CN112750931A - 微发光二极管、微发光二极管阵列基板及其制作方法 - Google Patents
微发光二极管、微发光二极管阵列基板及其制作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112750931A CN112750931A CN201911054781.1A CN201911054781A CN112750931A CN 112750931 A CN112750931 A CN 112750931A CN 201911054781 A CN201911054781 A CN 201911054781A CN 112750931 A CN112750931 A CN 112750931A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode
- emitting diode
- stacked structure
- type semiconductor
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 73
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 48
- 230000007480 spreading Effects 0.000 claims description 9
- 238000003892 spreading Methods 0.000 claims description 9
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 34
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 abstract description 17
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 4
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 18
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 1
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- -1 but not limited to Substances 0.000 description 1
- MMAADVOQRITKKL-UHFFFAOYSA-N chromium platinum Chemical compound [Cr].[Pt] MMAADVOQRITKKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNKMCMOJCDFGFT-UHFFFAOYSA-N gold titanium Chemical compound [Ti].[Au] ZNKMCMOJCDFGFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910001258 titanium gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
- H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
- H01L27/156—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
- H01L33/0075—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds comprising nitride compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
- H01L33/22—Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
- H01L33/46—Reflective coating, e.g. dielectric Bragg reflector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2933/0008—Processes
- H01L2933/0016—Processes relating to electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2933/0008—Processes
