CN112382711A - 发光二极管器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种发光二极管器件及其制备方法，适用于发光二极管相关技术领域。该发光二极管器件管包括基板、台面结构、功能层和保护层；台面结构包括由第一类型半导体层、有源层和第二类型半导体层顺序排列所构成的半导体外延层；第二类型半导体层位于靠近基板的一侧，第一类型半导体层背对基板的表面配置有粗糙部；功能层，包括用于与半导体外延层连接的第一表面和用于与基板连接的第二表面；半导体外延层的面积小于功能层的面积；保护层配置为：至少覆盖第一表面除半导体外延层之外的区域。本申请利用保护层遮挡住功能层除半导体外延层之外的区域，提高发光二极管器件中反射层的面积，进而提高发光二极管器件的出光效率。
Description
技术领域
本申请涉及发光二极管相关技术领域，尤其涉及一种发光二极管器件及其制备方法。
背景技术
发光二极管器件由于其较高的发光效率在很多领域均有广泛的应用。为了提高发光二极管器件的出光效率，现有常见的发光二极管器件常在半导体外延层下方设置反射层，反射层的面积越大，其出光效率越高。但是，现有发光二极管器件一般均需对半导体外延层粗化处理，在粗化处理过程中，蚀刻液容易渗透至反射层，并刻蚀反射层，从而影响发光二极管器件的出光效率。
因此，如何在发光二极管器件具有较大反射层的情况下，避免反射层在后续形成粗糙部过程中被刻蚀，以提高发光二极管器件的出光效率，成为本领域亟需解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种发光二极管器件，其能够改善现有发光二极管器件在具有较大反射层的情况下，反射层在后续形成粗糙部过程中易被刻蚀所导致的出光效率差的问题。
本申请的另一目的还在于提供一种发光二极管器件的制备方法。
第一方面，本申请实施例提供一种发光二极管器件，包括：
基板；
台面结构，台面结构包括由第一类型半导体层、有源层和第二类型半导体层顺序排列所构成的半导体外延层，第二类型半导体层位于靠近基板的一侧，第一类型半导体层背对基板的表面配置有粗糙部；
功能层，包括相对设置的第一表面和第二表面，第一表面与半导体外延层连接，第二表面与基板连接；半导体外延层的面积小于功能层的面积；
保护层，其配置为：至少覆盖功能层的第一表面除半导体外延层之外的区域。
在一种可能的实施方案中，粗糙部的面积等于设有该粗糙部的表面的面积；保护层覆盖的区域还包括：半导体外延层的至少部分侧壁；位于半导体外延层的部分侧壁的保护层为环状结构。
在一种可能的实施方案中，粗糙部的面积小于设有该粗糙部的表面的面积；保护层覆盖的区域还包括：半导体外延层的全部侧壁，以及设有粗糙部的第一类型半导体层表面除粗糙部以外的区域。
在一种可能的实施方案中，粗糙部的面积小于设有该粗糙部的表面的面积；保护层覆盖的区域还包括：基板的至少部分侧壁、半导体外延层的全部侧壁、以及设有粗糙部的第一类型半导体层表面除粗糙部以外的区域。
在一种可能的实施方案中，第一类型半导体层表面被保护层覆盖的那部分的高度大于粗糙部的高度。
在一种可能的实施方案中，保护层由原子层沉积法制备得到，且该保护层作为抗蚀刻层，用于在形成粗化部过程中保护功能层。
在一种可能的实施方案中，保护层的制备材料为氧化硅、氮化硅、氮化硅的一种或多种，或保护层的制备材料为金属。
在一种可能的实施方案中，功能层包括反射层，反射层与第二类型半导体层接触；且反射层距基板侧壁的距离小于半导体外延层距基板侧壁的距离。
在一种可能的实施方案中，功能层还包括透明导电层和第一氧化层，透明导电层和第一氧化层均位于半导体外延层与反射层之间，且第一氧化层包覆在透明导电层的外围；第一氧化层的底部设有连通反射层和透明导电层的预留缝，预留缝内填充与反射层材质相同的介质。
