CN113990991A - 一种发光二极管及制作方法 - Google Patents
一种发光二极管及制作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113990991A CN113990991A CN202111422872.3A CN202111422872A CN113990991A CN 113990991 A CN113990991 A CN 113990991A CN 202111422872 A CN202111422872 A CN 202111422872A CN 113990991 A CN113990991 A CN 113990991A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- substrate
- layer
- led chip
- semiconductor layer
- led
- 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.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 96
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 49
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims description 22
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 18
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 14
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 7
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 4
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical class [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 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
- H01L33/02—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
- H01L33/48—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 body packages
- H01L33/52—Encapsulations
- H01L33/54—Encapsulations having a particular shape
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
本发明提供一种发光二极管及制作方法，该发光二极管包括图形化衬底及位于图形化衬底上的LED芯片，该图形化衬底包括具有若干个凸起的基板，凸起包括叠置的锥体及台体，带有锥体的图形化衬底更有利于发光二极管出光效率的提升，同时凸起的侧壁表面及基板的表面沉积有缓冲层，缓冲层可以改善基板与外延层的晶格失配，从而提高外延生长的质量，得到较好的表面状况以及外延片均匀性，从而提高外延层的发光效率。同时，缓冲层有利于使LED芯片形成倾斜的侧壁，从而增加LED芯片的侧面面积，提高侧面的反光，进一步提高出光效率。
Description
技术领域
本发明涉及发光半导体技术领域，尤其涉及发光二极管及制作方法。
背景技术
目前，发光二极管(Light-emitting diodes，简称LED)以其高效率、长寿命、全固态、自发光和绿色环保等优点，已经被广泛应用于照明和显示两大领域。尤其是氮化镓系发光二极管因其带隙覆盖各种色光，成为国内外产学研各界重点研究的对象，并且在外延和芯片技术上取得了重大的进展。但是目前LED依然存在发光效率偏低的问题。其中一个原因是由于衬底的缺陷较多吸收了量子阱(MQW)发出的部分光子，另外一个原因为受限于芯片的出光面积及出光效率。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种发光二极管及制作方法，用于提高出光效率。
本发明提供一种发光二极管，所述发光二极管包括：
图形化衬底，所述图形化衬底包括具有若干个凸起的基板，所述凸起的侧壁表面及所述基板的表面沉积有缓冲层，所述凸起包括叠置的锥体及台体，所述锥体和基板的材料不同；
LED芯片，所述LED芯片位于所述图形化衬底上，并具有底部向内倾斜的侧壁。
可选地，所述台体与基板的材料相同。
可选地，所述LED芯片的折射率>所述基板的折射率>所述锥体的折射率。
可选地，所述缓冲层的材料为AlN、AlGaN、AlInGaN中的一种或任意种。
可选地，所述基板的材料为蓝宝石、SiC、Si、ZnO中的一种或任意种，所述锥体的材料为蓝宝石、SiC、Si、ZnO、SiO2、SiN、SiO中的一种或任意种。
可选地，所述LED芯片包括第一半导体层、有源层、以及与所述第一半导体层导电类型相反的第二半导体层。
可选地，所述LED芯片的边缘还具有贯穿所述第二半导体层、有源层、及所述第一半导体层上层区域的凹处，以形成显露所述第一半导体层的台面；在竖直方向上，所述LED芯片的侧壁所在面与所述基板的交线位于所述台面的内边缘线以内。
可选地，所述锥体的竖直高度为H1，所述台体的竖直高度为H2，其中，0.5≤H1/H2≤1。
可选地，所述缓冲层的厚度为
可选地，所述LED芯片的侧壁与水平面形成的夹角为A，其中A≤45°
本发明还提供一种发光二极管的制作方法，所述制作方法包括如下步骤：
提供基板，并在所述基板上沉积介质层；
刻蚀所述介质层及基板的上层区域，形成若干个凸起，并在所述凸起的侧壁表面及刻蚀后所述基板的表面沉积缓冲层，从而获得图形化衬底，所述凸起包括叠置的锥体及台体，所述锥体和基板的材料不同；
在所述图形化衬底上形成外延层；
通过隐切工艺在所述外延层中形成贯穿所述外延层的沟槽，以将所述外延层分隔为若干个LED芯片；
通过酸液侧向刻蚀的方式对所述沟槽两侧的外延层进行刻蚀，使所述LED芯片形成底部向内倾斜的侧壁。
可选地，所述台体与基板的材料相同。
可选地，所述外延层的折射率>所述基板的折射率>所述锥体的折射率。
可选地，所述缓冲层的材料为AlN、AlGaN、AlInGaN中的一种或任意种。
可选地，所述基板的材料为蓝宝石、SiC、Si、ZnO中的一种或任意种，所述锥体的材料为蓝宝石、SiC、Si、ZnO、SiO2、SiN、SiO中的一种或任意种。
可选地，所述外延层包括第一半导体层、有源层、以及与所述第一半导体层导电类型相反的第二半导体层。
可选地，所述LED芯片的边缘还具有贯穿所述第二半导体层、有源层、及所述第一半导体层上层区域的凹处，以形成显露所述第一半导体层的台面；在竖直方向上，所述LED芯片的侧壁所在面与所述基板的交线位于所述台面的内边缘线以内。
可选地，所述LED芯片的侧壁与水平面形成的夹角为A，其中A≤45°。
可选地，所述缓冲层的厚度为
可选地，所述锥体的竖直高度为H1，所述台体的竖直高度为H2，其中，0.5≤H1/H2≤1。
综上所述，本发明提供一种发光二极管及制作方法，该发光二极管包括图形化衬底及位于图形化衬底上的LED芯片，该图形化衬底包括具有若干个凸起的基板，凸起包括叠置的锥体及台体，带有锥体的图形化衬底更有利于发光二极管出光效率的提升，同时凸起的侧壁表面及基板的表面沉积有缓冲层，缓冲层可以改善基板与外延层的晶格失配，从而提高外延生长的质量，得到较好的表面状况以及外延片均匀性，从而提高外延层的发光效率。同时，缓冲层有利于使LED芯片形成倾斜的侧壁，从而增加LED芯片的侧面面积，提高侧面的反光，进一步提高出光效率。
附图说明
图1显示为在基板上沉积介质层的结构示意图。
图2显示为刻蚀基板及介质层后的结构示意图。
图3显示为沉积的缓冲层的结构示意图。
图4显示为在图形化衬底上形成外延层的结构示意图。
图5显示为形成沟槽的结构示意图。
图6显示为刻蚀LED芯片后形成倾斜侧壁的结构示意图。
图7显示为带有台面的LED芯片结构示意图。
图8显示为图7中部分区域放大后的结构示意图。
元件标号说明
1 图形化衬底
2 外延层
12 凸起
13 缓冲层
21 第一芯片
22 第二芯片
24 交线
31 沟槽
32 凹处
34 内边缘线
101 基板
102 介质层
111 台体
121 锥体
201 第一半导体层
202 有源层
203 第二半导体层
204 台面
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量、位置关系及比例可在实现本方技术方案的前提下随意改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。因此，可以预见到例如因为制造技术和/或公差而导致示意图中的形状有所变化。因此，示例性实施例不应该被认为限于图中所示区域的具体形状，而是还可以包括由例如制造工艺造成的形状偏差。在附图中，为了清晰起见，可能会放大某些层和区域的长度和尺寸。附图中的相似附图标记表示相似的部件。还应该理解到，当某一层被称为“位于其它层或基板上”时，该层可以直接位于其它层或基板上，或者也可以存在中间层。
实施例一
本实施例提供一种发光二极管的制作方法，所述制作方法包括如下步骤：
S1：提供基板101，并在所述基板101上沉积介质层102，如图1所示；
接着，进行步骤S2：刻蚀所述介质层102及基板101的上层区域，形成若干个凸起12，并在所述凸起12的侧壁表面及刻蚀后所述基板101的表面沉积缓冲层13，从而获得图形化衬底1，所述凸起12包括叠置的锥体121及台体111，所述锥体121和基板101的材料不同，如图2-3所示；
具体地，所述锥体121为所述介质层102刻蚀后得到，所述台体111为所述基板101刻蚀后得到，即所述台体111与基板101的材料相同，所述锥体121对应位于所述台体111上，所述凸起12可以是球冠、圆锥、多棱锥等形状，若干个所述凸起12的形状可以相同也可以不同，可以呈随机排布或周期性阵列排布，此外，相邻凸起12之间的间距可以根据需要进行设定，此处不作过多限制。
接着，进行步骤S3：在所述图形化衬底1上形成外延层2，如图4所示；
进一步地，所述外延层2包括第一半导体层201、有源层202、以及与所述第一半导体层201导电类型相反的第二半导体层203，例如所述第一半导体层201可以是n型半导体，所述第二半导体层203则为p型，所述有源层202即为用于发光的量子阱区，所述有源层202可以是红光、绿光、蓝光等发光类型。
进一步地，所述外延层2的折射率>所述基板101的折射率>所述锥体121的折射率。
具体地，所述基板101的材料为蓝宝石、SiC、Si、ZnO中的一种或任意种，优选为蓝宝石；所述锥体121的材料为蓝宝石、SiC、Si、ZnO、SiO2、SiN、SiO中的一种或任意种，优选为SiO2。应当理解的是，所述锥体121为所述介质层102刻蚀后得到，因此本实施例中所述锥体121与所述介质层102的材料相同。
本实施例中以基板101材料为蓝宝石、锥体121材料为SiO2为例，二氧化硅材料的折射率约为1.45，蓝宝石材料的折射率约为1.78，对于主体材料为GaN的外延层2来说，二氧化硅与GaN之间的折射率差更大(GaN材料的折射率约为2.5)，从而外延层发出的光线到达所述图形化衬底1后更容易发生全反射，相对于单独的蓝宝石材料作为衬底而言，本发明中带有所述锥体121的图形化衬底1更有利于发光二极管出光效率的提升。
进一步地，所述锥体121的竖直高度为H1，所述台体111的竖直高度为H2，其中，0.5≤H1/H2≤1。通过限制所述锥体121的高度，能够获得更佳的出光效果，提升发光亮度。
进一步地，所述缓冲层13的材料为AlN、AlGaN、AlInGaN中的一种或任意种，优选为AlN。所述缓冲层13可采用MOCVD或PVD磁控溅射技术进行沉积。其中，MOCVD的方式对衬底材质要求较高，不易控制，而PVD成核的方式控制较为简单，优选用PVD磁控溅射技术的方法。
进一步地，所述缓冲层13的厚度为
具体地，控制所述缓冲层13的厚度在合适的范围内，可以改善所述基板101与外延层2的晶格失配，减弱因蓝宝石与GaN之间晶格失配造成的应力影响，从而提高外延生长的质量，以及得到较好的表面状况以及外延片均匀性，从而提高外延层的发光效率。同时，所述缓冲层13还能够对后续步骤S5中的侧向刻蚀产生影响。
接着，进行步骤S4：通过隐切工艺在所述外延层2中形成贯穿所述外延层2的沟槽31，以将所述外延层2分隔为若干个LED芯片，如图5所示；具体地，所述隐切工艺为激光切割的工艺。
具体地，本实施例中若干个所述LED芯片包括第一芯片21、第二芯片22。
接着，进行步骤S5：通过侧向刻蚀的方式对所述沟槽31两侧的外延层2进行刻蚀，使所述LED芯片形成底部向内倾斜的侧壁，如图6所示。进一步地，所述LED芯片的侧壁与水平面形成的夹角为A，其中A≤45°，例如夹角A可以是5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°。
具体地，将所述LED芯片的侧壁刻蚀为倾斜的形状，相当于增加了所述LED芯片的侧面面积，从而提高侧面的反光，使光线更多地从所述LED芯片的正面出射，从而提高出光效率。
步骤S5中侧向刻蚀的速率与所述缓冲层13的厚度有较大的关系，所述缓冲层有利于使LED芯片形成倾斜的侧壁，所述缓冲层的厚度越厚则侧向刻蚀越快，越容易实现小角度的角度A。角度A越小则所述LED芯片的侧面面积越大，越能提高侧面的反光作用。但是所述缓冲层13的厚度也不能过于厚，否则容易出现过蚀刻的现象，因此限定所述缓冲层13的厚度为
侧向刻蚀的时间控制在200s-400s范围。所述侧向刻蚀可通过酸液侧向腐蚀的工艺实现，其中，具体酸液的配比为硫酸(H2SO4)：磷酸(H3PO4)＝1：3。
进一步地，所述LED芯片的边缘还具有贯穿所述第二半导体层203、有源层202、及所述第一半导体层201上层区域的凹处32，以形成显露所述第一半导体层201的台面204；在竖直方向上，所述LED芯片的侧壁所在面与所述基板101的交线24位于所述台面的内边缘线34以内，如图7-8所示。需要说明的是，因为示意图中展示的是截面图，因此交线24及内边缘线34在图中显示为一个点。
具体地，所述台面204也被称为MESA，是发光二极管中较为常见的结构，其作用是为了后续制作与所述第一半导体层201连接的电极。限定在竖直方向上，所述LED芯片的侧壁所在面与所述基板101的交线24位于所述台面的内边缘线34以内，即所述交线24位于所述凸起12底面所在平面，且所述内边缘线34在所述凸起12底面所在平面的投影位于所述交线24的外围，从而保证所述LED芯片的侧壁足够倾斜，使得所述LED芯片的侧面面积足够大。
实施例二
本实施例提供一种发光二极管，如图6所示，所述发光二极管可以由上述实施例一中的方法制作，但不局限于实施例一中的方法，所述发光二极管具体包括：
图形化衬底1，所述图形化衬底1包括具有若干个凸起12的基板101，所述凸起12的侧壁表面及所述基板101的表面沉积有缓冲层13，所述凸起12包括叠置的锥体121及台体111，所述锥体121和基板101的材料不同；
LED芯片，所述LED芯片位于所述图形化衬底1上，并具有底部向内倾斜的侧壁。
具体地，所述台体111可通过刻蚀所述基板101的上层区域得到，即所述台体111与基板101的材料相同。所述锥体121对应位于所述台体111上，所述凸起12可以是球冠、圆锥、多棱锥等形状，若干个所述凸起12的形状可以相同也可以不同，可以呈随机排布或周期性阵列排布，此外，相邻凸起12之间的间距可以根据需要进行设定，此处不作过多限制，所述LED芯片为第一芯片21或第二芯片22，可以是外延层2分隔后得到。
进一步地，所述LED芯片的折射率>所述基板101的折射率>所述锥体121的折射率。
具体地，所述基板101的材料为蓝宝石、SiC、Si、ZnO中的一种或任意种，优选为蓝宝石；所述锥体121的材料为蓝宝石、SiC、Si、ZnO、SiO2、SiN、SiO中的一种或任意种，优选为SiO2。
本实施例中以基板101材料为蓝宝石、锥体121材料为SiO2为例，二氧化硅材料的折射率约为1.45，蓝宝石材料的折射率约为1.78，对于主体材料为GaN的LED芯片来说，二氧化硅与GaN之间的折射率差更大(GaN材料的折射率约为2.5)，从而LED芯片发出的光线到达所述图形化衬底1后更容易发生全反射，相对于单独的蓝宝石材料作为衬底而言，本发明中的带有所述锥体121的图形化衬底1更有利于LED出光效率的提升。
进一步地，所述锥体121的竖直高度为H1，所述台体111的竖直高度为H2，其中，0.5≤H1/H2≤1。通过限制所述锥体121的高度，能够获得更佳的出光效果，提升发光亮度。
进一步地，所述缓冲层13的材料为AlN、AlGaN、AlInGaN中的一种或任意种，优选为AlN。所述缓冲层13可采用MOCVD或PVD磁控溅射技术进行沉积。其中，MOCVD的方式对衬底材质要求较高，不易控制，而PVD成核的方式控制较为简单，优选用PVD磁控溅射技术的方法。
进一步地，所述缓冲层13的厚度为
具体地，控制所述缓冲层13的厚度在合适的范围内，可以改善所述基板101与LED芯片的晶格失配，减弱因蓝宝石与GaN之间晶格失配造成的应力影响，从而提高外延生长的质量，以及得到较好的表面状况以及外延片均匀性，从而提高发光效率。
进一步地，所述LED芯片的侧壁与水平面形成的夹角为A，其中A≤45°，例如夹角A可以是5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°。
具体地，将所述LED芯片的侧壁刻蚀为倾斜的形状，相当于增加了所述LED芯片的侧面面积，从而提高侧面的反光，使光线更多地从所述LED芯片的正面出射，从而提高出光效率。
进一步地，所述LED芯片包括第一半导体层201、有源层202、以及与所述第一半导体层201导电类型相反的第二半导体层203，例如所述第一半导体层201可以是n型半导体，所述第二半导体层203则为p型，所述有源层202即为用于发光的量子阱区，所述有源层202可以是红光、绿光、蓝光等发光类型。
进一步地，所述LED芯片的边缘还具有贯穿所述第二半导体层203、有源层202、及所述第一半导体层201上层区域的凹处32，以形成显露所述第一半导体层201的台面204；在竖直方向上，所述LED芯片的侧壁所在面与所述基板101的交线24位于所述台面的内边缘线34以内，如图7-8所示。需要说明的是，因为示意图中展示的是截面图，因此交线24及内边缘线34在图中显示为一个点。
具体地，所述台面204也被称为MESA，是发光二极管中较为常见的结构，其作用是为了后续制作与所述第一半导体层201连接的电极。限定在竖直方向上，所述LED芯片的侧壁所在面与所述基板101的交线24位于所述台面的内边缘线34以内，即所述交线24位于所述凸起12底面所在平面，且所述内边缘线34在所述凸起12底面所在平面的投影位于所述交线24的外围，从而保证所述LED芯片的侧壁足够倾斜，使得所述LED芯片的侧面面积足够大。
综上所述，本发明提供一种发光二极管及制作方法，该发光二极管包括图形化衬底及位于图形化衬底上的LED芯片，该图形化衬底包括具有若干个凸起的基板，凸起包括叠置的锥体及台体，带有锥体的图形化衬底更有利于发光二极管出光效率的提升，同时凸起的侧壁表面及基板的表面沉积有缓冲层，缓冲层可以改善基板与外延层的晶格失配，从而提高外延生长的质量，得到较好的表面状况以及外延片均匀性，从而提高外延层的发光效率。同时，缓冲层有利于使LED芯片形成倾斜的侧壁，从而增加LED芯片的侧面面积，提高侧面的反光，进一步提高出光效率。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (20)
1.一种发光二极管，其特征在于，所述发光二极管包括：
图形化衬底，所述图形化衬底包括具有若干个凸起的基板，所述凸起的侧壁表面及所述基板的表面沉积有缓冲层，所述凸起包括叠置的锥体及台体，所述锥体和基板的材料不同；
LED芯片，所述LED芯片位于所述图形化衬底上，并具有底部向内倾斜的侧壁。
2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述台体与基板的材料相同。
3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述LED芯片的折射率>所述基板的折射率>所述锥体的折射率。
