CN117276444A - 一种发光二极管及发光装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种发光二极管及发光装置。发光二极管包括半导体叠层、第二电极、第一电流扩展层。所述半导体叠层包括依次层叠的第一半导体层、发光层和第二半导体层；所述第二电极位于所述第二半导体层上，并且与所述第二半导体层电连接；所述第一电流扩展层，位于所述第二电极上，且至少覆盖部分所述第二电极。通过上述在第二电极上方设置第一电流扩展层的方式，不仅能有效解决现有技术中光经过电极底部的电流扩展层时被电流扩展层吸收所导致的光取出损耗的问题，从而提升发光二极管的出光效率，还能通过增加电通路，增加电流扩展通道，进而达到降低电压，提高抗ESD能力的目的。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种发光二极管及发光装置。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，通常是由如GaN、GaAs、GaP、GaAsP等半导体制成，其核心是具有发光特性的PN结，在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区，进入对方区域的少数载流子一部分与多数载流子复合而发光。LED具有发光强度大、效率高、体积小、使用寿命长等优点，被认为是当前最具有潜力的光源之一。
目前，现有的发光二极管通常在电极下方设电流扩展层实现电流扩展，然而由于电流扩展层会吸收光，因此该设计会导致光经过电极底部的电流扩展层时有一部分光被电流扩展层吸收，且取出的光经过电极反射后再次经过电流扩展层又会出现损耗，从而影响发光二极管的光取出，且还存在电极附近的电流密度较高，抗ESD冲击能力较弱的现象。
发明内容
本发明提供一种发光二极管，解决了背景技术中至少一个技术问题以有效提高光电效果。
一方面，本发明提供了一种发光二极管，包括半导体叠层、第二电极、第一电流扩展层。所述半导体叠层包括依次层叠的第一半导体层、发光层和第二半导体层；所述第二电极位于所述第二半导体层上，并且与所述第二半导体层电连接；所述第一电流扩展层，位于所述第二电极上，且至少覆盖部分所述第二电极。
另一方面，本申请还提供一种发光二极管，包括半导体叠层、第二电流阻挡层、第二电极、第一电流扩展层。所述半导体叠层包括依次层叠的第一半导体层、发光层和第二半导体层；第二电流阻挡层位于所述第二半导体层上，且与所述第二半导体层接触；第二电极位于所述第二电流阻挡层上，且所述第二电极的俯视投影位于所述第二电流阻挡层内；第一电流扩展层位于所述第二电极上，至少覆盖部分所述第二电极。
本发明还提供一种发光装置，采用如上任一实施例所述的发光二极管。
本发明提供的发光二极管通过在电极上方设置电流扩展层的方式不仅能有效解决现有技术中光经过电极底部的电流扩展层时被电流扩展层吸收所导致的光取出损耗的问题，从而提升发光二极管的出光效率，还能通过增加电通路，增加电流扩展通道，进而达到降低电压，提高抗ESD能力的目的。
本发明的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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它的附图。
图1是本发明实施例一提供的发光二极管的剖视图；
图2是本发明实施例一提供的另一发光二极管的剖视图；
图3是本发明实施例二提供的发光二极管的剖视图；
图4是本发明实施例三提供的发光二极管的剖视图；
图5是本发明实施例三提供的另一发光二极管的剖视图；
图6是本发明实施例四提供的发光二极管的剖视图；
图7是本发明实施例五提供的发光二极管的剖视图；
图8是本发明实施例五提供的另一发光二极管的剖视图；
图9是现有技术中常规的发光二极管的剖视图；
图10是图8和图9的发光二极管在同条件下测得的电压对比图；
图11是本发明实施例六提供的发光二极管的剖视图；
图12是本发明实施例六提供的另一发光二极管的剖视图；
图13是图9和图12的发光二极管在同条件下测得的亮度对比图；
图14是本发明实施例七提供的发光二极管的剖视图；
图15是本发明实施例七提供的另一发光二极管的剖视图；
图16是本发明实施例七提供的其它发光二极管的侧剖视图。
附图标记：