在一种可能的实施方案中，反射层的制备材料为银。
在一种可能的实施方案中，功能层还包括位于反射层与基板之间的金属层，金属层包括与第一类型半导体层导通的导电柱。
在一种可能的实施方案中，反射层与金属层之间形成有导电层，且导电层的面积大于反射层的面积；导电层朝向半导体外延层的表面连接有接触电极。
在一种可能的实施方案中，导电层与金属层之间包括第二氧化层。
在一种可能的实施方案中，该发光二极管器件还包括绝缘层；该绝缘层覆盖半导体外延层表面、侧壁及部分保护层，并露出接触电极。
第二方面，本申请实施例提供一种制备上述实施例中的发光二极管器件的制备方法，包括：
在外延衬底上形成半导体外延层；
在半导体外延层上形成功能层；
将半导体外延层通过功能层固定在基板上；
去除外延衬底；刻蚀半导体外延层，形成台面结构；
形成保护层，该保护层至少覆盖功能层的第一表面除半导体外延层之外的区域；
对半导体外延层背对基板的表面刻蚀，形成粗糙部。
在一种可能的实施方案中，在半导体外延层上形成功能层包括：
在半导体外延层上形成反射层；
在反射层上形成金属层。
在一种可能的实施方案中，在半导体外延层上形成反射层包括：
在半导体外延层上形成透明导电层及第一氧化层；第一氧化层包覆在透明导电层的外围；
刻蚀第一氧化层，形成第一沟槽；
在第一氧化层及第一沟槽处形成反射层；该反射层填充第一沟槽，并与透明导电层连接。
在一种可能的实施方案中，在反射层上形成金属层包括：
在反射层上依次形成导电层及第二氧化层；
自第二氧化层刻蚀至半导体外延层，形成第二沟槽；
在第二氧化层及第二沟槽处形成金属层；该金属层填充第二沟槽，并与半导体外延层连接。
在一种可能的实施方案中，保护层采用原子层沉积法制备。
与现有技术相比，本申请的有益效果：
1)本申请设置保护层，利用保护层遮挡住功能层的第一表面除半导体外延层之外的区域，避免在形成粗化部过程中，蚀刻液渗透至功能层中的反射层，提高反射层的面积，进而提高发光二极管器件的出光效率。
2)本申请中，将反射层设置为：反射层距基板侧壁的最短距离小于半导体外延层距基板侧壁的最短距离，使得反射层的面积增大，进而提高了发光二极管器件的出光效率。
3)本申请至少在功能层的第一表面除半导体外延层之外的区域设置保护层，能进一步增强发光二极管器件的气密性与可靠性，增强发光二极管器件的抗湿气能力。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。
图1～图8为根据本申请本实施例示出的一种发光二极管器件处于不同制备过程中的截面示意图；
图9为根据本申请实施例示出的一种发光二极管器件的截面示意图；
图10为根据本申请实施例示出的一种发光二极管器件的截面示意图；
图11为根据本申请实施例示出的一种发光二极管器件的截面示意图；
图12为根据本申请实施例示出的一种发光二极管器件的制备方法的示意图；
图13为根据本申请实施例示出的发光二极管器件中保护层的布局方式及相应的反射层面积的改善值的示意图；
图14为根据本申请实施例示出的发光二极管器件在不同保护层布局方式下所对应的试验值的示意图；
图15为根据本申请实施例示出的一种发光二极管器件的截面示意图。
图示说明：
10外延衬底；20半导体外延层；21第一类型半导体层；22有源层；23第二类型半导体层；30透明导电层；40第一氧化层；41第一沟槽；50反射层；60导电层；70第二氧化层；71第二沟槽；80金属层；81导电柱；90基板；100保护层；110接触电极；120绝缘层；210粗糙部；20’半导体外延层；21’第一类型半导体层；22’有源层；23’第二类型半导体层；30’透明导电层；40’第一氧化层；50’反射层；70’第二氧化层；90’基板；100’保护层；120’绝缘层；130’第三氧化层；140’第一电极；150’第二电极；210’粗糙部。
