种具有高发光效率的led芯片及其制作方法 |
| CN107546303A (zh) * | 2017-08-25 | 2018-01-05 | 扬州乾照光电有限公司 | 一种AlGaInP基发光二极管及其制造方法 |
| CN107863432A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-03-30 | 厦门乾照光电股份有限公司 | 一种提升led性能的led制备方法以及led芯片 |
| CN207199658U (zh) * | 2017-09-25 | 2018-04-06 | 广东工业大学 | 一种紫外led光源倒装结构 |
| CN108110127A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-01 | 杭州士兰明芯科技有限公司 | 焊盘结构的制作方法及倒装led芯片的制作方法 |
-
2018
- 2018-07-20 CN CN201810803871.5A patent/CN108987547A/zh active Pending
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1558450A (zh) * | 2004-01-29 | 2004-12-29 | 光磊科技股份有限公司 | 可增加发光作用区面积的发光元件 |
| CN102194949A (zh) * | 2010-03-08 | 2011-09-21 | Lg伊诺特有限公司 | 发光器件 |
| CN102237473A (zh) * | 2010-05-07 | 2011-11-09 | 展晶科技(深圳)有限公司 | 发光二极管及其制造方法 |
| CN102769086A (zh) * | 2012-07-09 | 2012-11-07 | 上海大学 | 基于硅基板通孔技术倒装芯片的发光二极管及其制造工艺 |
| US20150179873A1 (en) * | 2013-12-20 | 2015-06-25 | Palo Alto Research Center Incorporated | Small-sized light-emitting diode chiplets and method of fabrication thereof |
| CN105449068A (zh) * | 2014-07-28 | 2016-03-30 | 无锡华润华晶微电子有限公司 | 一种led芯片及其制作方法 |
| US20160268478A1 (en) * | 2015-03-12 | 2016-09-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light-emitting device |
| CN106558638A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-04-05 | 东莞市佳乾新材料科技有限公司 | 一种具有高发光效率的led芯片及其制作方法 |
| CN107546303A (zh) * | 2017-08-25 | 2018-01-05 | 扬州乾照光电有限公司 | 一种AlGaInP基发光二极管及其制造方法 |
| CN207199658U (zh) * | 2017-09-25 | 2018-04-06 | 广东工业大学 | 一种紫外led光源倒装结构 |
| CN107863432A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-03-30 | 厦门乾照光电股份有限公司 | 一种提升led性能的led制备方法以及led芯片 |
| CN108110127A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-01 | 杭州士兰明芯科技有限公司 | 焊盘结构的制作方法及倒装led芯片的制作方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112750931A (zh) * | 2019-10-31 | 2021-05-04 | 成都辰显光电有限公司 | 微发光二极管、微发光二极管阵列基板及其制作方法 |
| CN110957402A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-04-03 | 晶能光电（江西）有限公司 | MicroLED芯片及其制备方法 |
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