CN109698264A - 发光二极管及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种发光二极管，其包括发光二极管晶粒及封装层，所述发光二极管晶粒包括半导体结构、第一电极及第二电极，所述半导体结构包括依次堆叠设置的N型半导体层、发光活性层及P型半导体层，所述第一电极设置于所述P型半导体层，所述第二电极设置于所述N型半导体层，所述封装层包覆所述发光二极管晶粒并露出所述N型半导体层、所述第一电极及所述第二电极，所述封装层沿所述半导体结构的堆叠方向开设与所述发光二极管晶粒的周缘间隔设置的贯穿孔，所述发光二极管还包括导电结构及第一导电层，所述导电结构填满所述贯穿孔，所述第一导电层形成于所述导电结构靠近所述第一电极的一端，并电连接所述第一电极及所述导电结构。

Description

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。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种可将电流转换成特定波长范围的光电半导体元件。发光二极管以其亮度高、工作电压低、功耗小、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长等优点，从而可作为光源而广泛应用于照明领域。
然而，发光二极管在装设于其他电子元件如电路板上时，往往需要摆正所述发光二极管使得其带有电极的表面与所述电路板电连接，从而使得安装耗时较长且耗费人力。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种便于安装的发光二极管。
本发明还提供一种上述发光二极管的制造方法。
一种发光二极管，其包括发光二极管晶粒及封装层，所述发光二极管晶粒包括半导体结构、设置于所述半导体结构上的第一电极及第二电极，所述半导体结构包括依次堆叠设置的N型半导体层、发光活性层及P型半导体层，所述第一电极设置于所述P型半导体层，所述第二电极设置于所述N型半导体层，所述封装层包覆所述发光二极管晶粒并露出所述N型半导体层、所述第一电极及所述第二电极，所述封装层沿所述半导体结构的堆叠方向开设与与所述发光二极管晶粒的周缘间隔设置的贯穿孔，所述发光二极管还包括导电结构及第一导电层，所述导电结构填满所述贯穿孔，所述第一导电层形成于所述导电结构靠近所述第一电极的一端，并电连接所述第一电极及所述导电结构。
一种发光二极管的制造方法，其包括以下步骤：
提供一设置于蓝宝石基板上的发光二极管晶粒，且所述发光二极管晶粒未覆盖所述蓝宝石基板的周缘区域，所述发光二极管晶粒包括半导体结构、设置于所述半导体结构上的第一电极及第二电极，所述半导体结构包括依次堆叠设置的N型半导体层、发光活性层及P型半导体层，所述第一电极设置于所述P型半导体层，所述第二电极设置于所述N型半导体层；
形成一包覆所述发光二极管晶粒的封装层，并使所述第一电极及第二电极露出；
在所述封装层对应所述蓝宝石基板的周缘区域沿所述发光二极管晶粒的堆叠方向形成贯穿孔；
对应所述贯穿孔形成填满所述贯穿孔的导电结构；
在所述导电结构远离所述蓝宝石基板的一端形成电连接所述第一电极的第一导电层；以及
去除所述蓝宝石基板。
本发明的发光二极管，其包括沿所述发光二极管晶粒的堆叠方向贯穿所述发光二极管相对的正面及反面的导电结构，且所述导电结构一端与所述第一电极电连接，同时所述N型半导体层未被所述封装层覆盖，从而使得所述发光二极管的正面及反面均可与其他电子元件(如电路板)电连接进而发光，使得所述发光二极管的安装更加便捷快速。
附图说明
图1为本发明较佳实施方式中的层叠结构的剖视图。
图2为蚀刻图1所示的层叠结构形成半导体结构的剖视图。
图3为在图2所示的半导体结构上形成第一导电结合层的剖视图。
图4为在图3所示的半导体结构上形成第一电极及第二电极以形成发光二极管晶粒的剖视图。
图5为形成一包覆图4所示的发光二极管晶粒的封装层的剖视图。
图6为在图5所示的封装层上形成贯穿孔的剖视图。