10-半导体叠层；11-第一半导体层；12-发光层；13-第二半导体层；20-第二电极；21-导通部；22-扩展部；30-第一电流扩展层；31-第一开口；40-第二电流扩展层；41-第二开口；50-第二电流阻挡层；60-第一电极；70-衬底；80-第三电流扩展层；90-第一电流阻挡层。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明提供一种发光二极管，所述发光二极管至少包括半导体叠层10、第二电极20、第一电流扩展层30。所述半导体叠层10包括依次层叠的第一半导体层11、发光层12和第二半导体层13；第二电极20位于所述第二半导体层13上，并且与所述第二半导体层13电连接；第一电流扩展层30位于所述第二电极20上，且至少覆盖部分所述第二电极20。通过上述对第一电流扩展层30的设计，有效解决了现有技术中光经过电极底部的电流扩展层时被电流扩展层吸收所导致的光取出损耗的问题，进而提升发光二极管的出光效率；同时，还通过增加电流通路，增加电流扩展通道，进而降低电压，提高发光二极管的抗ESD能力。
在一实施例中，所述发光二极管还包括第二电流扩展层40，位于所述第二半导体层13与所述第二电极20之间，所述第一电流扩展层30与所述第二电流扩展层40至少部分接触，进一步增加电流通路通道，提升电流扩展能力，进而进一步降低电压。
本发明还提供一种发光二极管，所述发光二极管至少包括：半导体叠层10、第二电极20、第一电流扩展层30、第二电流阻挡层50。所述半导体叠层10包括依次层叠的第一半导体层11、发光层12和第二半导体层13；第二电流阻挡层50位于所述第二半导体层13上，且与所述第二半导体层13接触；第二电极20位于所述第二电流阻挡层50上，且所述第二电极20的俯视投影位于所述第二电流阻挡层50内；第一电流扩展层30位于所述第二电极20上，至少覆盖部分所述第二电极20。通过对第一电流扩展层30和第二电流阻挡层50的设计，在有效解决了现有技术中光经过电极底部的电流扩展层时被电流扩展层吸收所导致的光取出损耗问题的基础上，可以进一步增加电流通路，提高扩展效果，进而降低电压，提高发光二极管的抗ESD能力。
在一实施例中，所述发光二极管还包括第二电流扩展层40，所述第二电流扩展层40位于所述第二电流阻挡层50和所述第二电极20之间，且至少部分覆盖所述第二电流阻挡层50，所述第一电流扩展层30与所述第二电流扩展层40至少部分接触，进一步增加电流通路通道，提升电流扩展能力，进而降低电压。
在一实施例中，所述第一电流扩展层30延伸覆盖至所述第二电流扩展层40上，所述第一电流扩展层30与所述第二电流扩展层40的重叠部分覆盖至少部分所述第二电流阻挡层50侧壁，提升可靠性的同时以进一步降低电压，提升抗ESD能力。
在一实施例中，所述第一电流扩展层30的厚度大于等于所述第二电流扩展层40的厚度，通过该设置使得较厚的第一电流扩展层30起到提升电流传导效果的作用，较薄的第二电流扩展层40起到提升出光效果的作用。
在一实施例中，所述第二电流扩展层40的厚度与所述第一电流扩展层30的厚度比范围为1/3～1，以进一步提升电流传导能力和出光效率。
在一实施例中，所述第一电流扩展层30的厚度范围为200埃～3000埃。
在一实施例中，所述第二电流扩展层40的厚度范围为100埃～3000埃。
在一实施例中，所述第一电流扩展层30的材料包括氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锢和氧化锌、氧化锌镓、氧化铟，或铟掺杂氧化锌，或铝掺杂氧化锌，或镓掺杂氧化锌，或铝掺杂氧化铟锡的一种或多种组合的透明导电材料；所述第二电流扩展层40的材料包括氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锢和氧化锌、氧化锌镓、氧化铟，或铟掺杂氧化锌，或铝掺杂氧化锌，或镓掺杂氧化锌，或铝掺杂氧化铟锡的一种或多种组合的透明导电材料。通过材料限定以起到透光、导电作用。
在一实施例中，所述第二电流扩展层40形成有一贯穿的第二开口41，所述第二开口41位于所述第二电极20下方；所述第二开口41的俯视投影位于所述第二电极20内，或所述第二电极20位于所述第二电流扩展层40的第二开口41内。通过对第二开口41的设置，当所述第二开口41的俯视投影位于所述第二电极20内，可以进一步增加电流通路通道，提升电流扩展能力，进而降低电压；当所述第二电极20位于所述第二电流扩展层40的第二开口41内，意味着第二电极20下方不设置第二电流扩展层40，可以有效解决现有技术中光经过电极底部的电流扩展层时被电流扩展层吸收所导致的光取出的损耗问题，提升发光二极管的出光效率。