4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述缓冲层的材料为AlN、AlGaN、AlInGaN中的一种或任意种。
5.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述基板的材料为蓝宝石、SiC、Si、ZnO中的一种或任意种，所述锥体的材料为蓝宝石、SiC、Si、ZnO、SiO2、SiN、SiO中的一种或任意种。
6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述LED芯片包括第一半导体层、有源层、以及与所述第一半导体层导电类型相反的第二半导体层。
7.根据权利要求6所述的发光二极管，其特征在于，所述LED芯片的边缘还具有贯穿所述第二半导体层、有源层、及所述第一半导体层上层区域的凹处，以形成显露所述第一半导体层的台面；在竖直方向上，所述LED芯片的侧壁所在面与所述基板的交线位于所述台面的内边缘线以内。
8.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述锥体的竖直高度为H1，所述台体的竖直高度为H2，其中，0.5≤H1/H2≤1。
9.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述缓冲层的厚度为
10.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述LED芯片的侧壁与水平面形成的夹角为A，其中A≤45°。
11.一种发光二极管的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括如下步骤：
提供基板，并在所述基板上沉积介质层；
刻蚀所述介质层及基板的上层区域，形成若干个凸起，并在所述凸起的侧壁表面及刻蚀后所述基板的表面沉积缓冲层，从而获得图形化衬底，所述凸起包括叠置的锥体及台体，所述锥体和基板的材料不同；
在所述图形化衬底上形成外延层；
通过隐切工艺在所述外延层中形成贯穿所述外延层的沟槽，以将所述外延层分隔为若干个LED芯片；
通过酸液侧向刻蚀的方式对所述沟槽两侧的外延层进行刻蚀，使所述LED芯片形成底部向内倾斜的侧壁。
12.根据权利要求11所述的制作方法，其特征在于，所述台体与基板的材料相同。
13.根据权利要求11所述的制作方法，其特征在于，所述外延层的折射率>所述基板的折射率>所述锥体的折射率。
14.根据权利要求11所述的制作方法，其特征在于，所述缓冲层的材料为AlN、AlGaN、AlInGaN中的一种或任意种。
15.根据权利要求11所述的制作方法，其特征在于，所述基板的材料为蓝宝石、SiC、Si、ZnO中的一种或任意种，所述锥体的材料为蓝宝石、SiC、Si、ZnO、SiO2、SiN、SiO中的一种或任意种。
16.根据权利要求11所述的制作方法，其特征在于，所述外延层包括第一半导体层、有源层、以及与所述第一半导体层导电类型相反的第二半导体层。
17.根据权利要求16所述的制作方法，其特征在于，所述LED芯片的边缘还具有贯穿所述第二半导体层、有源层、及所述第一半导体层上层区域的凹处，以形成显露所述第一半导体层的台面；在竖直方向上，所述LED芯片的侧壁所在面与所述基板的交线位于所述台面的内边缘线以内。
18.根据权利要求11所述的制作方法，其特征在于，所述LED芯片的侧壁与水平面形成的夹角为A，其中A≤45°。
19.根据权利要求11所述的制作方法，其特征在于，所述缓冲层的厚度为
20.根据权利要求11所述的制作方法，其特征在于，所述锥体的竖直高度为H1，所述台体的竖直高度为H2，其中，0.5≤H1/H2≤1。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111422872.3A CN113990991A (zh) | 2021-11-26 | 2021-11-26 | 一种发光二极管及制作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111422872.3A CN113990991A (zh) | 2021-11-26 | 2021-11-26 | 一种发光二极管及制作方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113990991A true CN113990991A (zh) | 2022-01-28 |
Family
ID=79732159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111422872.3A Pending CN113990991A (zh) | 2021-11-26 | 2021-11-26 | 一种发光二极管及制作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113990991A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116682912A (zh) * | 2023-06-21 | 2023-09-01 | 惠科股份有限公司 | 发光芯片、显示面板、发光组件及其制作方法 |
| CN116682912B (zh) * | 2023-06-21 | 2024-05-28 | 惠科股份有限公司 | 发光芯片、显示面板、发光组件及其制作方法 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009076647A (ja) * | 2007-09-20 | 2009-04-09 | Tekcore Co Ltd | 発光ダイオード素子の製造方法 |
| CN101604718A (zh) * | 2009-07-03 | 2009-12-16 | 武汉华灿光电有限公司 | 一种侧面倾斜的发光二极管芯片及其制备方法 |
| CN103715319A (zh) * | 2012-09-28 | 2014-04-09 | 上海蓝光科技有限公司 | 一种发光二极管及其制作方法 |
| CN105762250A (zh) * | 2016-02-26 | 2016-07-13 | 华灿光电股份有限公司 | 一种发光二极管及其制作方法 |
| CN109728145A (zh) * | 2019-02-14 | 2019-05-07 | 武汉大学 | 一种具有图形化结构的发光二极管芯片及其制作方法 |
| CN109786524A (zh) * | 2019-02-22 | 2019-05-21 | 湘能华磊光电股份有限公司 | 一种具有新型pss结构的led外延层及其制备方法 |
| CN110137323A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-08-16 | 福建兆元光电有限公司 | 带有AlN缓冲层的LED芯片及制造方法 |
| CN111244238A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-06-05 | 湘能华磊光电股份有限公司 | 一种高亮度半导体发光二极管芯片及其制作方法 |
| CN112467005A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-03-09 | 福建中晶科技有限公司 | 一种多复合层图形化蓝宝石衬底的制备方法 |
| CN113066911A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-07-02 | 厦门三安光电有限公司 | Led外延片衬底结构及其制备方法、led芯片及其制备方法 |
| CN113066914A (zh) * | 2021-04-16 | 2021-07-02 | 厦门三安光电有限公司 | 一种led芯片 |
| CN113161459A (zh) * | 2021-02-25 | 2021-07-23 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 图形化衬底、发光二极管外延片及其制备方法 |
-
2021
- 2021-11-26 CN CN202111422872.3A patent/CN113990991A/zh active Pending
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009076647A (ja) * | 2007-09-20 | 2009-04-09 | Tekcore Co Ltd | 発光ダイオード素子の製造方法 |
| CN101604718A (zh) * | 2009-07-03 | 2009-12-16 | 武汉华灿光电有限公司 | 一种侧面倾斜的发光二极管芯片及其制备方法 |
| CN103715319A (zh) * | 2012-09-28 | 2014-04-09 | 上海蓝光科技有限公司 | 一种发光二极管及其制作方法 |
| CN105762250A (zh) * | 2016-02-26 | 2016-07-13 | 华灿光电股份有限公司 | 一种发光二极管及其制作方法 |
| CN109728145A (zh) * | 2019-02-14 | 2019-05-07 | 武汉大学 | 一种具有图形化结构的发光二极管芯片及其制作方法 |
| CN109786524A (zh) * | 2019-02-22 | 2019-05-21 | 湘能华磊光电股份有限公司 | 一种具有新型pss结构的led外延层及其制备方法 |
| CN110137323A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-08-16 | 福建兆元光电有限公司 | 带有AlN缓冲层的LED芯片及制造方法 |
| CN111244238A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-06-05 | 湘能华磊光电股份有限公司 | 一种高亮度半导体发光二极管芯片及其制作方法 |
| CN112467005A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-03-09 | 福建中晶科技有限公司 | 一种多复合层图形化蓝宝石衬底的制备方法 |
| CN113161459A (zh) * | 2021-02-25 | 2021-07-23 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 图形化衬底、发光二极管外延片及其制备方法 |
| CN113066914A (zh) * | 2021-04-16 | 2021-07-02 | 厦门三安光电有限公司 | 一种led芯片 |
| CN113066911A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-07-02 | 厦门三安光电有限公司 | Led外延片衬底结构及其制备方法、led芯片及其制备方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116682912A (zh) * | 2023-06-21 | 2023-09-01 | 惠科股份有限公司 | 发光芯片、显示面板、发光组件及其制作方法 |
| CN116682912B (zh) * | 2023-06-21 | 2024-05-28 | 惠科股份有限公司 | 发光芯片、显示面板、发光组件及其制作方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8274093B2 (en) | Semiconductor light emitting device and method of fabricating the same | |
| KR101258583B1 (ko) | 나노 로드 발광 소자 및 그 제조 방법 | |
| US8519412B2 (en) | Semiconductor light-emitting device and method for manufacturing thereof | |
| JP5270088B2 (ja) | 垂直型発光素子及びその製造方法 | |
| US8247822B2 (en) | Semiconductor light-emitting device | |
| US8664026B2 (en) | Method for fabricating semiconductor lighting chip | |
| US10355168B2 (en) | Light-emitting device with patterned substrate | |
| CN103227258A (zh) | 图案化基板及堆栈发光二极管结构 | |
| US11961939B2 (en) | Method of manufacturing a light-emitting device | |
| WO2012048506A1 (zh) | 发光二极管及其制造方法 | |
| TW201306301A (zh) | 製造半導體發光二極體的方法 | |
| US9306122B2 (en) | Light emitting diode and a manufacturing method thereof, a light emitting device | |
| CN115699324A (zh) | 单片led阵列及其前体 | |
| KR101425167B1 (ko) | 질화물 반도체 발광소자 제조방법 및 이에 의해 제조된질화물 반도체 발광소자 | |
| CN107768494B (zh) | 一种led外延结构及其制备方法 | |
| KR20050062832A (ko) | 발광 소자용 질화물 반도체 템플레이트 제조 방법 | |
| CN210092086U (zh) | 一种半导体发光器件 | |
| KR101338274B1 (ko) | 질화물계 발광 소자 및 그 제조방법 | |
| CN115064624A (zh) | 一种发光二极管及制作方法 | |
| CN113990991A (zh) | 一种发光二极管及制作方法 | |
| US11522112B2 (en) | Light emitting diode and manufacturing method thereof | |
| US20210343902A1 (en) | Optoelectronic semiconductor component having a sapphire support and method for the production thereof | |
| US8394653B2 (en) | Method for fabricating semiconductor lighting chip | |
| US20130309795A1 (en) | Method for manufacturing led chip with inclined side surface | |
| TWI425656B (zh) | 發光二極體晶片及其製造方法 |
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 |