图7为在图6所示的贯穿孔中形成导电结构的剖视图。
图8为对应图7所示的导电结构及第一电极形成第一导电层并对应第二电极形成第二导电层的剖视图。
图9为将图8中的蓝宝石基板去除并形成第二导电结合层的剖视图。
图10为在图9上形成第三导电层及第四导电层的剖视图。
图11为本发明较佳实施方式的发光二极管的俯视图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
本文中所使用的方位词“第一”、“第二”均是以使用时依据具体元件的位置定义，而并不限定。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
请参阅图1至图10，本发明较佳实施方式提供一种发光二极管100的制造方法，其包括如下步骤：
步骤S1，请参阅图1，提供一层叠结构1。
所述层叠结构1包括依次层叠设置的蓝宝石基板11、N型半导体层12、发光活性层13及P型半导体层14。
步骤S2，请参阅图2，自上而下蚀刻所述N型半导体层12、发光活性层 13及P型半导体层14以形成一呈“凹”字型的半导体结构10，且使得所述层叠结构1周缘区域的蓝宝石基板11裸露。所述半导体结构10中的N型半导体层12包括裸露的第一部分121以及连接于所述第一部分121的周缘且被层叠的发光活性层13及P型半导体层14覆盖的第二部分123。
步骤S3，请参阅图3，在所述半导体结构10的P型半导体层14远离所述发光活性层13的表面形成一第一导电结合层20。
步骤S4，请参阅图4，在所述第一导电结合层20远离所述第一导电结合层20的表面形成于第一电极31，在所述第一部分121远离所述蓝宝石基板 11的表面形成第二电极35，且所述第一电极31与所述第二电极35间隔设置。所述半导体结构10、所述第一导电结合层20、所述第一电极31及所述第二电极35共同形成发光二极管晶粒40。
本实施方式中，所述第一电极31远离所述蓝宝石基板11的一端与所述第二电极35远离所述蓝宝石基板11的一端齐平。
步骤S5，请参阅图5，形成一包覆所述发光二极管晶粒40的封装层50，并使所述第一电极31及第二电极35露出。
本实施方式中，所述封装层50包括一与所述蓝宝石基板11连接的第一表面501及一与所述第一表面501相对的第二表面503。所述第二表面503 与所述第一电极31远离所述蓝宝石基板11的一端及所述第二电极35远离所述蓝宝石基板11的一端齐平。
步骤S6，请参阅图6，在所述封装层50对应所述蓝宝石基板11未被所述发光二极管晶粒40覆盖的区域沿所述发光二极管晶粒40与所述蓝宝石基板11的层叠方向形成贯穿孔51。
步骤S7，请参阅图7，在所述贯穿孔51内形成填满所述贯穿孔51的导电结构60。
本实施方式中，所述导电结构60为铜导电结构。
步骤S8，请参阅图8，在所述第二表面503形成电连接所述导电结构60 与所述第一电极31的第一导电层71，并对应所述第二电极35远离所述蓝宝石基板11的一端形成第二导电层73。
本实施方式中，所述第一导电层71及所述第二导电层73的材料为锡。所述第一导电层71远离所述第二表面503的表面与所述第二导电层73远离所述第二表面503的表面齐平。
在其他实施方式中，所述第一导电层71及所述第二导电层73可由其他导电材料制得。
步骤S9，请参阅图9，去除所述蓝宝石基板11以露出所述N型半导体层12及所述导电结构60，并在所述N型半导体层12上形成一第二导电结合层80。
步骤S10，请参阅图10，在所述第一表面501形成与所述导电结构60对应的第三导电层75，并在所述第二导电结合层80远离所述N型半导体层12 的表面形成第四导电层77。
本实施方式中，所述第三导电层75及所述第四导电层77的材料为锡。所述第三导电层75远离所述导电结构60的表面与所述第四导电层77远离所述第二导电结合层80的表面齐平。
在其他实施方式中，所述第三导电层75及所述第四导电层77可由其他导电材料制得。