具体实施方式
下面结合附图对本申请具体实施方式的技术方案作进一步详细说明，这些实施方式仅用于说明本申请，而非对本申请的限制。
根据本申请的一个方面，提供了一种发光二极管器件的制备方法。以超垂直发光二极管器件作为示例进行说明，参见图12，该方法包括以下步骤：
S1、在外延衬底10上形成半导体外延层20。
在一种实施方式中，参见图1，在外延衬底10上形成半导体外延层20包括：该半导体外延层20自下而上包括第一类型半导体层21、有源区22和第二类型半导体层23。在本实施例中，第一类型半导体层21为N型半导体层，第二类型半导体层23为P型半导体层，有源区22为多层量子阱层。
外延衬底10包括蓝宝石图形化衬底、蓝宝石平底衬底、氮化镓衬底、氮化铝衬底、碳化硅衬底或硅衬底等，在本实施例中，外延衬底10具体为蓝宝石图形化衬底或者蓝宝石平底衬底。
S2、在半导体外延层20上形成功能层。其中，功能层包括相对设置的第一表面和第二表面。
在一种实施方式中，在半导体外延层20上形成功能层包括：
在半导体外延层20上形成反射层50；
在反射层50上形成金属层80。
其中，在半导体外延层20上形成反射层50包括：
参见图2，在半导体外延层20上形成透明导电层30，并部分刻蚀透明导电层30，暴露出半导体外延层20的中间部分及边缘区域，使透明导电层30为环状结构。透明导电层30的材料一般选择具有透明性质的导电材料，包括金、镍等薄金属或选自锌、铟、锡等金属的氧化物，在本实施例中，透明导电层30的材料为氧化铟锡。
参见图3，在所暴露的半导体外延层20及透明导电层30上形成第一氧化层40，第一氧化层40包覆在透明导电层30的外围。刻蚀位于透明导电层30的那部分第一氧化层40，形成第一沟槽41，该第一沟槽41暴露出透明导电层30。第一氧化层40的制备材料包括硅的氧化物，具体包括氧化硅、氮化硅、碳化硅或氮氧化硅的一种或多种。
参见图4，在第一氧化层40及第一沟槽41处形成反射层50；该反射层50填充第一沟槽41，并与透明导电层30连接。部分刻蚀位于第一氧化层40上的反射层50，暴露出第一氧化层40的中间部分及边缘区域，使反射层50为环状结构。反射层50的制备材料为银。
其中，在反射层50上形成金属层80包括：
参见图5，在所暴露的第一氧化层40及反射层50上形成导电层60；部分刻蚀位于第一氧化层40上的导电层60，暴露出第一氧化层40的中间部分及边缘区域，使导电层60为包覆在反射层50外围的环状结构，即导电层60的宽度大于反射层50的宽度。导电层60的材料为Ag、Au、Ti、Al、Cr、Pt、TiW合金或Ni的任意组合。
参见图6，在所暴露的第一氧化层40及导电层60上形成第二氧化层70；部分刻蚀第二氧化层70，形成第二沟槽71，该第二沟槽71自第二氧化层70延伸至半导体外延层20中的第一类型半导体层21内部。第二氧化层70的制备材料包括硅的氧化物，具体包括氧化硅、氮化硅、碳化硅或氮氧化硅的一种或多种。
参见图7，在第二氧化层70及第二沟槽71处形成金属层80；该金属层80填充第二沟槽71，并与半导体外延层20中的第一类型半导体层21连接。金属层80的材料为Au或Au的合金。
S3、将半导体外延层20通过功能层固定在基板90上。功能层的第一表面与半导体外延层20连接，功能层的第二表面与基板90连接。基板90的制备材料选自GaAs、Ge、Si、Cu、Mo、WCu或MoCu。
S4、去除外延衬底10；刻蚀半导体外延层20，形成台面结构。