- H01L2933/0025—Processes relating to coatings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种微发光二极管、微发光二极管阵列基板及其制作方法。微发光二极管包括堆叠结构,具有相对的第一表面、第二表面以及连接所述第一表面和所述第二表面的侧面;第一电极和第二电极,位于所述堆叠结构的所述第二表面,其中,所述堆叠结构在所述第二表面具有凹陷至所述第一掺杂类型半导体层的沟槽,所述沟槽位于所述第一电极与所述第二电极之间,并且至少部分呈曲线状延伸。根据本发明实施例的微发光二极管,第一电极和第二电极能够在同一工艺中同时形成,提高制作效率。当微发光二极管在后续焊接工艺中第一电极处和/或第二电极处有焊料外溢时,沟槽能够有效防止焊接工艺中焊料外溢造成的第一电极和第二电极之间短路的问题。
Description
技术领域
本发明涉及显示领域,具体涉及一种微发光二极管、微发光二极管阵列基板及其制作方法。
背景技术
随着传统平板显示和微型投影显示技术的发展,未来可期的微发光二极管(MicroLight Emitting Diode,Micro-LED)技术具有显著的性能优势,越来越引起人们的广泛关注。Micro-LED可视为微小化的LED,可单独点亮,具有低功耗、高亮度、高清晰度与长寿命等优势。
在Micro-LED的制造工艺过程中,芯片结构设计是提升LED出光效率的关键一环。当前,正装芯片、倒装芯片和垂直芯片是Micro-LED芯片的主流结构形式,其中,正装芯片或倒装芯片中,通常需要设置台阶结构,使得两个电极的高度不同,两者的形成过程需要分两次工艺完成。
发明内容
本发明提供一种微发光二极管、微发光二极管阵列基板及其制作方法,提高微发光二极管的制作效率。
第一方面,本发明实施例提供一种微发光二极管,其包括:堆叠结构,具有相对的第一表面、第二表面以及连接第一表面和第二表面的侧面,堆叠结构包括在自第一表面向第二表面方向上依次堆叠设置的第一掺杂类型半导体层、发光层以及第二掺杂类型半导体层;第一电极和第二电极,位于堆叠结构的第二表面,第一电极与第二电极相互间隔,其中第一电极与第一掺杂类型半导体层电连接,第二电极与第二掺杂类型半导体层电连接,其中,堆叠结构在第二表面具有凹陷至第一掺杂类型半导体层的沟槽,沟槽位于第一电极与第二电极之间,并且至少部分呈曲线状延伸。
根据本发明实施例的一个方面,侧面的数量为多个并且相继连接为闭环,沟槽贯穿相对的两个侧面。
根据本发明实施例的一个方面,微发光二极管还包括:绝缘层,绝缘层覆盖堆叠结构的第二表面及沟槽内壁,和/或,绝缘层覆盖堆叠结构的至少部分侧面。
根据本发明实施例的一个方面,微发光二极管还包括:反射层,覆盖堆叠结构的至少部分侧面。
根据本发明实施例的一个方面,第一表面为光出射面,反射层还覆盖堆叠结构的至少部分第二表面。
根据本发明实施例的一个方面,第一表面为光出射面,第一表面的至少部分为粗化处理表面。
根据本发明实施例的一个方面,堆叠结构还包括:电流扩展层,位于第二掺杂类型半导体层的背离发光层的一侧,第二电极通过电流扩展层与第二掺杂类型半导体层电连接。
第二方面,本发明实施例提供一种微发光二极管阵列基板,其包括:衬底;以及多个根据上述任一实施方式的微发光二极管,位于衬底上,多个微发光二极管阵列排布。
第三方面,本发明实施例提供一种微发光二极管阵列基板的制作方法,其包括:在衬底上形成堆叠结构,包括在衬底上依次堆叠形成第一掺杂类型半导体层、发光层以及第二掺杂类型半导体层;图案化堆叠结构,形成凹陷至第一掺杂类型半导体层的沟槽以及凹陷至第一掺杂类型半导体层的过孔,其中沟槽呈曲线状延伸;以及在堆叠结构上形成第一电极和第二电极,其中第一电极和第二电极分别位于沟槽的两侧,第一电极通过过孔与第一掺杂类型半导体层电连接,第二电极与第二掺杂类型半导体层电连接。
根据本发明实施例的一个方面,在衬底上形成堆叠结构还包括在第二掺杂类型半导体层上形成电流扩展层,在堆叠结构上形成第一电极和第二电极之前,制作方法还包括:形成覆盖堆叠结构的绝缘层和/或反射层;图案化绝缘层和/或反射层,以在述绝缘层和/或反射层上形成位于过孔且暴露第一掺杂类型半导体层的第一开口、暴露第二掺杂类型半导体的第二开口,在堆叠结构上形成第一电极和第二电极包括形成穿过第一开口的第一电极以及穿过第二开口的第二电极。
根据本发明实施例的微发光二极管及微发光二极管阵列基板,第一电极和第二电极均位于堆叠结构的第二表面,使得两者基本位于同一高度,能够在同一工艺中同时形成,简化工艺流程,提高微发光二极管及微发光二极管阵列基板的制作效率。本发明实施例的微发光二极管与具有高低台面结构的微发光二极管相比,平均厚度更大,从而结构强度更高,在后续剥离工艺等工艺制程中,能够更加完整地保留自身结构,不易破碎,提高了微发光二极管的质量和良率。
堆叠结构在第二表面具有凹陷至第一掺杂类型半导体层的沟槽,沟槽位于第一电极与第二电极之间。当微发光二极管在后续焊接工艺中第一电极处和/或第二电极处有焊料外溢时,沟槽能够容纳吸收掉外溢的焊料,从而有效防止焊接工艺中焊料外溢造成的第一电极和第二电极之间短路的问题。此外,沟槽的至少部分呈曲线状延伸,能够进一步降低堆叠结构在沟槽处发生断裂的风险,提高微发光二极管的制造和良率。
在一些可选的实施例中,微发光二极管还包括绝缘层,绝缘层还覆盖堆叠结构的至少部分侧面,从而能够进一步防止堆叠结构的侧壁漏电。
在一些可选的实施例中,微发光二极管反射层,反射层覆盖堆叠结构的至少部分侧面,从而能够进一步防止堆叠结构的侧壁漏光,提高微发光二极管的出光率。
在一些可选的实施例中,第一表面为光出射面,反射层还覆盖堆叠结构的至少部分第二表面;在一些可选的实施例中,第一表面为光出射面,第一表面的至少部分为粗化处理表面,从而进一步提高微发光二极管的出光率。
附图说明
通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显,其中,相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征,附图并未按照实际的比例绘制。
图1示出根据本发明实施例的微发光二极管的俯视图;
图2示出图1中A-A向的剖面图;
图3示出根据本发明实施例的微发光二极管阵列基板的俯视图;
图4示出图3中B区域的局部放大图;
图5示出图4中C-C向的剖面图;
图6a至图6e示出根据本发明实施例的微发光二极管阵列基板的制作方法的各阶段的剖面图。
图中:
1000-微发光二极管阵列基板;
100-微发光二极管;
110-堆叠结构;S1-第一表面;S2-第二表面;S3-侧面;110t-沟槽;110h-过孔;111-第一掺杂类型半导体层;112-发光层;113-第二掺杂类型半导体层;114-电流扩展层;
120-第一电极;
130-第二电极;
140-绝缘层;
150-反射层;
K1-第一开口;K2-第二开口;
200-衬底。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例,为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及具体实施例,对本发明进行进一步详细描述。应理解,此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明,并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说,本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
应当理解,在描述部件的结构时,当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时,可以指直接位于另一层、另一个区域上面,或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且,如果将部件翻转,该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。
本发明实施例提供一种微发光二极管(Micro Light Emitting Diode,Micro-LED),其中本文中“微”发光二极管及其它“微”器件指发光二极管及器件的尺寸,在一些实施例中,术语“微”指器件的尺寸在1微米至100微米的尺度。然而可以理解的是,本发明实施例可以不限于此,实施例的某些方面可以适用于更大或更小的尺寸中。
在本申请中,术语“微发光二极管”或“Micro-LED”指在制造Micro-LED器件的各个步骤中形成的整个Micro-LED结构的统称,包括已经形成的所有层或区域。
图1示出根据本发明实施例的微发光二极管的俯视图,图2示出图1中A-A向的剖面图。微发光二极管100包括堆叠结构110、第一电极120和第二电极130。
堆叠结构110具有相对的第一表面S1、第二表面S2以及连接第一表面S1和第二表面S2的侧面S3。堆叠结构110包括在自第一表面S1向第二表面S2方向上依次堆叠设置的第一掺杂类型半导体层111、发光层112以及第二掺杂类型半导体层113。
第一掺杂类型半导体层111、第二掺杂类型半导体层113中的一者是N型掺杂半导体层、另一者是P型掺杂半导体层。以微发光二极管是氮化镓(GaN)基为例,第一掺杂类型半导体层111例如是N型掺杂氮化镓层(N-GaN层),第二掺杂类型半导体层113是P型掺杂氮化镓层(P-GaN层),使得第一掺杂类型半导体层111能够向发光层112供应电子,第二掺杂类型半导体层113能够向发光层112供应空穴。
发光层112是注入的电子和空穴复合以发射光的层,在一些实施例中,发光层112是包括单量子阱(Single Quantum Well,SQW)结构或多量子阱(Multiple Quantum Well,MQW)结构的量子阱层。
第一电极120和第二电极130位于堆叠结构110的第二表面S2,第一电极120与第二电极130相互间隔,其中第一电极120与第一掺杂类型半导体层111电连接,第二电极130与第二掺杂类型半导体层113电连接。在一些实施例中,第一电极120通过自第二表面S2延伸至第一掺杂类型半导体层111的过孔与该第一掺杂类型半导体层111电连接。
第一电极120、第二电极130分别为导电材料通过图案化制成,例如是铬铂金或钛金等金属材料制成。
根据本发明实施例的微发光二极管100,第一电极120和第二电极130均位于堆叠结构110的第二表面S2,使得两者基本位于同一高度,能够在同一工艺中同时形成,简化工艺流程,提高微发光二极管100及微发光二极管阵列基板的制作效率。
在一些实施例中,堆叠结构110在第二表面S2具有凹陷至第一掺杂类型半导体层111的沟槽110t,沟槽110t位于第一电极120与第二电极130之间。当微发光二极管100在后续焊接工艺中第一电极120处和/或第二电极130处有焊料外溢时,沟槽110t能够容纳吸收掉外溢的焊料,从而有效防止焊接工艺中焊料外溢造成的第一电极120和第二电极130之间短路的问题。此外,沟槽110t的至少部分呈曲线状延伸。在一些实施例中,沟槽110t在平行于第二表面S2的平面内呈曲线状延伸。当然,在另一些实施例中,沟槽110t也可以在垂直于第二表面S2的方向上呈曲线状延伸。沟槽110t的至少部分呈曲线状延伸能够进一步降低堆叠结构110在沟槽110t处发生断裂的风险,提高微发光二极管100的制造和良率。
本发明实施例的微发光二极管100相当于在沟槽110t的第一电极120侧和沟槽110t的第二电极130侧具有相同高度的台面,与具有高低台面结构的微发光二极管相比,平均厚度更大,从而结构强度更高,在后续剥离工艺等工艺制程中,能够更加完整地保留自身结构,不易破碎,提高了微发光二极管100的质量和良率。
在一些实施例中,侧面S3的数量为多个并且相继连接为闭环。例如在本实施例中,侧面S3相继连接为大致的矩形。在一些实施例中,沟槽110t贯穿相对的两个侧面S3,当微发光二极管100在后续焊接工艺中第一电极120处和/或第二电极130处有焊料外溢时,沟槽110t能够将外溢的焊料排至堆叠结构110的外周,进一步有效防止焊接工艺中焊料外溢造成的第一电极120和第二电极130之间短路的问题。
在一些实施例中,堆叠结构110还包括电流扩展层114,电流扩展层114位于第二掺杂类型半导体层113的背离发光层112的一侧,第二电极130通过电流扩展层114与第二掺杂类型半导体层113电连接。电流扩展层114可以是氧化铟锡(Indium tin oxide,ITO)等透光导体材料制成,也可以是银(Ag)等反光导电材料制成,并且可以根据该微发光二极管100的出光方向选择。
在一些实施例中,微发光二极管100还包括绝缘层140,绝缘层140覆盖堆叠结构110的第二表面S2及沟槽110t内壁。在一些实施例中,绝缘层140除了覆盖堆叠结构110的第二表面S2及沟槽110t内壁外,还覆盖堆叠结构110的至少部分侧面S3,从而能够进一步防止堆叠结构110的侧壁漏电。在其它一些实施例中,绝缘层140可以是覆盖堆叠结构110的至少部分侧面S3设置。在一些实施例中,绝缘层140由氧化硅等绝缘材料制成。
在一些实施例中,微发光二极管100还包括反射层150,反射层150覆盖堆叠结构110的至少部分侧面S3,从而能够进一步防止堆叠结构110的侧壁漏光,提高微发光二极管100的出光率。在一些实施例中,反射层150可以是分布式布拉格反射层(DistributedBragg Reflector,DBR)。
在本实施例中,微发光二极管100同时包括绝缘层140和反射层150,其中反射层150覆盖至少部分堆叠结构110设置,反射层150覆盖至少部分绝缘层140设置。
在一些实施例中,微发光二极管100的第一表面S1为光出射面,此时微发光二极管100为倒装芯片;在一些实施例中,微发光二极管100的第二表面S2为光出射面,此时微发光二极管100为正装芯片。以下以微发光二极管100为倒装芯片为例进行说明。
在一些实施例中,第一表面S1为光出射面,反射层150还覆盖堆叠结构110的至少部分第二表面S2,使得微发光二极管100内的光线能够自第二表面S2向第一表面S1反射,进一步提高微发光二极管100的出光率。
在一些实施例中,第一表面S1为光出射面,第一表面S1的至少部分为粗化处理表面,从而进一步提高微发光二极管100的出光率。
本发明实施例还提供一种微发光二极管阵列基板1000,图3示出根据本发明实施例的微发光二极管阵列基板的俯视图,图4示出图3中B区域的局部放大图,图5示出图4中C-C向的剖面图。