请参阅图10及图11，本发明较佳实施方式还提供一种发光二极管100，其俯视图呈圆形。在其他实施方式中，所述发光二极管100的俯视图还可为矩形、方形、多边形、椭圆形及三角形等其他形状。
所述发光二极管100包括发光二极管晶粒40、封装层50、导电结构60 及第一导电层71。
所述发光二极管晶粒40包括一半导体结构10、第一电极31及第二电极 35。所述半导体结构10包括依次堆叠设置的N型半导体层12、发光活性层 13及P型半导体层14。所述第一电极31设置于所述P型半导体层14上，所述第二电极35设置于所述N型半导体层12。
所述封装层50包覆所述发光二极管晶粒40，并露出所述N型半导体层 12、第一电极31及第二电极35。所述封装层50沿所述半导体结构10的堆叠方向开设与所述发光二极管晶粒40的周缘间隔设置的贯穿孔51。
所述导电结构60填满所述贯穿孔51。所述第一导电层71形成于所述导电结构60靠近所述第一电极31的一端，并电连接所述第一电极31及所述导电结构60。
进一步地，所述半导体结构10大致呈“凹”字型，其中，所述N型半导体层12包括裸露的第一部分121以及连接于所述第一部分121的周缘且被层叠的发光活性层13及P型半导体层14覆盖的第二部分123。所述第二电极35 设置于所述第一部分121。
进一步地，所述第一电极31与所述P型半导体层14之间设有一第一导电结合层20，用以提高所述第一电极31与所述P型半导体层14之间的结合力。
进一步地，所述第一电极31远离所述N型半导体层12的一端与所述第二电极35远离所述N型半导体层12的一端齐平。
进一步地，所述封装层50包括相对设置的第一表面501与第二表面503，所述第一表面501与所述N型半导体层12背离所述发光活性层13的表面齐平，所述第二表面503与所述第一电极31及第二电极35齐平。
进一步地，所述发光二极管100还包括设置于所述第二电极35远离所述 N型半导体层12一端的第二导电层73。
进一步地，所述发光二极管100还包括设置于所述导电结构60远离所述第一导电层71的一端的第三导电层75，以及设置于所述N型半导体层12背离所述第二电极35的表面上的第四导电层77。
进一步地，所述第四导电层77与所述N型半导体层12之间还设有一第二导电结合层80，用以提高所述第四导电层77与所述N型半导体层12之间的结合力。
本实施方式中，所述第一导电层71、所述第二导电层73、所述第三导电层75及所述第四导电层77的材料为锡。
本实施方式中，所述第一导电层71远离所述封装层50的一端与所述第二导电层73远离所述封装层50的一端齐平，所述第三导电层75远离所述封装层50的一端与所述第四导电层77远离所述封装层50的一端齐平。
本发明的发光二极管100，其包括沿所述发光二极管晶粒40的堆叠方向贯穿所述发光二极管100相对的正面及反面的导电结构60，且所述导电结构 60一端与所述第一电极31电连接，同时所述N型半导体层12未被所述封装层50覆盖，从而使得所述发光二极管100的正面及反面均可与其他电子元件 (如电路板)电连接进而发光，使得所述发光二极管100的安装更加便捷快速。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种发光二极管，其包括发光二极管晶粒及封装层，所述发光二极管晶粒包括半导体结构、设置于所述半导体结构上的第一电极及第二电极，所述半导体结构包括依次堆叠设置的N型半导体层、发光活性层及P型半导体层，所述第一电极设置于所述P型半导体层，所述第二电极设置于所述N型半导体层，所述封装层包覆所述发光二极管晶粒并露出所述N型半导体层、所述第一电极及所述第二电极，其特征在于，所述封装层沿所述半导体结构的堆叠方向开设与所述发光二极管晶粒的周缘间隔设置的贯穿孔，所述发光二极管还包括导电结构及第一导电层，所述导电结构填满所述贯穿孔，所述第一导电层形成于所述导电结构靠近所述第一电极的一端，并电连接所述第一电极及所述导电结构。
2.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述半导体结构呈“凹”字型，所述N型半导体层包括未被层叠的发光活性层及P型半导体层覆盖的第一部分，及连接于所述第一部分周缘且被层叠的发光活性层及P型半导体层覆盖的第二部分，所述第二电极设置于所述第一部分。
3.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述发光二极管还包括第二导电层、第三导电层及第四导电层，所述第二导电层形成于所述第二电极远离所述N型半导体层的一端，所述第三导电层形成于所述导电结构远离所述第一导电层的一端，所述第四导电层形成于所述N型半导体层背离所述第二电极的一侧。
4.如权利要求3所述的发光二极管，其特征在于，所述第一导电层远离所述导电结构的一端与所述第二导电层远离所述第二电极的一端齐平，所述第三导电层远离所述导电结构的一端与所述第四导电层远离所述N型半导体层的一端齐平。
5.如权利要求4所述的发光二极管，其特征在于，所述第一电极与所述P型半导体层之间设有一第一导电结合层，所述第四导电层与所述N型半导体层之间还设有一第二导电结合层。
6.如权利要求4所述的发光二极管，其特征在于，所述第一导电层、所述第二导电层、所述第三导电层及所述第四导电层的材料为锡。
7.一种发光二极管的制造方法，其包括以下步骤：
提供一设置于蓝宝石基板上的发光二极管晶粒，且所述发光二极管晶粒未覆盖所述蓝宝石基板的周缘区域，所述发光二极管晶粒包括半导体结构、设置于所述半导体结构上的第一电极及第二电极，所述半导体结构包括依次堆叠设置的N型半导体层、发光活性层及P型半导体层，所述第一电极设置于所述P型半导体层，所述第二电极设置于所述N型半导体层；
形成一包覆所述发光二极管晶粒的封装层，并使所述第一电极及第二电极露出；
在所述封装层对应所述蓝宝石基板的周缘区域沿所述发光二极管晶粒的堆叠方向形成贯穿孔；
对应所述贯穿孔形成填满所述贯穿孔的导电结构；
在所述导电结构远离所述蓝宝石基板的一端形成电连接所述第一电极的第一导电层；以及
去除所述蓝宝石基板。
8.如权利要求7所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，步骤“提供一设置于蓝宝石基板上的发光二极管晶粒，且所述发光二极管晶粒未覆盖所述蓝宝石基板的周缘区域，所述发光二极管晶粒包括半导体结构、设置于所述半导体结构上的第一电极及第二电极，所述半导体结构包括依次堆叠设置的N型半导体层、发光活性层及P型半导体层，所述第一电极设置于所述P型半导体层，所述第二电极设置于所述N型半导体层”具体包括：
提供一层叠结构，包括依次层叠设置的蓝宝石基板、N型半导体层、发光活性层及P型半导体层；
自上而下蚀刻所述N型半导体层、所述发光活性层及所述P型半导体层以形成一呈“凹”字型的半导体结构，且使得所述层叠结构周缘区域的蓝宝石基板裸露，所述半导体结构中所述N型半导体层包括裸露的第一部分以及连接于所述第一部分的周缘且被层叠的发光活性层及P型半导体层覆盖的第二部分；以及
在所述P型半导体层上形成第一电极，在所述第一部分形成第二电极。
9.如权利要求8所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，在步骤“在所述导电结构远离所述蓝宝石基板的一端形成电连接所述第一电极的第一导电层”后及步骤“去除所述蓝宝石基板”前还包括在所述第二电极远离所述蓝宝石基板的一端形成第二导电层的步骤，且在步骤“去除所述蓝宝石基板”后还包括在所述导电结构远离所述第一导电层的一端形成第三导电层，并在所述N型半导体层远离所述第二电极的表面形成第四导电层的步骤。
10.如权利要求9所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，所述第一导电层远离所述导电结构的一端与所述第二导电层远离所述第二电极的一端齐平，所述第三导电层远离所述导电结构的一端与所述第四导电层远离所述N型半导体层的一端齐平。
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