在一种实施方式中，参见图8，去除外延衬底10，并刻蚀半导体外延层20的边缘部分，使半导体外延层20的面积小于功能层的面积，且半导体外延层20距基板90边缘的最短距离要大于反射层50距基板90边缘的最短距离；剩余的半导体外延层20构成台面结构。
S5、形成保护层100，该保护层100至少覆盖功能层的第一表面除半导体外延层20之外的区域。
在一种实施方式中，参见图8和图9，利用原子层沉积法在半导体外延层20的表面、侧壁及基板90的侧壁形成保护层100。刻蚀部分保护层100，暴露出半导体外延层20的表面或部分表面。
作为可替换的实施方式，参见图10，刻蚀部分保护层100，暴露出半导体外延层20的表面及部分侧壁，且剩余的保护层100与半导体外延层20的侧壁接触，并延伸至基板90的侧壁。
较佳地，保护层100的制备材料包括氧化硅、氮化硅、碳化硅或氮氧化硅的一种或多种，或保护层100的制备材料为金属。
S6、对半导体外延层20背对基板90的表面刻蚀，形成粗糙部210(图8)。
在一种实施方式中，参见图9，在形成粗糙部210之后，还包括：
刻蚀第一氧化层40，并暴露出导电层60；
在导电层60处设置接触电极110；接触电极110的材料为Au或Au的合金。
在半导体外延层20的表面、侧壁、第一氧化层40及所暴露的导电层60上形成绝缘层120，部分刻蚀位于接触电极110处的那部分绝缘层120，暴露出接触电极110。绝缘层120的制备材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、二氧化钛、氧化铝或前述的任意组合之一。
上述实施例中的制备方法也适用于倒装发光二极管器件，但其中一些步骤有些差别。例如，步骤S2中，功能层的制备方法不同，其制备方法根据倒装发光二极管器件中功能层的具体结构来调整。又如，在步骤S3：将半导体外延层通过功能层固定在基板上之前，步骤S3：在半导体外延层上形成功能层之后，还包括：在功能层上形成第一电极和第二电极，其中，第一电极与第一类型半导体层电性连接；第二电极与第二类型半导体层电性连接。
由以上的技术方案可知，本申请在半导体外延层20形成粗糙部210之前，提前利用保护层100遮挡住功能层的第一表面除半导体外延层20之外的区域，即利用保护层100遮挡住反射层50超出半导体外延层20的那部分区域，使得形成粗糙部210时，蚀刻液不会渗透至反射层50，进而避免对反射层50造成损伤，以提高反射层50的面积，提高发光二极管器件的发光效率。
根据本申请的另一个方面，提供了一种发光二极管器件。以超垂直发光二极管器件作为示例进行说明，参见图9～图11，该发光二极管器件包括基板90、台面结构、功能层和保护层100。台面结构设置在基板90的上方，台面结构包括由第一类型半导体层21、有源层22和第二类型半导体层23顺序排列所构成的半导体外延层20；第二类型半导体层23位于靠近基板90的一侧，第一类型半导体层21背对基板90的表面配置有粗糙部210。功能层包括相对设置的第一表面和第二表面，第一表面与半导体外延层20连接，第二表面与基板90连接；半导体外延层20的面积小于功能层的面积。保护层100配置为：至少覆盖功能层的第一表面除半导体外延层20之外的区域，该保护层100至少用于在形成粗化部过程中，保护功能层除半导体外延层20之外的区域。
其中，保护层100由原子层沉积法制备得到，且该保护层100作为抗蚀刻层，用于在形成粗化部210过程中保护功能层。
较佳地，第一类型半导体层21为N型半导体层，第二类型半导体层23为P型半导体层，有源区22为多层量子阱层。基板90的制备材料选自GaAs、Ge、Si、Cu、Mo、WCu或MoCu。