微发光二极管阵列基板1000包括衬底200以及多个微发光二极管,其中该微发光二极管为上述任一实施方式的微发光二极管100。
衬底200可以包括任何适当的衬底,例如但不限于是硅(Si)、碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)或者蓝宝石(Al2O3)。本实施例中,以衬底200是蓝宝石、微发光二极管100是GaN基为例进行说明。
多个微发光二极管100阵列排布于衬底200上。微发光二极管100包括堆叠结构110、第一电极120和第二电极130。
堆叠结构110具有相对的第一表面S1、第二表面S2以及连接第一表面S1和第二表面S2的侧面S3。堆叠结构110包括在自第一表面S1向第二表面S2方向上堆叠设置的第一掺杂类型半导体层111、发光层112以及第二掺杂类型半导体层113。
第一掺杂类型半导体层111例如是N型掺杂氮化镓层(N-GaN层),第二掺杂类型半导体层113是P型掺杂氮化镓层(P-GaN层),发光层112可以是包括单量子阱结构或多量子阱结构的量子阱层。
在一些实施例中,衬底200与堆叠结构110之间可以设有缓冲层、外延层等。
第一电极120和第二电极130位于堆叠结构110的第二表面S2,第一电极120与第二电极130相互间隔,其中第一电极120与第一掺杂类型半导体层111电连接,第二电极130与第二掺杂类型半导体层113电连接。
根据本发明实施例的微发光二极管阵列基板1000,微发光二极管100的第一电极120和第二电极130均位于堆叠结构110的第二表面S2,使得两者基本位于同一高度,能够在同一工艺中同时形成,简化工艺流程,提高微发光二极管100及微发光二极管100阵列基板的制作效率。
在一些实施例中,堆叠结构110在第二表面S2具有凹陷至第一掺杂类型半导体层111的沟槽110t,沟槽110t位于第一电极120与第二电极130之间。当微发光二极管100在后续焊接工艺中第一电极120处和/或第二电极130处有焊料外溢时,沟槽110t能够容纳吸收掉外溢的焊料,从而有效防止焊接工艺中焊料外溢造成的第一电极120和第二电极130之间短路的问题。此外,沟槽110t的至少部分呈曲线状延伸,能够进一步降低堆叠结构110在沟槽110t处发生断裂的风险,提高微发光二极管100的制造和良率。
本发明实施例的微发光二极管阵列基板1000,微发光二极管100相当于在沟槽110t的第一电极120侧和沟槽110t的第二电极130侧具有相同高度的台面,与具有高低台面结构的微发光二极管相比,平均厚度更大,从而结构强度更高,在后续剥离工艺等工艺制程中,能够更加完整地保留自身结构,不易破碎,提高了微发光二极管100的质量和良率。
本发明实施例还提供一种微发光二极管阵列基板的制作方法,以下将以上述实施例的微发光二极管阵列基板1000的制作过程为例对该制作方法进行说明。
图6a至图6e示出根据本发明实施例的微发光二极管阵列基板的制作方法的各阶段的剖面图。
如图6a,在衬底200上形成堆叠结构110,其中包括在衬底200上依次堆叠形成第一掺杂类型半导体层111、发光层112以及第二掺杂类型半导体层113。
在一些实施例中,第一掺杂类型半导体层111为N型掺杂氮化镓层(N-GaN层)。第一掺杂类型半导体层111可以通过生长未掺杂氮化镓层(GaN层)、然后在未掺杂氮化镓层的上部进行N型掺杂(例如掺杂Si)形成。
在一些实施例中,第二掺杂类型半导体层113为P型掺杂氮化镓层(P-GaN层)。第二掺杂类型半导体层113可以通过生长未掺杂氮化镓层(GaN层)、然后进行P型掺杂(例如掺杂Mg、Zn、或Be等)形成。
发光层112可以是包括单量子阱结构或多量子阱结构的量子阱层。
在一些实施例中,在衬底200上形成堆叠结构110还包括在第二掺杂类型半导体层113上形成电流扩展层114,电流扩展层114可以是ITO等透光导体材料制成,也可以是Ag等反光导电材料制成,并且可以根据该微发光二极管100的出光方向选择。
堆叠结构110具有相对的第一表面S1和第二表面S2。在一些实施例中,在衬底200上形成堆叠结构110还包括对堆叠结构110的至少部分层进行图案化的步骤,使得堆叠结构110具有连接第一表面S1和第二表面S2的侧面S3。
如图6b,图案化堆叠结构110,形成凹陷至第一掺杂类型半导体层111的沟槽110t以及凹陷至第一掺杂类型半导体层111的过孔110h。其中,沟槽110t呈曲线状延伸。具体地,沟槽110t在平行于第二表面S2的平面内呈曲线状延伸。
如图6c,在一些实施例中,制作方法还包括形成覆盖堆叠结构110的绝缘层140和/或反射层150。其中,反射层150可以是分布式布拉格反射层,绝缘层140可以是氧化硅等绝缘材料制成。
在一些实施例中,绝缘层140和/或反射层150覆盖堆叠结构110的第二表面S2以及侧面S3,并且在一些实施例中,绝缘层140和/或反射层150覆盖沟槽110t、过孔110h的内壁面。
如图6d,图案化绝缘层140和/或反射层150,以在述绝缘层140和/或反射层150上形成位于过孔110h且暴露第一掺杂类型半导体层111的第一开口K1、暴露第二掺杂类型半导体层113的第二开口K2。
如图6e,在堆叠结构110上形成第一电极120和第二电极130。其中第一电极120和第二电极130分别位于沟槽110t的两侧。第一电极120通过过孔110h与第一掺杂类型半导体层111电连接,第二电极130与第二掺杂类型半导体层113电连接。此外,在堆叠结构110上形成第一电极120和第二电极130包括形成穿过第一开口K1的第一电极120以及穿过第二开口K2的第二电极130。
根据本发明实施例的微发光二极管阵列基板1000的制作方法,第一电极120和第二电极130在同一工艺中同时形成,简化工艺流程,提高了微发光二极管100或微发光二极管阵列基板1000的制作效率。
根据本发明实施例的微发光二极管阵列基板1000的制作方法,得到的微发光二极管100结构强度更高,在后续剥离工艺等工艺制程中,能够更加完整地保留自身结构,不易破碎,提高了微发光二极管100的质量和良率。
堆叠结构110在第二表面S2具有凹陷至第一掺杂类型半导体层111的沟槽110t,沟槽110t位于第一电极120与第二电极130之间。使得制作得到的微发光二极管100在后续焊接工艺中,一旦第一电极120处和/或第二电极130处有焊料外溢时,沟槽110t能够容纳吸收掉外溢的焊料,从而有效防止焊接工艺中焊料外溢造成的第一电极120和第二电极130之间短路的问题。此外,沟槽110t的至少部分呈曲线状延伸,能够进一步降低堆叠结构110在沟槽110t处发生断裂的风险,提高微发光二极管100的制造和良率。
依照本发明如上文所述的实施例,这些实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然,根据以上描述,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (10)
1.一种微发光二极管,其特征在于,包括:
堆叠结构,具有相对的第一表面、第二表面以及连接所述第一表面和所述第二表面的侧面,所述堆叠结构包括在自所述第一表面向所述第二表面方向上依次堆叠设置的第一掺杂类型半导体层、发光层以及第二掺杂类型半导体层;
第一电极和第二电极,位于所述堆叠结构的所述第二表面,所述第一电极与所述第二电极相互间隔,其中所述第一电极与所述第一掺杂类型半导体层电连接,所述第二电极与所述第二掺杂类型半导体层电连接,
其中,所述堆叠结构在所述第二表面具有凹陷至所述第一掺杂类型半导体层的沟槽,所述沟槽位于所述第一电极与所述第二电极之间,并且至少部分呈曲线状延伸。
2.根据权利要求1所述的微发光二极管,其特征在于,所述侧面的数量为多个并且相继连接为闭环,所述沟槽贯穿相对的两个所述侧面。
3.根据权利要求1所述的微发光二极管,其特征在于,还包括:
绝缘层,所述绝缘层覆盖所述堆叠结构的第二表面及所述沟槽内壁,和/或,所述绝缘层覆盖所述堆叠结构的至少部分侧面。
4.根据权利要求1所述的微发光二极管,其特征在于,还包括:
反射层,覆盖所述堆叠结构的至少部分侧面。
5.根据权利要求4所述的微发光二极管,其特征在于,所述第一表面为光出射面,所述反射层还覆盖所述堆叠结构的至少部分第二表面。
6.根据权利要求1所述的微发光二极管,其特征在于,所述第一表面为光出射面,所述第一表面的至少部分为粗化处理表面。
7.根据权利要求1所述的微发光二极管,其特征在于,所述堆叠结构还包括:
电流扩展层,位于所述第二掺杂类型半导体层的背离所述发光层的一侧,所述第二电极通过所述电流扩展层与所述第二掺杂类型半导体层电连接。
8.一种微发光二极管阵列基板,其特征在于,包括:
衬底;以及
多个根据权利要求1至7任一项所述的微发光二极管,所述微发光二极管位于所述衬底上,多个所述微发光二极管阵列排布。
9.一种微发光二极管阵列基板的制作方法,其特征在于,包括:
在衬底上形成堆叠结构,包括在所述衬底上依次堆叠形成第一掺杂类型半导体层、发光层以及第二掺杂类型半导体层;
图案化所述堆叠结构,形成凹陷至所述第一掺杂类型半导体层的沟槽以及凹陷至所述第一掺杂类型半导体层的过孔,其中所述沟槽呈曲线状延伸;以及
在所述堆叠结构上形成第一电极和第二电极,其中所述第一电极和所述第二电极分别位于所述沟槽的两侧,所述第一电极通过所述过孔与所述第一掺杂类型半导体层电连接,所述第二电极与所述第二掺杂类型半导体层电连接。
10.根据权利要求9所述的微发光二极管阵列基板的制作方法,其特征在于,所述在所述衬底上形成堆叠结构还包括在所述第二掺杂类型半导体层上形成电流扩展层,
所述在所述堆叠结构上形成第一电极和第二电极之前,所述制作方法还包括:
形成覆盖所述堆叠结构的绝缘层和/或反射层;
图案化所述绝缘层和/或所述反射层,以在所述述绝缘层和/或所述反射层上形成位于所述过孔且暴露第一掺杂类型半导体层的第一开口、暴露所述所述第二掺杂类型半导体的第二开口,
所述在所述堆叠结构上形成第一电极和第二电极包括形成穿过所述第一开口的所述第一电极以及穿过所述第二开口的所述第二电极。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911054781.1A CN112750931B (zh) | 2019-10-31 | 2019-10-31 | 微发光二极管、微发光二极管阵列基板及其制作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911054781.1A CN112750931B (zh) | 2019-10-31 | 2019-10-31 | 微发光二极管、微发光二极管阵列基板及其制作方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112750931A true CN112750931A (zh) | 2021-05-04 |
CN112750931B CN112750931B (zh) | 2022-06-28 |
Family
ID=75644621
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911054781.1A Active CN112750931B (zh) | 2019-10-31 | 2019-10-31 | 微发光二极管、微发光二极管阵列基板及其制作方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112750931B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113328021A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-08-31 | 厦门三安光电有限公司 | 微发光二极管、微发光元件及显示器 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160064617A1 (en) * | 2014-08-27 | 2016-03-03 | Formosa Epitaxy Incorporation | Light emitting diode structure |
CN105489722A (zh) * | 2014-10-08 | 2016-04-13 | 展晶科技(深圳)有限公司 | 发光二极管封装结构、发光二极管晶粒及其制造方法 |
US20180198020A1 (en) * | 2017-01-10 | 2018-07-12 | PlayNitride Inc. | Micro light emitting diode chip and display panel |
CN108987547A (zh) * | 2018-07-20 | 2018-12-11 | 扬州乾照光电有限公司 | 一种发光二极管及其制备方法 |
US20190088819A1 (en) * | 2016-08-18 | 2019-03-21 | Genesis Photonics Inc. | Micro light emitting diode and manufacturing method thereof |
US20190296188A1 (en) * | 2017-01-10 | 2019-09-26 | PlayNitride Display Co., Ltd. | Micro light-emitting diode chip |
-
2019
- 2019-10-31 CN CN201911054781.1A patent/CN112750931B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160064617A1 (en) * | 2014-08-27 | 2016-03-03 | Formosa Epitaxy Incorporation | Light emitting diode structure |
CN105489722A (zh) * | 2014-10-08 | 2016-04-13 | 展晶科技(深圳)有限公司 | 发光二极管封装结构、发光二极管晶粒及其制造方法 |
US20190088819A1 (en) * | 2016-08-18 | 2019-03-21 | Genesis Photonics Inc. | Micro light emitting diode and manufacturing method thereof |
US20180198020A1 (en) * | 2017-01-10 | 2018-07-12 | PlayNitride Inc. | Micro light emitting diode chip and display panel |
US20190296188A1 (en) * | 2017-01-10 | 2019-09-26 | PlayNitride Display Co., Ltd. | Micro light-emitting diode chip |
CN108987547A (zh) * | 2018-07-20 | 2018-12-11 | 扬州乾照光电有限公司 | 一种发光二极管及其制备方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113328021A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-08-31 | 厦门三安光电有限公司 | 微发光二极管、微发光元件及显示器 |
CN113328021B (zh) * | 2021-05-10 | 2023-10-03 | 厦门三安光电有限公司 | 微发光二极管、微发光元件及显示器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112750931B (zh) | 2022-06-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10749075B2 (en) | Semiconductor light-emitting device | |
CN114695609B (zh) | 一种发光二极管芯片结构及其制作方法 | |
US20190237626A1 (en) | Semiconductor light emitting device | |
KR101163838B1 (ko) | 반도체 발광소자 및 그 제조방법 | |
TW202220234A (zh) | 發光元件 | |
EP2232594B1 (en) | Semiconductor light emitting device and method of fabricating the same | |
JP5056799B2 (ja) | Iii族窒化物半導体発光素子およびその製造方法 | |
KR20080075368A (ko) | 질화물 반도체 발광소자 및 제조방법 | |
TWI816970B (zh) | 發光元件及其製造方法 | |
CN110797443A (zh) | 发光元件 | |
US9466760B2 (en) | Horizontal power LED device and method for manufacturing same | |
KR20110090437A (ko) | 발광 소자 및 그 제조방법 | |
US11764332B2 (en) | Semiconductor light-emitting device | |
JP2015509663A (ja) | 高効率発光ダイオード、及びその製造方法 | |
US20200203586A1 (en) | Micro light emitting diode and manufacturing method of micro light emitting diode | |
CN112750931B (zh) | 微发光二极管、微发光二极管阵列基板及其制作方法 | |
KR100952034B1 (ko) | 발광 소자 및 그 제조방법 | |
KR20120048413A (ko) | 발광 소자 및 발광 소자 패키지 | |
KR102294318B1 (ko) | 발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 어레이 | |
KR102237144B1 (ko) | 발광 소자 및 발광 소자 패키지 | |
CN116344706A (zh) | 一种微型发光元件及其制备方法 | |
TWI779378B (zh) | 微型發光二極體 | |
KR100756842B1 (ko) | 광추출용 컬럼들을 갖는 발광 다이오드 및 그것을 제조하는방법 | |
KR20090078479A (ko) | 수직형 발광 소자 및 그 제조방법 | |
TWI764528B (zh) | 發光元件及其製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |