CN112968100A - 一种发光器件、制备方法及电子设备 - Google Patents

一种发光器件、制备方法及电子设备 Download PDF

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CN112968100A CN202010818904.0A CN202010818904A CN112968100A CN 112968100 A CN112968100 A CN 112968100A CN 202010818904 A CN202010818904 A CN 202010818904A CN 112968100 A CN112968100 A CN 112968100A
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light emitting
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王涛
沈佳辉
伍凯义
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Chongqing Kangjia Photoelectric Technology Research Institute Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种发光器件、制备方法及电子设备,发光器件的外延层外设置了表面具有多个凹凸粗化结构的钝化层,可以利用钝化层表面的凹凸粗化结构降低外延层内的光在射到外延层与其他介质临界面时发生全反射的概率,避免了光因全反射而被限制在外延层内的情况,提升了发光器件的光提取效率,有利于提升发光器件的显示效果。而且,上述发光器件中不仅设置了绝缘层来对外延层进行钝化,而且,因为绝缘层外还包括一个钝化层,因此可以进一步提升对外延层的钝化效果,保护外延层及外延层的电气性能,提升发光器件的品质。

Description

一种发光器件、制备方法及电子设备
技术领域
本发明涉及显示领域,尤其涉及一种发光器件、制备方法及电子设备。
背景技术
作为一种发光器件,LED(Light-Emitting Diode,发光二极管)能够高效率地将电能转换为光能,可以显著降低能量转换过程中的损失,节能环保。同时,LED还有响应速度快、寿命长等优点,由于这些优越的性能,LED已经在照明、显示等领域得到了非常广泛的应用,尤其是在显示领域中,LED不断地更新迭代,现在即将进入Mini-LED(迷你LED)时代,未来还有Micro-LED(微LED)时代、OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)时代等。
不过,目前LED芯片的出光效率不高,导致基于LED芯片制备得到的显示面板显示效果欠佳。因此,如何提升LED芯片的出光效率是亟需解决的问题。
发明内容
鉴于上述相关技术的不足,本申请的目的在于提供一种发光器件、制备方法及电子设备,旨在解决相关技术中LED芯片出光效率不高,影响显示面板显示效果的问题。
一种发光器件,包括:
外延层;
包覆外延层主出光面以外区域的绝缘层;以及
包覆绝缘层的钝化层;
其中,主出光面为外延层与电极设置面相对的表面,钝化层的表面具有多个凹凸的粗化结构。
上述发光器件,在外延层外设置了表面具有多个凹凸粗化结构的钝化层,可以利用钝化层表面的凹凸粗化结构降低外延层内的光在射到外延层与其他介质临界面时发生全反射的概率,避免了光因全反射而被限制在外延层内的情况,提升了发光器件的光提取效率,有利于提升发光器件的显示效果。而且,上述发光器件中不仅设置了绝缘层来对外延层进行钝化,而且,因为绝缘层外还包括一个钝化层,因此可以进一步提升对外延层的钝化效果,保护外延层及外延层的电气性能,提升发光器件的品质。
可选地,绝缘层的材质为氧化铝。
可选地,钝化层对可见光的折射率小于氧化铝对可见光的折射率。
可选地,绝缘层通过ALD(原子层淀积)工艺制备形成。