在一实施例中，所述第二电极20至少包括导通部21和由导通部21向外延伸的至少一扩展部22，所述导通部21的宽度大于所述扩展部22的宽度，使得注入电流在发光二极管中更加均匀扩展。
在一实施例中，所述第一电流扩展层30未覆盖所述导通部21，或，所述第一电流扩展层30覆盖至少部分所述导通部21，以保证焊线时，焊线与第二电极20接触良好。
在一实施例中，所述第一电流扩展层30与所述导通部21的重叠部分的俯视投影面积占所述导通部21俯视投影面积的比例小于50％，进一步确保焊线与第二电极20的接触效果。
在一实施例中，所述第一电流扩展层30环状覆盖所述导通部21的边缘，在确保焊线与第二电极20接触效果的同时，保证电流均匀注入。
在一实施例中，所述第一电流扩展层30至少覆盖部分所述扩展部22，以增强电流扩展性能。
在一实施例中，覆盖在所述扩展部22上的第一电流扩展层30的宽度大于所述扩展部22的宽度，从而进一步增强电流扩展性能。
在一实施例中，所述第一电流扩展层30覆盖所述第二电极20的导通部21和扩展部22，且形成有一贯穿的第一开口31；所述第一开口31位于所述导通部21上方，所述第一开口31的俯视投影位于所述导通部21内，不仅可增加电流扩展通道，还能保证焊线与第一电极60的接触效果。
在一实施例中，所述发光二极管还包括第一电极60、第一电流阻挡层和/或第三电流扩展层、衬底70；第一电极60位于所述第一半导体层11上，并且与所述第一半导体层11电连接；第一电流阻挡层和/或第三电流扩展层位于所述第一半导体层11与所述第一电极60之间；衬底70位于远离所述第二半导体层13的外延叠层表面。通过上述设置，可进一步保证结构可靠性的同时，提升发光二极管的亮度。
本发明还提供一种发光装置，采用如上任一实施例所述的发光二极管，以有效提高发光装置的光电性能。
以下将结合本发明实施例中的附图，通过多种具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例一
请参阅图1，图1为本发明实施例一提供的发光二极管的剖视图。为达所述优点至少其中之一或其他优点，本发明实施例一提供的一种发光二极管至少可以包括半导体叠层10、第二电极20、第一电流扩展层30。
所述半导体叠层10设置在衬底70上，衬底70可为透明性衬底或者非透明衬底或者半透明衬底，其中透明性衬底或者半透明衬底可以允许发光层12辐射出的光穿过衬底70到达衬底70的远离半导体叠层10的一侧，例如衬底70可以是蓝宝石平片衬底、蓝宝石图形化衬底、硅衬底、碳化硅衬底、氮化镓衬底、玻璃衬底中的任意一种。在一些实施例中，衬底70可以采用组合式的图形化衬底。在其他实施例中，衬底70可以进行减薄或者移除形成薄膜型的芯片。
所述半导体叠层10包括依次层叠的第一半导体层11、发光层12和第二半导体层13。其中，第一半导体层11形成于衬底70上，作为在衬底70上生长的层，可以是掺杂了n型杂质，例如Si的氮化镓类半导体层。在一些实施例中，在第一半导体层11与衬底70之间还可设置缓冲层。在其他实施例中，第一半导体层11还可以通过粘结层与衬底70进行连结。
发光层12可以为量子阱结构(Quantum Well，简称QW)。在一些实施例中，发光层12也可以为多重量子阱结构(Multiple Quantum Well，简称MQW)，其中多重量子阱结构包括以重复的方式交替设置的多个量子阱层(Well)和多个量子阻障层(Barrier)。此外，发光层12内的阱层的组成以及厚度决定生成的光的波长。特别地，通过调节阱层的组成可以提供生成紫外线、蓝色光、绿色光、黄色光等不同色光的发光层12。
第二半导体层13可以是掺杂了p型杂质，例如Mg的氮化镓类半导体层。虽然第一半导体层11和第二半导体层13分别可以是单层结构，但本案不限于此，也可以是多重层，还可以包括超晶格层。此外，在其他实施例中，在第一半导体层11是掺杂了p型杂质的情况下，第二半导体层13可以是掺杂n型杂质，即第一半导体层11为P型半导体层，第二半导体层13为N型半导体层。
当然，半导体叠层10还可以包括其它层材料，如窗口层或欧姆接触层等，根据掺杂浓度或组分含量不同进行设置为不同的多层。
优选地，第二电极20位于所述第二半导体层13上，并且与所述第二半导体层13电连接。进一步地，所述发光二极管还可以包括第一电极60，第一电极60位于所述第一半导体层11上，并且与所述第一半导体层11电连接。在该实施例中，第一电极60和第二电极20可以为金属电极，即第一电极60和第二电极20由金属材料制成，例如，镍、金、铬、钛、铂、钯、铑、铱、铝、锡、铟、钽、铜、钴、铁、钌、锆、钨和钼中的至少一种，或选自上述材料的合金或叠层的至少一种。作为示例，第一电极60可以为N电极，第二电极20可以为P电极。
现有的发光二极管通常在电极下方设电流扩展层实现电流扩展，然而由于电流扩展层会吸收光，因此该设计会导致光经过电极底部的电流扩展层时有一部分光被电流扩展层吸收，且取出的光经过电极反射后再次经过电流扩展层又会出现损耗，从而影响发光二极管的光取出。为有效解决上述问题，请继续参阅图1，本实施例中，第一电流扩展层30位于所述第二电极20上，且至少覆盖部分所述第二电极20。即，相较于传统的电流扩展层位于第二电极下方的方式，本实施例通过将第一电流扩展层30设置于第二电极20上，能够有效降低光损耗的问题，进而提升发光二极管的出光效率。
较佳地，所述第一电流扩展层30自第二电极20上延伸覆盖至第二半导体层13的表面，可以是只覆盖到第二半导体层13的部分表面，也可以覆盖到整个第二半导体层13表面，在此不做限定。通过该设置可以有效实现电流扩展能力，降低电压，提高抗ESD能力。
在一个可选的实施例方式中，请参阅图2，第一电流扩展层30于第二电极上开设有第一开口31，以便于焊线通过第一开口31与第二电极20电接触，从而有效保证焊线与第二电极20的接触效果。
作为示例，所述第一电流扩展层30的材料包括氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锢和氧化锌、氧化锌镓、氧化铟，或铟掺杂氧化锌，或铝掺杂氧化锌，或镓掺杂氧化锌，或铝掺杂氧化铟锡的一种或多种组合的透明导电材料。本实施例优选第一电流扩展层30为采用蒸镀或溅镀工艺形成的ITO(铟锡氧化物半导体透明导电膜)层。
在一些具体的实施方式中，如图14、图15所示，所述发光二极管还可以包括第一电流阻挡层90和/或第三电流扩展层80，其中第一电流阻挡层90和/或第三电流扩展层80位于所述第一半导体层11与所述第一电极60之间。所述第一电流阻挡层90用作阻挡电流，避免电流拥挤在所述第一电极60的正下方，使电流四散开来；所述第三电流扩展层80则作为电流流经的通道，通过这样的设计使电流通过所述第三电流扩展层80流经整个所述第一半导体层11的表面时，避免出现电流拥挤，保证电流在所述第一半导体层11的表面均匀扩展开来，以提高发光效率。
作为示例，所述第一电流阻挡层90可以是SiO2、Si3N4、SiON或者它们的复合结构。所述第三电流扩展层80包括铟锡氧化物(ITO)、掺锌铟锡氧化物(ZITO)、锌铟氧化物(ZIO)、镓铟氧化物(GIO)、锌锡氧化物(ZTO)、掺氟氧化锡(FTO)、掺铝氧化锌(AZO)、掺镓氧化锌(GZO)中的至少一种。本实施例中，第三电流扩展层80优选为采用蒸镀或溅镀工艺形成的ITO(铟锡氧化物半导体透明导电膜)层。
进一步地，所述发光二极管还可以包括绝缘层(图中未示出)，所述绝缘层覆盖半导体叠层10，还可以覆盖部分的第一电极60和部分的第二电极20。绝缘层根据设计的位置具有不同的功效，例如：当绝缘层覆盖半导体叠层10的侧壁时，其可用于防止因导电材料泄露而电连通第一半导体层11和第二半导体层13，减少发光二极管的短路异常可能性，但本公开实施例并非以此为限。绝缘层的材料包含非导电材料。非导电材料优选地为无机材料或是介电材料。无机材料可以包含硅胶。介电材料包含氧化铝、氮化硅、氧化硅、氧化钛、或氟化镁等电绝缘材料。例如，绝缘层可以是二氧化硅、氮化硅、氧化钛、氧化钽、氧化铌、钛酸钡或者其组合，其组合例如可以是两种不同折射率的材料重复堆叠形成的布拉格反射镜(DBR)。
实施例二
请参阅图3，与实施例一不同的是，所述发光二极管还包括第二电流扩展层40，所述第二电流扩展层40位于所述第二半导体层13与所述第二电极20之间，所述第一电流扩展层30与所述第二电流扩展层40至少部分接触。即本实施例通过设计第一电流扩展层30和第二电流扩展层40的配合，能够明显降低电压，进而提高发光二极管的抗ESD能力。
作为示例，所述第二电流扩展层40的材料包括氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锢和氧化锌、氧化锌镓、氧化铟，或铟掺杂氧化锌，或铝掺杂氧化锌，或镓掺杂氧化锌，或铝掺杂氧化铟锡的一种或多种组合的透明导电材料。本实施例优选第二电流扩展层40为采用蒸镀或溅镀工艺形成的ITO(铟锡氧化物半导体透明导电膜)层。
较佳地，第一电流扩展层30的厚度大于等于第二电流扩展层40的厚度。本实施例通过较厚的第一电流扩展层30设计能够保证注入电流的传导效果更好，通过较薄的第二电流扩展层40的设计能够降低第二电流扩展层40处的吸光作用，提升发光二极管的出光效率。具体制程过程中，可通过减薄第二电流扩展层40的方式来使得第二电流扩展层40的厚度小于第一电流扩展层30的厚度。
其中，如图3所示，所述第二电流扩展层40可以是整面覆盖在所述第二半导体层13上，以起到扩展电流的作用。
实施例三
与实施例二不同的是，所述第二电流扩展层40形成有一贯穿的第二开口41，所述第二开口41位于所述第二电极20下方；如图4所示，所述第二开口41的俯视投影位于所述第二电极20内，或如图5所示，所述第二电极20位于所述第二电流扩展层40的第二开口41内。其中，当第二开口41的俯视投影位于第二电极20内时，可以保证第二电极20下方不吸光，提升亮度；当第二电极20位于第二电流扩展层40的第二开口41内时，可以进一步提升电流扩展，降低电压。因此，具体的设计可以根据实际需求进行调整，在此不做限定。
对于如图3所示的第二电流扩展层40整面位于第二电极20下方来说，该设计会由于第二电极20下方的第二电流扩展层40吸光作用而导致光提取的损耗问题因此，本实施例采用如图4、图5中对第一电流扩展层30和第二电流扩展层40的第二开口41配合设计，可以有效降低第二电流扩展层40对光取出时出现的损耗问题，提升发光二极管的出光效率。
实施例四
请参阅图6，与实施例一不同的是，本实施例四中，所述发光二极管还包括第二电流阻挡层50，所述第二电流阻挡层50位于所述第二半导体层13和所述第二电极20之间。其中第二电极20的俯视投影位于所述第二电流阻挡层50内，以用作阻挡电流，避免电流拥挤在所述第二电极20的正下方，使电流均匀四散开来，提升整个发光二极管的利用率。再加之与设置于第二电极20上方的第一电流扩展层30的配合，不仅能有效降低现有技术中光经过电极底部的电流扩展层时被电流扩展层吸收所导致的光取出损耗问题，提升发光二极管的出光效率，还能进一步增加电流通路，提高扩展效果，从而降低电压，提高抗ESD能力。
较佳地，为了确保第二电极20与第二半导体层13之间兼顾改善电流拥挤效益和增加电极的粘附性的作用，第二电流阻挡层50可以设置为仅覆盖部分第二电极20，具体通过对第二电流阻挡层50设计贯穿开口、设计多个间隔子区域、设计一个不完全覆盖第二电极20的区域等方式实现，例如图6的第二电流阻挡层50设置为贯穿开口的方式。
作为示例，所述第二电流阻挡层50的材料为绝缘材料，可以是氧化物。并且第二电流阻挡层50可以是相对透明的材料，可允许至少部分发光层12的辐射透过，例如氧化硅、氧化钛、氮化硅、氧化铝、氟化镁、旋涂玻璃(SOG)、聚合物(Polymer)等材料中的一种或多种组合，本申请不限于此处所列举的示例。较佳地，第二电流阻挡层50的厚度介于50～500μm之间。优选地，所述第二电流阻挡层50侧壁与所述第二半导体层13表面形成10°～80°的夹角。
进一步地，所述第一电流扩展层30自第二电极20上延伸覆盖第二电流阻挡层50，以便于实现电流扩展作用。更进一步地，第一电流扩展层30自第二电极20及第二电流阻挡层50延伸覆盖至第二半导体层13的表面，可以是只覆盖到第二半导体层13的部分表面，也可以覆盖到整个第二半导体层13表面，在此不做限定。通过该设置，可以进一步实现电流扩展能力，提高发光二极管的抗ESD能力。
实施例五
请参阅图7，与实施例四不同的是，所述发光二极管还包括第二电流扩展层40，所述第二电流扩展层40位于所述第二电流阻挡层50和所述第二电极20之间，且至少部分覆盖所述第二电流阻挡层50，所述第一电流扩展层30与所述第二电流扩展层40至少部分接触。本实施例四通过对第一电流扩展层30、第二电流扩展层40、第二电流阻挡层50的配合设计，能够进一步降低电压，提高抗ESD能力。
在一较佳的实施例方式中，请继续参阅图8，所述第一电流扩展层30延伸覆盖至所述第二电流扩展层40上，所述第一电流扩展层30与所述第二电流扩展层40的重叠部分覆盖至少部分所述第二电流阻挡层50侧壁。通过该设计，能够有效提升发光二极管的可靠性，进一步降低电压，提升抗ESD能力。具体来说，由于位于第二电流阻挡层50侧壁的第二电流扩展层40比较薄，因此当第一电流扩展层30和第二电流扩展层40的重叠部分只覆盖部分第二电流阻挡层50侧壁时，可以进一步减少吸光作用；当第一电流扩展层30和第二电流扩展层40的重叠部分完全覆盖第二电流阻挡层50侧壁时，可以有效提升发光二极管的可靠性，进一步降低电压，提升抗ESD能力。
如图9所示为现有技术常规的发光二极管，其仅包括了设置在第二半导体层13和第二电极20之间的第二电流扩展层40和第二电流阻挡层50。将如图8所示的本实施例五与如图9所示的现有技术的发光二极管进行同条件下的电压测试，可以得到如图10所示的电压对比图，根据图10可知，采用本实施例五的设计，能够极大降低所需的正向电压。
作为示例，所述第二电流扩展层40的材料包括氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锢和氧化锌、氧化锌镓、氧化铟，或铟掺杂氧化锌，或铝掺杂氧化锌，或镓掺杂氧化锌，或铝掺杂氧化铟锡的一种或多种组合的透明导电材料。本实施例优选第二电流扩展层40为采用蒸镀或溅镀工艺形成的ITO(铟锡氧化物半导体透明导电膜)层。
较佳地，第一电流扩展层30的厚度大于等于第二电流扩展层40的厚度。本实施例通过较厚的第一电流扩展层30设计能够保证注入电流的传导效果更好，通过较薄的第二电流扩展层40的设计能够降低第二电流扩展层40处的吸光作用，提升发光二极管的出光效率。具体制程过程中，可通过减薄第二电流扩展层40的方式来使得第二电流扩展层40的厚度小于第一电流扩展层30的厚度。本实施例优选第二电流扩展层40的厚度与第一电流扩展层30的厚度比范围为1/3～1。此外，第一电流扩展层30的厚度范围为200埃～3000埃，第二电流扩展层40的厚度范围为100埃～3000埃，具体的厚度参数可根据实际工作需求进行设计，在此不做限定。
当设计所述第二电流阻挡层50侧壁与所述第二半导体层13表面形成10°～80°的夹角时，若第二电流阻挡层50侧壁设计的夹角角度大，则需要匹配双层的第二电流扩展层40或者增大第二电流扩展层40的厚度；若第二电流阻挡层50侧壁设计的夹角角度小，则可以采用单层的第二电流扩展层40或者减小第二电流扩展层40的厚度来保证发光效果。
实施例六
请参阅图11、图12，与实施例五不同的是，所述第二电流扩展层40形成有一贯穿的第二开口41，所述第二开口41位于所述第二电极20下方；所述第二开口41的俯视投影位于所述第二电极20内，或所述第二电极20位于所述第二电流扩展层40的第二开口41内。如图11所示，所述第二开口41的俯视投影位于所述第二电极20内，或如图12所示，所述第二电极20位于所述第二电流扩展层40的第二开口41内。其中，当第二开口41的俯视投影位于第二电极20内时，可以保证第二电极20下方不吸光，提升亮度；当第二电极20位于第二电流扩展层40的第二开口41内时，可以进一步提升电流扩展，降低电压。因此，具体的设计可以根据实际需求进行调整，在此不做限定。
如图9所示为现有技术常规的发光二极管，其仅包括了设置在第二半导体层13和第二电极20之间的第二电流扩展层40和第二电流阻挡层50，并且第二电流扩展层40未设置有开口，该设计会导致第二电极20底部透明导电层对光取出时造成的光损耗问题。而本实施例五则是通过对第一电流扩展层30、第二电流扩展层40、第二电流扩展层40的第二开口41、第二电流阻挡层50的配合设计，能够降低光损耗，提升发光二极管的出光效率。
具体来说，将如图12所示的本实施例六与如图9所示的现有技术的发光二极管进行同条件下的亮度测试，可以得到如图13所示的亮度对比图，根据图13可知，采用本实施例六的发光二极管的设计，能够极大提高发光二极管的亮度。
实施例七
与实施例一～实施例六不同的是，请参阅图14、图15，所述第二电极20至少包括导通部21和由导通部21向外延伸的至少一扩展部22，所述导通部21的宽度大于所述扩展部22的宽度，使得注入电流在发光二极管中更加均匀扩展。其中，第一电流扩展层30与第二电极20的导通部21的覆盖关系可以是第一电流扩展层30未覆盖所述导通部21，或，第一电流扩展层30覆盖至少部分所述导通部21。
具体来说，如图14所示，当第一电流扩展层30未覆盖导通部21时，第一电流扩展层30可以仅覆盖至少部分扩展部22，不仅能够增强扩展部22处的电流扩展性能，还能保证焊线与第二电极20的接触良好。其中，第一电流扩展层30可以如图14所示完全覆盖扩展部22，也可以覆盖部分扩展部22。当第一电流扩展层30覆盖部分扩展部22时，第一电流扩展层30可以是一个区域，也可以是包括多个间隔覆盖在扩展部22上的多个子区域。较佳地，覆盖在所述扩展部22上的第一电流扩展层30的宽度大于所述扩展部22的宽度，以有效提升电性传导能力，实现电流均匀调控，进而提升发光二极管的光电性能。
如图15所示，当第一电流扩展层30至少覆盖部分导通部21时，第一电流扩展层30可以呈环状覆盖所述导通部21的边缘，从而保证电流的均匀注入。较佳地，所述第一电流扩展层30与所述导通部21的重叠部分的俯视投影面积占所述导通部21俯视投影面积的比例小于50％，以保证焊线与第二电极20的接触效果的同时，增加电流扩展通路，降低电压。
此外，在第一电流扩展层30覆盖部分导通部21时，同时还覆盖部分扩展部22，其覆盖方式可参照本实施例前述描述，在此不再赘述。其中，覆盖在导通部21上的第一电流扩展层30与覆盖在扩展部22上的第一电流扩展层30可以连接或不连接，具体根据实际需求进行设计即可。
在一较佳的是实施方式中，请参阅图16，所述第一电流扩展层30均覆盖所述第二电极20的导通部21和扩展部22，且形成有一贯穿的第一开口31；所述第一开口31位于所述导通部21上方，所述第一开口31的俯视投影位于所述导通部21内，不仅可增加电流扩展通道，还能保证焊线与第一电极60的接触效果。
应当说明的是，本发明实施例提供的发光二极管并不局限于上述实施例一～实施例七以及说明书附图所述的方案，本领域技术人员还可以根据上述方案进行各个技术特征的组合和变换，均落入本发明的保护范围。
实施例八
本发明还提供一种发光装置，采用如上任一实施例所述的发光二极管，以有效提高发光装置的光电性能。发光二极管的尺寸可以是Micro LED、Mini LED或常规LED。发光二极管可应用于背光显示或者RGB显示屏，小尺寸的倒装发光二极管可以数百颗或者数千颗或者数万颗的数量集成式的安装在应用基板或者封装基板上，形成背光显示装置或者RGB显示装置的发光光源部分。
上述各实施例提供的发光二极管不仅适用于如附图所示的正装结构、倒装结构的芯片，还适用于高压结构的芯片。高压结构的芯片包括多个发光单元，相邻发光单元之间通过衬底上的隔离槽相互隔离，且通过横跨在隔离槽上的互联电极实现电性连接。其中，半导体发光序列堆叠层侧壁如上述各实施例所述的有选择性的部分设置凹凸形表面结构。其具体的结构、性能和优点可参照前述内容，在此不做过多赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (20)
1.一种发光二极管，其特征在于，所述发光二极管包括：
半导体叠层，所述半导体叠层包括依次层叠的第一半导体层、发光层和第二半导体层；
第二电极，位于所述第二半导体层上，并且与所述第二半导体层电连接；
第一电流扩展层，位于所述第二电极上，且至少覆盖部分所述第二电极。
2.一种发光二极管，其特征在于：所述发光二极管包括：
半导体叠层，所述半导体叠层包括依次层叠的第一半导体层、发光层和第二半导体层；
第二电流阻挡层，位于所述第二半导体层上，且与所述第二半导体层接触；
第二电极，位于所述第二电流阻挡层上，且所述第二电极的俯视投影位于所述第二电流阻挡层内；
第一电流扩展层，位于所述第二电极上，至少覆盖部分所述第二电极。
3.根据权利要求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电流扩展层，位于所述第二半导体层与所述第二电极之间，所述第一电流扩展层与所述第二电流扩展层至少部分接触。
4.根据权利要求2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电流扩展层，位于所述第二电流阻挡层和所述第二电极之间，且至少部分覆盖所述第二电流阻挡层，所述第一电流扩展层与所述第二电流扩展层至少部分接触。
5.根据权利要求4所述的发光二极管，其特征在于：所述第一电流扩展层延伸覆盖至所述第二电流扩展层上，所述第一电流扩展层与所述第二电流扩展层的重叠部分覆盖至少部分所述第二电流阻挡层侧壁。
6.根据权利要求3或4所述的发光二极管，其特征在于：所述第一电流扩展层的厚度大于等于所述第二电流扩展层的厚度。
7.根据权利要求6所述的发光二极管，其特征在于：所述第二电流扩展层的厚度与所述第一电流扩展层的厚度比范围为1/3～1。
8.根据权利要求3或4所述的发光二极管，其特征在于：所述第一电流扩展层的厚度范围为200埃～3000埃。
9.根据权利要3或4所述的发光二极管，其特征在于：所述第二电流扩展层的厚度范围为100埃～3000埃。
10.根据权利要求3或4所述的发光二极管，其特征在于：所述第一电流扩展层的材料包括氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锢和氧化锌、氧化锌镓、氧化铟，或铟掺杂氧化锌，或铝掺杂氧化锌，或镓掺杂氧化锌，或铝掺杂氧化铟锡的一种或多种组合的透明导电材料；所述第二电流扩展层的材料包括氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锢和氧化锌、氧化锌镓、氧化铟，或铟掺杂氧化锌，或铝掺杂氧化锌，或镓掺杂氧化锌，或铝掺杂氧化铟锡的一种或多种组合的透明导电材料。
11.根据权利要求3或4所述的发光二极管，其特征在于：所述第二电流扩展层形成有一贯穿的第二开口，所述第二开口位于所述第二电极下方；所述第二开口的俯视投影位于所述第二电极内，或所述第二电极位于所述第二电流扩展层的第二开口内。
12.根据权利要求1或2所述的发光二极管，其特征在于：所述第二电极至少包括导通部和由导通部向外延伸的至少一扩展部，所述导通部的宽度大于所述扩展部的宽度。
13.根据权利要求12所述的发光二极管，其特征在于：所述第一电流扩展层未覆盖所述导通部，或，所述第一电流扩展层覆盖至少部分所述导通部。
14.根据权利要求13所述的发光二极管，其特征在于：所述第一电流扩展层与所述导通部的重叠部分的俯视投影面积占所述导通部俯视投影面积的比例小于50％。
15.根据权利要求13所述的发光二极管，其特征在于：所述第一电流扩展层环状覆盖所述导通部的边缘。
16.根据权利要求12所述的发光二极管，其特征在于：所述第一电流扩展层至少覆盖部分所述扩展部。
17.根据权利要求16所述的发光二极管，其特征在于：覆盖在所述扩展部上的第一电流扩展层的宽度大于所述扩展部的宽度。
18.根据权利要求12所述的发光二极管，其特征在于：所述第一电流扩展层覆盖所述第二电极的导通部和扩展部，且形成有一贯穿的第一开口；所述第一开口位于所述导通部上方，所述第一开口的俯视投影位于所述导通部内。
19.根据权利要求1或2所述的发光二极管，其特征在于，所述发光二极管还包括：
第一电极，位于所述第一半导体层上，并且与所述第一半导体层电连接；
第一电流阻挡层和/或第三电流扩展层，位于所述第一半导体层与所述第一电极之间；
衬底，位于远离所述第二半导体层的外延叠层表面。
20.一种发光装置，其特征在于：采用如权利要求1-19任一项所述的发光二极管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311271945.2A CN117276444A (zh) | 2023-09-28 | 2023-09-28 | 一种发光二极管及发光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311271945.2A CN117276444A (zh) | 2023-09-28 | 2023-09-28 | 一种发光二极管及发光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117276444A true CN117276444A (zh) | 2023-12-22 |
Family
ID=89214013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311271945.2A Pending CN117276444A (zh) | 2023-09-28 | 2023-09-28 | 一种发光二极管及发光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117276444A (zh) |
-
2023
- 2023-09-28 CN CN202311271945.2A patent/CN117276444A/zh active Pending
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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