在一种实施方式中，参见图9，保护层100覆盖的区域还包括：基板90的至少部分侧壁、半导体外延层20的全部侧壁、以及设有粗糙部210的第一类型半导体层21表面除粗糙部210以外的区域。具体地，该保护层100自第一类型半导体的表面延伸至基板90的至少部分侧壁。粗糙部210的面积小于设置有该粗糙部的第一类型半导体层21表面的面积；该表面被保护层100覆盖的那一部分被配置为平整面，且高度大于粗糙部210的高度。
在本实施方式中，相较于未采用保护层100覆盖第一类型半导体层21部分表面的发光二极管器件，本实施方式中发光二极管器件的半导体外延层20表面的边缘及侧壁处均未出现粗化现象。
作为可替换的实施方式，保护层100覆盖的区域还包括：半导体外延层20的全部侧壁、以及设有粗糙部210的第一类型半导体层21表面除粗糙部210以外的区域。具体地，该保护层100自第一类型半导体的表面延伸至功能层的第一表面除半导体外延层20之外的区域。粗糙部210的面积小于设置有该粗糙部的第一类型半导体层21表面的面积；该表面被保护层100覆盖的那一部分被配置为平整面，且高度大于粗糙部210的高度。
在一种实施方式中，参见图10，保护层100覆盖的区域还包括：半导体外延层20的全部侧壁，以及基板90的至少部分侧壁。具体地，保护层100自第一类型半导体层21的侧壁延伸至基板90的至少部分侧壁。粗糙部210的面积等于设置有该粗糙部的第一类型半导体层21表面的面积。
作为可替换的实施方式，保护层100覆盖的区域还包括：半导体外延层20的全部侧壁。具体地，该保护层100自第一类型半导体21的侧壁延伸至功能层的第一表面除半导体外延层20之外的区域。
在一种实施方式中，参见图11，保护层100覆盖的区域还包括：半导体外延层20的至少部分侧壁。具体地，保护层100与第二类型半导体层23的底部侧壁接触，并自该接触处延伸至基板90的侧壁，该位于半导体外延层20的部分侧壁的保护层100为环状结构。
在一种实施方式中，参见图9～图11，功能层还包括反射层50，该反射层50为以基板90的中心为中心，且距离基板90的中心呈预定距离的环状结构。反射层50与第二类型半导体层23接触；且反射层50距基板90侧壁的距离L1小于半导体外延层20距基板90侧壁的距离L2，即反射层50超出半导体外延层20的发光区域。由于反射层50超出半导体外延层20的发光区域，能有效提高该发光二极管器件的出光效率。
较佳地，功能层还包括透明导电层30和第一氧化层40。透明导电层30及第一氧化层40均为以基板90的中心为中心，且距离基板90的中心呈预定距离的环状结构。透明导电层30和第一氧化层40均位于半导体外延层20与反射层50之间，第一氧化层40的高度大于透明导电层30的高度，且第一氧化层40包覆在透明导电层30的外围，以将透明导电层30与反射层50电性隔离。第一氧化层40的底部设有连通反射层50和透明导电层30的预留缝，该预留缝内填充与反射层50材质相同的介质，以将反射层50与透明导电层30电性连接。
较佳地，反射层50的制备材料为银。
较佳地，透明导电层30的材料一般选择具有透明性质的导电材料，在本实施例中，透明导电层30的材料为氧化铟锡。第二氧化层70的制备材料包括硅的氧化物，具体包括氧化硅、氮化硅、碳化硅或氮氧化硅的一种或多种。
在一种实施方式中，功能层还包括位于反射层50与基板90之间的金属层80，金属层80包括与第一类型半导体层21导通的导电柱81。反射层50与金属层80之间还设有导电层60，导电层60的面积大于反射层50的面积，且导电层60的高度大于反射层50的高度，导电层60包覆在反射层50的外围；导电层60朝向半导体外延层20的表面连接有接触电极110。其中，导电层60的材料为Ag、Au、Ti、Al、Cr、Pt、TiW合金或Ni的任意组合。金属层80的材料为Au或Au的合金。
较佳地，导电层60与金属层80之间包括第二氧化层70，以将导电层60与金属层80电性隔离。第二氧化层70的制备材料包括硅的氧化物，具体包括氧化硅、氮化硅、碳化硅或氮氧化硅的一种或多种。