上述发光器件中,因为绝缘层通过ALD工艺形成,而ALD工艺可以将氧化铝以单原子膜形式一层一层的镀在外延层上,这样得到的绝缘层质地均匀,而且,ALD工艺制备的绝缘层具有高致密性,绝缘效果极佳,可以大幅提高绝缘层的绝缘性能。
可选地,粗化结构仅设置在钝化层与主出光面相对的一面上,或,粗化结构遍布钝化层表面的所有区域。
上述一种发光器件中,粗化结构仅设置在钝化层与主出光面相对的一面上,需要形成粗化结构面积较小,减少了粗化处理所耗费的时间与资源,有利于提升发光器件的生产效率。另一种发光器件中,粗化结构遍布钝化层表面的所有区域,能够进一步降低外延层内的光在射到外延层与其他介质临界面时发生全反射的概率,显著提升发光器件的光提取效率。
基于同样的发明构思,本申请还提供一种电子设备,电子设备中包括上述任一项的发光器件。
上述电子设备,由于发光器件外延层外设置了表面具有多个凹凸粗化结构的钝化层,基于这些凹凸粗化结构可以降低外延层内的光在射到外延层与其他介质临界面时发生全反射的概率,避免了光因全反射而被限制在外延层内的情况,提升了发光器件的光提取效率,提升电子设备的显示效果。而且,上述发光器件中不仅设置了绝缘层来对外延层进行钝化,而且,因为绝缘层外还包括一个钝化层,因此可以进一步提升对外延层的钝化效果,保护外延层及外延层的电气性能,提升电子设备的品质。
基于同样的发明构思,本申请还提供一种发光器件制备方法,包括:
在外延层主出光面以外的区域上形成绝缘层,主出光面为外延层与电极设置面相对的表面;
在绝缘层上形成钝化层;
对钝化层的表面进行粗化处理形成多个凹凸的粗化结构;
对钝化层与绝缘层进行蚀刻以外露出外延层的电极设置区;
在电极设置区设置与外延层连接的电极。
上述发光器件制备方法,在制备发光器件时,在外延层外设置了表面具有多个凹凸粗化结构的钝化层,可以利用钝化层表面的凹凸粗化结构降低外延层内的光在射到外延层与其他介质临界面时发生全反射的概率,避免了光因全反射而被限制在外延层内的情况,提升了发光器件的光提取效率,有利于提升发光器件的显示效果。而且,上述发光器件中不仅设置了绝缘层来对外延层进行钝化,而且,因为绝缘层外还包括一个钝化层,因此可以进一步提升对外延层的钝化效果,保护外延层及外延层的电气性能,提升发光器件的品质。
可选地,对钝化层的表面进行粗化处理形成多个凹凸的粗化结构包括:
采用光刻工艺对钝化层的表面进图案化处理形成多个凹凸的粗化结构。
可选地,在外延层主出光面以外的区域上形成绝缘层包括:
采用ALD工艺在外延层主出光面以外的区域上形成绝缘层。
上述发光器件制备方法中,通过ALD工艺形成绝缘层,而ALD工艺可以将氧化铝以单原子膜形式一层一层的镀在外延层上,这样得到的绝缘层质地均匀,而且,ALD工艺制备的绝缘层具有高致密性,绝缘效果极佳,可以大幅提高绝缘层的绝缘性能。
附图说明
图1为本发明一可选实施例中提供的发光器件的第一种结构示意图;
图2为本发明一可选实施例中提供的发光器件的第二种结构示意图;
图3为本发明一可选实施例中提供的发光器件的第三种结构示意图;
图4为本发明一可选实施例中提供的发光器件的第四种结构示意图;
图5为本发明一可选实施例中提供的发光器件的第五种结构示意图;
图6为本发明另一可选实施例中提供的发光器件制备方法的一种流程图;
图7为本发明另一可选实施例中提供的制备发光器件过程各阶段的状态变化示意图;
图8为本发明又一可选实施例中提供的发光器件的结构示意图。
附图标记说明:
10-发光器件;11-外延层;12-绝缘层;13-钝化层;130-粗化结构;70-衬底;71-外延层;72-绝缘层;73-钝化层;730-粗化结构;80-发光器件;811-缓冲层;812-N型GaN层;813-MQW量子阱层;814-P型GaN层;82-氧化铝绝缘层;83-二氧化硅钝化层;841-N电极;842-P电极。
请注意:附图说明中提及的图号应与下面的说明书内容提及的图号及说明书附图中的附图图号保持一致,附图说明中图的数量也应与说明书附图中图的数量一致。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。
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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请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,不是旨在于限制本申请。
相关技术中发光器件的光提取效率不高,导致发光器件发光亮度差,显示效果不佳。
基于此,本申请希望提供一种能够解决上述技术问题的方案,其详细内容将在后续实施例中得以阐述。
一种可选的实施例:
本实施例提供一种发光器件,请参见图1示出的该发光器件的一种结构示意图:
发光器件10包括外延层11、绝缘层12以及钝化层13。可以理解的是,发光器件10还具有电极等部件。
外延层11中至少包括N型半导体层、P型半导体层以及设置在N型半导体层与P型半导体层之间的有源层。N型半导体层与电极中的N电极连接,P型半导体层与电极中的P电极连接。在本实施例中,发光器件10为倒装LED芯片,其主要的出光面,即主出光面为与电极相对的一面,这里将外延层设置电极的一面称为电极部署面,所以,主出光面为与电极部署面相对的一面。
在本实施例的一些示例当中,绝缘层12可以包覆外延层11除主出光面以外的其他面,毫无疑义的是,绝缘层12具有较好的绝缘性能,其能够对外延层11进行钝化,避免绝缘层12以外的其他层结构或发光器件10外部的电气结构影响到外延层12的电气性能。绝缘层12的材质包括但不限于氧化铝(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiNx)、氟化镁(MgF2)、氮化铝(AlN)、氮化铬(CrN)、氧化锌(ZnO)等几种中至少一种。在本实施例的一些示例当中,绝缘层12可以为氧化铝绝缘层。
可以理解的是,在外延层11上设置绝缘层12的时候,可以采用包括但不限于以下几种工艺中的至少一种进行:旋涂、溅射、PVD(Physical Vapor Deposition,物理气相沉积)、CVD(Chemical Vapor Deposition,化学气相沉积)、EV(Evaporate,蒸镀)。例如,在一种示例当中采用了PECVFD(等离子增强化学气相淀积)工艺在外延层11上设置绝缘层12。在本实施例提供的另外一些示例当中,采用了ALD工艺形成绝缘层12。ALD工艺是一种可以将物质以单原子膜形式一层一层的镀在基底表面的方法。原子层沉积与普通的化学沉积虽然有相似之处,但在原子层沉积过程中,新一层原子膜的化学反应是直接与之前一层相关联的,这种方式使每次反应只沉积一层原子。
可以理解的是,本实施例中采用ALD工艺形成的绝缘层12,在同等厚度下具有更好的绝缘性能,可以以更小的厚度达到绝缘性要求,也即采用ALD工艺形成绝缘层12时,形成的绝缘层12不需要太厚。例如,以绝缘层为氧化铝层为例,采用ALD工艺制备的氧化铝层具有高致密性,一般100A-500A具有满足钝化要求。所以,采用ALD工艺形成绝缘性不仅可以在巨量生产发光器件的过程中节约绝缘层材料,降低生产成本,而且还因为减小了绝缘层12的厚度,所以有利于减小发光器件10的体积,为电子设备的便携化提供新的途径。同时,绝缘层12厚度的降低也有更便于生产发光器件10过程中对绝缘层12蚀刻过程的进行。
在本实施例中,在绝缘层12外面还设置有包覆绝缘层12的钝化层13,顾名思义,本实施例中钝化层13也具有钝化效果。不过,值得注意的是,虽然钝化层13与绝缘层12均具有钝化效果,不过在本实施例中,钝化层13与绝缘层12是两个不同的层,例如,钝化层13与绝缘层12的材质不同。在本实施例的一些示例当中,钝化层13的材质可以为氧化铝、二氧化硅、氮化硅、氟化镁、氮化铝、氮化铬、氧化锌等几种中至少一种。在本实施例的一些示例中,钝化层13对可见光的折射率小于氧化铝对可见光的折射率。可选地,在一种示例当中,绝缘层12的材质为氧化铝,而钝化层13的材质为二氧化硅。
考虑到设置钝化层13前已经设置了绝缘层12,绝缘层12的存在已经能够起到一定程度的钝化作用,尤其是采用ALD工艺设置绝缘层12的方案当中,绝缘层12本身已经具备很好的绝缘性能,所以,本实施例中对钝化层13的钝化作用要求不高,故,设置钝化层13时所采用的工艺可以更灵活,例如可以溅射、PECVFD、PVD、CVD、EV等几种中的任意一种。在巨量生产发光器件的过程中,可以部分发光器件采用溅射的方式设置钝化层13,另外部分发光器件采用PECVFD方式设置钝化层13,还有一部分发光器件的钝化层13则采用蒸镀方式设置。可以理解的是,由于生产发光器件10的过程中,可以采用不同的工艺方式设置钝化层13,因此可以将生产厂家的各种生产设备都应用起来,使得设备利用率得以提升,更重要的是,多种设备被同时应用可以提升发光器件10的生产效率。
本实施例中包覆在绝缘层12外的钝化层13的表面上设置有凹凸的粗化结构130,例如,在图1当中,粗化结构130可以同时遍布钝化层13所有的表面区域。
应该理解的是,还有一些示例当中,粗化结构130可以仅设置在钝化层13的部分表面上:钝化层13包覆在外延层11的电极部署面以及外延层11的侧面,所以,钝化层13包括一个顶面(钝化层13上与主出光面相对的一个表面)以及多个侧面。粗化结构130可以设置在这些面中的一个或多个上。例如图2所示,在本实施例的一些示例当中,粗化结构130仅设置在钝化层13的顶面上。由于外延层11的电极部署面通常情况下并不是平坦的,例如,其包括第一电极设置平面,与第二电极设置平面,其中第一电极设备平面低于第二电极设置平面,所以,钝化层13的顶面自然也会分为第一台阶面及第二台阶面,其中第一台阶面低于第二台阶面。虽然图2当中的粗化结构130仅仅设置在第二台阶面上,但在本实施例的其他一些示例当中,如图3所示,粗化结构130也可以同时设置在第一台阶面与第二台阶面上。
可以理解的是,粗化结构130除了可以单独设置在钝化层13的顶面以外,还可以设置在钝化层13的全部侧面或部分侧面,或者,粗化结构130也可以同时设置在钝化层13的顶面与部分侧面上。
应当明白的是,虽然图1-3中各粗化结构130在发光器件10的主视图中呈三角形,所以多个粗化结构130整体呈三角锯齿状,但在本实施例其他一些示例提供的发光器件中,粗化结构在发光器件的主视图中也可以呈矩形,从而使得多个粗化结构整体呈方波锯齿状,如图4所示。或者粗化结构在发光器件的主视图中呈圆弧形,多个粗化结构整体呈圆弧波浪状,如图5所示。甚至,在其他一些示例当中各粗化结构的形状并不一致,如部分粗化结构呈三角形,部分粗化结构呈矩形,还有一部分呈圆弧状,所以,多个粗化结构整体呈不规则的凹凸起伏状。
可以理解的是,当粗化结构130在发光器件10的主视图中呈三角形时,粗化结构130实际可以是多棱锥状,例如,粗化结构130为金字塔形;或者是粗化结构130实际也可以为圆锥形。
本实施例中提供的发光器件,一方面通过在钝化层上设置粗化结构,从而避免了发光器件内部的光在射出时遭遇全反射从而被限制在发光器件内部,得不到利用的问题,提升了发光器件的光提取效率,增强了发光器件的显示效果。另一方面,通过设置绝缘层与钝化层两个层结构来实现对外延层的钝化,增强了钝化效果,避免外部电气结构对外延层电气性能的影响,提升了发光器件的品质。
而且,本实施例中提供的发光器件内的绝缘层还可以通过ALD工艺形成,不仅能够保证绝缘层各处的厚度均匀,而且可以以较小厚度满足绝缘层绝缘性能的要求,从而节约生产成本,提升生产效益,减小发光器件的体积。
本实施例中还提供一种电子设备,该电子设备可以为任意包括显示面板的设备,例如,手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、个人数字助理(Personal DigitalAssistant,PDA)、便捷式媒体播放器(Portable Media Player,PMP)、导航装置、可穿戴设备、智能手环、计步器等移动终端,以及诸如数字TV、台式计算机等固定终端。本实施例中的电子设备内包括前述发光器件。例如,该电子设备的显示面板中包括大量的前述发光器件。
另一可选的实施例:
本实施例中提供一种发光器件制备方法,请参见图6示出的发光器件制备方法的一种流程图,及图7示出的制备发光器件各阶段的状态变化示意图:
S602:在外延层主出光面以外的区域上形成绝缘层。
外延层中至少包括N型半导体层、P型半导体层以及设置在N型半导体层与P型半导体层之间的有源层。可以理解的是,N型半导体层、P型半导体层和有源层是外延层中主要的几个层,但实际上,外延层中还可以包括其他层,例如缓冲层(材质为氮化镓GaN或氮化铝AlN)、过渡层等。
外延层被置于衬底上,如图7(a)所示,衬底70可以蓝宝石(Al2O3)或晶格常数接近于氮化镓的单晶氧化物。本实施例中所用的外延层71可以是预先制备完成的,也可以是临时从衬底70上生长出来的。通常情况下,外延层71中N型半导体层比P型半导体层更靠近衬底70,外延层71与衬底70接触的表面即为后面制得发光器件的主出光面,而电极部署面则是外延层71远离衬底70的一个表面。
应当明白的是,在外延层71上设置绝缘层之前,应当保证外延层71已经经过蚀刻,从而使得更靠近衬底的半导体层已经外露,形成对应的电极设置面。例如,如果N型半导体层更靠近衬底70,则应当从P型半导体层所在的一侧起对外延层71的部分区域进行蚀刻,直至这些区域中N型半导体层外露,形成N电极设置面。
在本实施例的一些示例当中,设置绝缘层72的时候,可以采用ALD工艺。在同等厚度下,ALD工艺制得的绝缘层72相较于其他工艺设置的绝缘层具有更好的绝缘性能,因此,采用ALD工艺制备绝缘层72,可以以更小的厚度达到绝缘性要求,换言之,采用ALD工艺形成绝缘层72时,形成的绝缘层72不需要太厚。例如,以绝缘层72的材质为氧化铝为例,采用ALD工艺制备的氧化铝层具有高致密性,一般100A-500A具有满足钝化要求。所以,采用ALD工艺形成绝缘性不仅可以在巨量生产发光器件的过程中节约绝缘层材料,降低生产成本,而且还因为减小了绝缘层72的厚度,所以有利于减小发光器件的体积,为电子设备的便携化提供新的途径。同时,绝缘层72厚度的降低也有更便于生产发光器件过程中对绝缘层72蚀刻过程的进行。
可以理解的是,设置绝缘层72的工艺除了ALD以外,还可以为以下几种中的任意一种:旋涂、溅射、PVD、CVD、EV、PECVFD。绝缘层72的材质也不仅限于氧化铝,例如,除了氧化铝以外,还可以为二氧化硅、氮化硅、氟化镁、氮化铝、氮化铬、氧化锌等几种中至少一种。
在本实施例的一些示例当中,设置的绝缘层72包覆外延层72外露的所有表面,即除了外延层71的主出光面因为与衬底70接触而没有被绝缘层包覆以外,外延层71的其他表面上均覆盖有绝缘层72。至于需要外露设置电极的区域,可以在后续过程中通过蚀刻绝缘层72的方式使之外露。
S604:在绝缘层上形成钝化层。
设置完绝缘层72之后,可以在绝缘层72外设置钝化层73,请结合图7(b):钝化层73包覆绝缘层72,例如,在本实施例的一个示例当中,钝化层73对绝缘层72形成全包裹。钝化层73的材质可以为氧化铝、二氧化硅、氮化硅、氟化镁、氮化铝、氮化铬、氧化锌等几种中至少一种。不过,在本实施例中,钝化层73与绝缘层72是两个不同的层,例如,钝化层73与绝缘层72的材质不同。在本实施例的一些示例中,钝化层73对可见光的折射率小于氧化铝对可见光的折射率。可选地,绝缘层72的材质为氧化铝,而钝化层73的材质为二氧化硅。
考虑到设置钝化层73前已经设置了绝缘层72,绝缘层72的存在已经能够起到一定程度的钝化作用,尤其是采用ALD工艺设置绝缘层72的方案当中,绝缘层72本身已经具备很好的绝缘性能,所以,本实施例中对钝化层73的钝化作用要求不高,故,设置钝化层73时所采用的工艺可以更灵活,例如可以溅射、PECVFD、PVD、CVD、EV等几种中的任意一种。
在巨量生产发光器件的过程中,可以部分发光器件采用溅射的方式设置钝化层73,另外部分发光器件采用PECVFD方式设置钝化层73,还有一部分发光器件的钝化层73则采用蒸镀方式设置。可以理解的是,由于生产发光器件的过程中,可以采用不同的工艺方式设置钝化层73,因此可以将生产厂家的各种生产设备都应用起来,使得设备利用率得以提升,更重要的是,多种设备被同时应用可以提升发光器件70的生产效率。
S606:对钝化层的表面进行粗化处理形成多个凹凸的粗化结构。
在本实施例的一些示例当中,可以对钝化层73所有外露的表面均进行粗化处理,形成凹凸起伏的粗化结构730,如图7(c)所示。在本实施例的另外一些示例当中,可以均对钝化层73的某些表面进行粗化处理,例如,粗化结构730可以仅设置在钝化层73的部分表面上:钝化层73包覆在外延层71的电极部署面以及外延层71的侧面,所以,钝化层73包括一个顶面(钝化层73上与主出光面相对的一个表面)以及多个侧面。粗化结构730可以设置在这些面中的一个或多个上。例如,在本实施例的一些示例当中,粗化结构730仅设置在钝化层73的顶面上。钝化层73的顶面分为第一台阶面及第二台阶面,其中第一台阶面低于第二台阶面,粗化结构730可以仅设置在第二台阶面上,但在本实施例的其他一些示例当中,粗化结构730也可以同时设置在第一台阶面与第二台阶面上。
另外,粗化结构730除了可以单独设置在钝化层73的顶面以外,还可以设置在钝化层73的全部侧面或部分侧面,或者,粗化结构730也可以同时设置在钝化层73的顶面与部分侧面上。
在图7(c)粗化结构730在主视图的角度中呈三角形,所以多个粗化结构730整体呈三角锯齿状,但在本实施例其他一些示例中,粗化结构的主视图的角度中也可以呈矩形,从而使得多个粗化结构整体呈方波锯齿状,如图4所示。或者粗化结构在发光器件的主视图中呈圆弧形,多个粗化结构整体呈圆弧波浪状,如图5所示。甚至,在其他一些示例当中各粗化结构的形状并不一致,如部分粗化结构呈三角形,部分粗化结构呈矩形,还有一部分呈圆弧状,所以,多个粗化结构整体呈不规则的凹凸起伏状。
可以理解的是,当粗化结构730在主视图中呈三角形时,粗化结构730实际可以是多棱锥状,例如,粗化结构730为金字塔形;或者是粗化结构730实际也可以为圆锥形。
S608:对钝化层与绝缘层进行蚀刻外露出外延层的电极设置区。
本实施例中,蚀刻钝化层与绝缘层的方式可以为干法蚀刻也可以为湿法蚀刻,在本实施例的一些示例当中,可以采用光刻工艺蚀刻钝化层与绝缘层:先根据需要刻蚀形成的图案制备光刻胶掩膜版,光刻胶掩膜版中各区域的厚度不同,甚至有些区域是镂空的。当光刻开始以后,如果一个区域中有光刻胶,则光刻胶会先遭到蚀刻,如果一个区域中没有光刻胶,则钝化层会直接遭到蚀刻,随后是绝缘层,直至电极设置区外露。在设置光刻胶掩膜版时,应当要考虑光刻胶掩膜版各处的厚度,例如,光刻胶最厚处的厚度至少应当保证在“电极设置区中的钝化层及绝缘层被完全蚀刻”时,该最厚部分的钝化层基本不被刻蚀,甚至是完全未遭到刻蚀。
请参见图7(d),对钝化层73与绝缘层72进行蚀刻时,可以从钝化层73顶面的第一台阶面与第二台阶面两处进行蚀刻。应当理解的是,由于蚀刻的目的是为了暴露外延层71的两个电极设置区,因此,蚀刻的时候并不需要将钝化层的两个台阶面全部的区域均蚀刻掉,例如,针对第一台阶面进行蚀刻时,可以仅对第一台阶面中与电极设置区对应的区域进行蚀刻,同样地,在第二台阶面上进行蚀刻时,也仅需要针对第二台阶面与电极设置区对应的区域进行蚀刻。蚀刻的过程中,被蚀刻区域中的钝化层、绝缘层依次被刻掉,直至对应的电极设置区外露。
S610:在电极设置区设置与外延层连接的电极。
在电极设置区外露后,可以在电极设置区中设置与外延层连接的电极74,请参见图7(e)。例如,可以先在两个电极设置区上分别形成金属电极层,然后对金属电极层进行图案化处理得到P电极与N电极。金属电极层可以通过蒸镀或者PVD工艺形成。P电极与N电极的材质可以相同也可以不同,所以,形成在两个电极设置区的金属电极层的材质可以相同也可以不同。金属电极层的材质包括但不限于镉(Cr)、铝(Al)、钛(Ti)、镍(Ni)、金(Au)等。形成金属电极层后,在金属电极层上涂覆光刻胶,形成光刻胶层。然后通过光刻得到图案化的光刻胶层,接着通过刻蚀将光刻胶层上的图案复制到金属电极层上,使金属电极层形成对应图形。
本实施例提供的发光器件制备方法,设置了绝缘层与钝化层两个层结构来实现对外延层的钝化,增强了钝化效果,避免外部电气结构对外延层电气性能的影响,提升了发光器件的品质。而且,还会在钝化层的表面上设置粗化结构,从而避免了发光器件内部的光在射出时遭遇全反射从而被限制在发光器件内部,得不到利用的问题,提升了发光器件的光提取效率,增强了发光器件的显示效果。更进一步地,在形成绝缘层时可采用ALD工艺,不仅能够保证绝缘层各处的厚度均匀,而且可以以较小厚度满足绝缘层绝缘性能的要求,从而节约生产成本,提升生产效益,减小发光器件的体积。
又一种可选的实施例:
为了使本领域技术人员对前述实施例中所提供发光器件的优点与结构细节更清楚,本实施例将结合图8以及对应的示例继续对该发光器件进行介绍:
发光器件80包括外延层、氧化铝绝缘层82以及二氧化硅钝化层83、N电极841以及P电极842,其中,外延层从下至上依次包括缓冲层811,N型GaN层812,MQW量子阱层813,P型GaN层814。
缓冲层811为GaN或AlN,膜厚为10-50nm。
N型GaN层812膜厚为100-1000nm,掺杂源包括但不限于SiH4,可选地,掺杂浓度为1×1018-1×1020cm-3
MQW量子阱层813位于N型GaN层812上,其可以为势阱层与势垒层交替生长形成,也即MQW量子阱层813中势阱层与势垒层交替堆叠,周期数可以为5-15,例如,在本实施例的一种示例当中,周期数为5,在另外一种示例当中,周期数为15,还有一些示例当中的周期数可以为10。
P型GaN层814生长在MQW量子阱层813上,膜厚为100-300nm,掺杂源包括但不限于CP2Mg(二茂镁),掺杂浓度可以为1×1019-1×1021cm-3
在本实施例中,氧化铝绝缘层82采用ALD工艺形成,膜厚为10-100nm,例如,在本实施例的一种示例当中,氧化铝绝缘层82的厚度为50nm。
二氧化硅钝化层83生长在氧化铝绝缘层82上,生长方式可采用蒸镀、溅射、沉积等多种方法。二氧化硅钝化层83的各个表面上均设置有凹凸的粗化结构830,在本实施例的一些示例当中,粗化结构830呈圆锥状,其可以减小光射出过程中遭遇全反射的可能性,有利于提高发光器件80的光提取效率。
同时,二氧化硅钝化层83与氧化铝绝缘层82形成“双层钝化结构”,能够提升钝化效果,使外延层与外界的其他电气结构形成良好的电气隔绝,提升了发光器件80的性能。
N电极841、P电极842是分别与N型GaN层812、P型GaN层814欧姆接触的金属材料叠层。
上述各实施例中所提供的发光器件可包括但不限于Micro-LED(微LED)、mini-LED(迷你LED)或者是OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)等。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种发光器件,其特征在于,包括:
外延层;
包覆所述外延层主出光面以外区域的绝缘层;以及
包覆所述绝缘层的钝化层;
其中,所述主出光面为所述外延层与电极设置面相对的表面,所述钝化层的表面具有多个凹凸的粗化结构。
2.如权利要求1所述的发光器件,其特征在于,所述绝缘层的材质为氧化铝。
3.如权利要求1所述的发光器件,其特征在于,所述钝化层对可见光的折射率小于氧化铝对可见光的折射率。
4.如权利要求3所述的发光器件,其特征在于,所述钝化层的材质为二氧化硅。
5.如权利要求1-4任一项所述的发光器件,其特征在于,所述绝缘层通过原子层淀积ALD工艺制备形成。
6.如权利要求1-4任一项所述的发光器件,其特征在于,所述粗化结构仅设置在所述钝化层与所述主出光面相对的表面上,或,所述粗化结构遍布所述钝化层表面的所有区域。
7.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备中包括如权利要求1-6任一项所述的发光器件。
8.一种发光器件制备方法,其特征在于,包括:
在外延层主出光面以外的区域上形成绝缘层,所述主出光面为所述外延层与电极设置面相对的表面;
在所述绝缘层上形成钝化层;
对所述钝化层的表面进行粗化处理形成多个凹凸的粗化结构;
对所述钝化层与所述绝缘层进行蚀刻以外露出所述外延层的电极设置区;
在所述电极设置区设置与所述外延层连接的电极。
9.如权利要求8所述的发光器件制备方法,其特征在于,所述对所述钝化层的表面进行粗化处理形成多个凹凸的粗化结构包括:
采用光刻工艺对所述钝化层的表面进行图案化处理形成多个凹凸的粗化结构。
10.如权利要求8或9所述的发光器件制备方法,其特征在于,所述在外延层主出光面以外的区域上形成绝缘层包括:
采用原子层淀积ALD工艺在所述外延层主出光面以外的区域上形成绝缘层。
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