在一种实施方式中，该发光二极管器件还包括绝缘层120，用于对整个发光二极管器件进行电保护。该绝缘层120覆盖半导体外延层20表面、侧壁及部分保护层100，并露出接触电极110。绝缘层120的制备材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、二氧化钛、氧化铝或前述的任意组合之一。
在一种实施方式中，保护层100的制备材料包括氧化硅、氮化硅、碳化硅或氮氧化硅的一种或多种，或保护层100的制备材料为金属。该保护层100利用原子层沉积法制备得到，具有较高的密度，在形成粗化部210过程中能阻挡蚀刻液渗透至反射层50，并避免蚀刻液对反射层50蚀刻，提高反射层50的面积，进而提高发光二极管器件的出光效率。
下面以一实施例进行示例说明：
参见图13～图14。图13～图14显示了发光二极管器件在保护层100不同布局方式下的情况。
X2N195088001-图-ref为对比样，该发光二极管器件并未设置保护层100。
X2N195088001-12-BMD-1为测试样1，该发光二极管器件设置有保护层100。具体为：保护层100覆盖半导体外延层20的全部侧壁、及基板90的部分侧壁。
X2N195088001-12-BMD-2为测试样2，该发光二极管器件设置有保护层100。具体为：保护层100覆盖设有粗糙部210的第一类型半导体层21表面除粗糙部210之外的区域、半导体外延层20的全部侧壁、及基板90的部分侧壁。
X2N195088001-12-BMD-3为测试样3，该发光二极管器件设置有保护层100。具体为：保护层100覆盖设有粗糙部210的第一类型半导体层21表面除粗糙部210之外的区域、半导体外延层20的全部侧壁、及基板90的全部侧壁，即保护层100包覆该发光二极管器件除粗糙部210之外的所有区域。
对上述四个样品进行测试，可知，与对比样相比，测试样1、测试样2及测试样3的反射层面积均有一定程度的提高。例如，测试样1的反射层面积提高了4.2％；测试样2的反射层面积提高了5.6％；测试样3的反射层面积提高了7.9％。本申请中设置保护层100能有效提高反射层的面积，进而提高发光二极管器件的出光效率。
上述实施例中的发光二极管器件也适用于倒装发光二极管器件，但其中一些结构有些差别。例如，功能层的结构不同。以下实施例结合图15对倒装发光二极管器件进行说明，其中，相同的部分不再进行一一赘述，仅叙述区别部分。
参见图15，该发光二极管器件包括基板90’、台面结构、功能层和保护层100’。台面结构设置在基板90’的上方，台面结构包括由第一类型半导体层21’、有源层22’和第二类型半导体层23’顺序排列所构成的半导体外延层20’；第二类型半导体层23’位于靠近基板90’的一侧，第一类型半导体层21’背对基板90’的表面配置有粗糙部210’。功能层包括相对设置的第一表面和第二表面，第一表面与半导体外延层20’连接，第二表面与基板90’连接；半导体外延层20’的面积小于功能层’的面积。保护层100’配置为：至少覆盖功能层的第一表面除半导体外延层20’之外的区域，该保护层100’至少用于在形成粗化部过程中，保护功能层除半导体外延层20’之外的区域。
其中，保护层100’覆盖的区域与上述实施例中的覆盖区域相同。
在一种实施方式中，参见图15，功能层包括反射层50’，反射层50’与第二类型半导体层23’接触；且反射层50’一侧距基板90’侧壁的距离L1小于半导体外延层20’距基板90’侧壁的距离L2，即反射层50’一侧超出半导体外延层20’的发光区域。由于反射层50’超出半导体外延层20’的发光区域，能有效提高该发光二极管器件的出光效率。
较佳地，参见图15，功能层还包括透明导电层30’和第一氧化层40’。透明导电层30’和第一氧化层40’均位于半导体外延层20’与反射层50’之间，第一氧化层40’的高度大于透明导电层30’的高度，且第一氧化层40’包覆在透明导电层30’的外围，以将透明导电层30’与反射层50’电性隔离。第一氧化层40’的底部设有连通反射层50’和透明导电层30’的预留缝，该预留缝内填充与反射层50’材质相同的介质，以将反射层50’与透明导电层30’电性连接。
在一种实施方式中，参见图15，功能层与基板90’之间还包括第一电极140’和第二电极150’，第一电极140’与第一类型半导体层21’电性连接，第二电极150’与第二类型半导体层23’电性连接。具体地，功能层还包括第二氧化层70’，第二氧化层70’包覆反射层50’且延伸至暴露出的第一类型半导体层21’表面。第二氧化层70’底部分别设有连通第一电极140’和第二电极150’的通孔，第一电极140’填充通孔以与第一类型半导体层21’电性连接；第二电极150’填充通孔以与第二类型半导体层23’电性连接。
在一种实施方式中，参见图15，功能层与基板90’之间还包括第三氧化层130’，第三氧化层填充第一电极140’和第二电极150’之间的缝隙，以将第一电极140’和第二电极150’电性隔离。第三氧化层130’的制备材料包括硅的氧化物，具体包括氧化硅、氮化硅、碳化硅或氮氧化硅的一种或多种。
本申请所提供的发光二极管器件取得了以下有益效果：
本申请至少在功能层的第一表面除半导体外延层20之外的区域设置保护层110，利用保护层110遮挡住功能层的第一表面除半导体外延层20之外的区域，即利用保护层110遮挡住反射层50超过半导体外延层20的那部分，避免在形成粗化部210过程中，蚀刻液渗透至发光二极管器件中的反射层50，对反射层50超过半导体外延层20的那部分造成损伤，提高了反射层50的面积，进而提高了发光二极管器件的出光效率。另外，设置保护层能进一步增强发光二极管器件的气密性与可靠性，增强发光二极管器件的抗湿气能力。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。
Claims (19)
1.一种发光二极管器件，其特征在于，包括：
基板；
台面结构，所述台面结构包括由第一类型半导体层、有源层和第二类型半导体层顺序排列所构成的半导体外延层，所述第二类型半导体层位于靠近所述基板的一侧，所述第一类型半导体层背对所述基板的表面配置有粗糙部；
功能层，包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面与所述半导体外延层连接，所述第二表面与所述基板连接；所述半导体外延层的面积小于所述功能层的面积；
保护层，其配置为：至少覆盖所述功能层的第一表面除所述半导体外延层之外的区域。
2.根据权利要求1所述的发光二极管器件，其特征在于，所述粗糙部的面积等于设有该粗糙部的所述表面的面积；所述保护层覆盖的区域还包括：所述半导体外延层的至少部分侧壁；位于所述半导体外延层的部分侧壁的所述保护层为环状结构。
3.根据权利要求1所述的发光二极管器件，其特征在于，所述粗糙部的面积小于设有该粗糙部的所述表面的面积；所述保护层覆盖的区域还包括：所述半导体外延层的全部侧壁，以及所述设有粗糙部的第一类型半导体层表面除粗糙部以外的区域。
4.根据权利要求1所述的发光二极管器件，其特征在于，所述粗糙部的面积小于设有该粗糙部的所述表面的面积；所述保护层覆盖的区域还包括：所述基板的至少部分侧壁、所述半导体外延层的全部侧壁、以及所述设有粗糙部的第一类型半导体层表面除粗糙部以外的区域。
5.根据权利要求3所述的发光二极管器件，其特征在于，所述第一类型半导体层表面被所述保护层覆盖的那部分的高度大于所述粗糙部的高度。
6.根据权利要求1所述的发光二极管器件，其特征在于，所述保护层由原子层沉积法制备得到，且所述保护层作为抗蚀刻层，用于在形成所述粗化部过程中保护所述功能层。
7.根据权利要求1所述的发光二极管器件，其特征在于，所述保护层的制备材料为氧化硅、氮化硅、氮化硅的一种或多种，或所述保护层的制备材料为金属。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的发光二极管器件，其特征在于，所述功能层包括反射层，所述反射层与所述第二类型半导体层接触；且所述反射层距所述基板侧壁的距离小于所述半导体外延层距所述基板侧壁的距离。
9.根据权利要求8所述的发光二极管器件，其特征在于，所述功能层还包括透明导电层和第一氧化层，所述透明导电层和第一氧化层均位于所述半导体外延层与所述反射层之间，且所述第一氧化层包覆在所述透明导电层的外围；所述第一氧化层的底部设有连通所述反射层和所述透明导电层的预留缝，所述预留缝内填充与所述反射层材质相同的介质。
10.根据权利要求8所述的发光二极管器件，其特征在于，所述反射层的制备材料为银。
11.根据权利要求8所述的发光二极管器件，其特征在于，所述功能层还包括位于所述反射层与所述基板之间的金属层，所述金属层包括与所述第一类型半导体层导通的导电柱。
12.根据权利要求11所述的发光二极管器件，其特征在于，所述反射层与所述金属层之间还设有导电层，且所述导电层的面积大于所述反射层的面积；所述导电层朝向所述半导体外延层的表面连接有接触电极。
13.根据权利要求12所述的发光二极管器件，其特征在于，所述导电层与所述金属层之间包括第二氧化层。
14.根据权利要求12所述的发光二极管器件，其特征在于，还包括绝缘层；所述绝缘层覆盖所述半导体外延层表面、侧壁及部分所述保护层，并露出所述接触电极。
15.一种制作如权利要求1～14中任一项所述的发光二极管器件的制备方法，其特征在于，包括：
在所述外延衬底上形成所述半导体外延层；
在所述半导体外延层上形成所述功能层；
将所述半导体外延层通过所述功能层固定在所述基板上；
去除所述外延衬底；刻蚀所述半导体外延层，形成所述台面结构；
形成所述保护层，该保护层至少覆盖所述功能层的第一表面除所述半导体外延层之外的区域；
对所述半导体外延层背对所述基板的表面刻蚀，形成所述粗糙部。
16.根据权利要求15所述的发光二极管器件的制备方法，其特征在于，在所述半导体外延层上形成所述功能层包括：
在所述半导体外延层上形成反射层；
在所述反射层上形成金属层。
17.根据权利要求16所述的发光二极管器件的制备方法，其特征在于，所述在所述半导体外延层上形成反射层包括：
在所述半导体外延层上形成透明导电层及第一氧化层；所述第一氧化层包覆在所述透明导电层的外围；
刻蚀所述第一氧化层，形成第一沟槽；
在所述第一氧化层及所述第一沟槽处形成反射层；所述反射层填充所述第一沟槽，并与所述透明导电层连接。
18.根据权利要求16所述的发光二极管器件的制备方法，其特征在于，所述在所述反射层上形成金属层包括：
在所述反射层上依次形成导电层及第二氧化层；
自所述第二氧化层刻蚀至所述半导体外延层，形成第二沟槽；
在所述第二氧化层及所述第二沟槽处形成金属层；所述金属层填充所述第二沟槽，并与所述半导体外延层连接。
19.根据权利要求15～18中任一项所述的发光二极管器件的制备方法，其特征在于，所述保护层采用原子层沉积法制备。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210219 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |