TWI806216B - 發光二極體晶片及其製作方法、顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

一種發光二極體晶片及其製作方法、顯示裝置。通過在第一半導體層上設置容置槽，並在容置槽中設置金屬層，使得第一電極的設置長度大大縮短，斜槽的設置位置可以更淺，從而大大降低了工藝難度，而且降低了對發光層的面積損耗，使得提升了發光二極體的發光效率。

Description

發光二極體晶片及其製作方法、顯示裝置
本發明涉及半導體器件領域，尤其涉及一種發光二極體晶片及其製作方法、顯示裝置。
發光二極體(Light Emitting Diode，LED)是新一代的顯示技術，與相關技術中的液晶顯示相比具有更高的光電效率，更高的亮度，更高的對比度以及更低的功耗，且能結合柔性面板實現柔性顯示，在相關領域中有著廣泛的應用。在現有的發光二極體的製作工藝中，基本結構是包括n型半導體層和p型半導體層和設置在兩者之間的發光層，在設置電極時，其中一個電極需要依次穿過半導體層、發光層到另一半導體層，而為了防止該電極的金屬斷裂，需要通過設置斜槽的方式依次連通半導體層、發光層到另一半導體層，而這種方式設置的斜槽難度大，工藝時間長，而且的發光層面積損失嚴重，導致發光效率低下。
因此，如何降低對發光層面積損耗，降低工藝難度，是亟需解決的問題。
鑒於上述相關技術的不足，本發明的目的在於提供一種發光二極體晶片及其製作方法、顯示裝置，旨在解決相關技術中，發光二極體晶片的發光層面積損耗大，工藝難度高的問題。
一種發光二極體晶片，所述發光二極體晶片包括透光基板、外延層、第一電極和第二電極；所述外延層包括第一半導體層、第二半導體層和發光層，所述發光層設置於所述第一半導體層和第二半導體層之間；所述第一半導體層上設有一容置槽，所述容置槽的底部未接觸所述發光層；所述容置槽中設有一金屬層，所述金屬層與所述第一半導體層歐姆接觸；所述第二半導體層對應所述所述容置槽的位置設有一斜槽，所述斜槽依次穿過所述第二半導體層、發光層和第一半導體層，並使所述金屬層的表面至少部分露出；所述透光基板與所述第一半導體層開設有所述容置槽的一側結合；所述第一電極設置於所述斜槽中，所述第二電極設置於所述第二半導體層上。
上述發光二極體晶片，通過在第一半導體層上設置容置槽，並在容置槽中設置金屬層，使得第一電極的設置長度大大縮短，斜槽的設 置位置可以更淺，從而大大降低了工藝難度，而且降低了對發光層的面積損耗，使得提升了發光二極體的發光效率。
可選的，所述金屬層部分填充或填滿所述容置槽。
可選的，還包括：透明鍵合層；所述透明鍵合層用於將所述第一半導體層開設有所述容置槽的一側與所述透光基板結合。
可選的，還包括絕緣層；所述絕緣層設置於所述第二半導體層上，所述第一電極、所述第二電極分別透過貫穿所述絕緣層的第一通孔、第二通孔與所述金屬層、所述第二半導體層連接。
基於同樣的發明構思，本發明還提供一種顯示裝置，所述顯示裝置中包括若干上述的發光二極體晶片。
上述顯示裝置由於由上述晶片製作方法制得的發光二極體晶片組成，因此該顯示裝置具有更高的發光效率。
基於同樣的發明構思，本發明還提供一種發光二極體晶片的製作方法，包括：提供外延層，所述外延層包括第一半導體層、第二半導體層和發光層，所述發光層設置於所述第一半導體層和第二半導體層之間；在所述第一半導體層上，設置一容置槽，所述容置槽的底部未接觸所述發光層；在所述容置槽中設置一金屬層，所述金屬層與所述第一半導體層歐姆接觸； 將所述第一半導體層開設有所述容置槽的一側與一透光基板結合；於所述第二半導體層對應所述容置槽的位置設置一斜槽；其中，所述斜槽依次穿過所述第二半導體層、發光層和第一半導體層，並使所述金屬層的表面至少部分露出；透過所述斜槽製作第一電極，並在所述第二半導體層上製作第二電極。
上述發光二極體晶片的製作方法，通過在第一半導體層上設置容置槽，並在容置槽中設置金屬層，使得第一電極的設置長度大大縮短，斜槽的設置位置可以更淺，從而大大降低了制得發光二極體晶片的工藝難度，而且降低了對發光層的面積損耗，使得提升了發光二極體的發光效率。
可選的，在所述提供外延層之前，還包括：提供一襯底，並於所述襯底上生長所述外延層；所述將所述第一半導體層開設有所述容置槽的一側與一透光基板結合包括：將所述第一半導體層開設有所述容置槽的一側與所述透光基板固定連接之後，將所述襯底剝離。
可選的，所述將所述第一半導體層開設有所述容置槽的一側與一透光基板結合包括：通過一透明鍵合層，將所述第一半導體層開設有所述容置槽的一側，與所述透光基板結合。
可選的，在所述設置斜槽之後，還包括： 在所述外延層的外表面上覆蓋絕緣層；所述通過所述斜槽設置第一電極，在所述第二半導體層外表面設置第二電極，所述第一電極和第二電極相互絕緣包括：在所述絕緣層上與所述斜槽對應的位置開設第一通孔，所述第一通孔與所述金屬層相通；在所述斜槽上設置第一電極，所述第一電極通過所述第一通孔與所述金屬層相連；在所述絕緣層上遠離所述斜槽的位置開設第二通孔，所述第二通孔與所述第二半導體層相通；在所述通孔上設置第二電極，所述第二電極通過所述第二通孔與所述第二半導體層歐姆接觸。
可選的，所述在所述第一半導體層上，設置一容置槽包括：於所述第一半導體層上塗布一光阻層；對所述光阻層進行圖案化處理；以圖案化處理後的所述光阻層為掩膜，對所述第一半導體層進行蝕刻以形成所述容置槽。
10:外延層
20:容置槽
30:金屬層
40:斜槽
101:第一半導體層
102:發光層
103:第二半導體層
104:襯底
105:透光基板
106:透明鍵合層
107:透明電流傳導層
108:絕緣層
109:第二電極
110:第一電極
1081:第一通孔
1082:第二通孔
S101,S102,S103,S104,S105,S106,S201,S202,S203,S204,S205,S206,S207,S208:步驟
圖1為現有技術中的發光二極體晶片結構示意圖；圖2為本發明實施例提供的晶片製造方法流程圖；圖3為本發明實施例提供的設置容置槽的發光二極體晶片結構示意圖；圖4為本發明實施例提供的在容置槽中設置金屬層的發光二極體晶片結構示意圖； 圖5為本發明實施例提供的將外延層設置於透光基板上的發光二極體晶片結構示意圖；圖6為本發明實施例提供的設置斜槽的發光二極體晶片結構示意圖；圖7為本發明實施例提供的設置絕緣層的發光二極體晶片結構示意圖；圖8為本發明實施例提供的設置電極的發光二極體晶片結構示意圖；圖9為本發明實施例提供的另一發光二極體晶片結構示意圖；圖10為本發明實施例提供的晶片製作方法流程圖。
圖示標記說明：
101-第一半導體層；102-發光層；103-第二半導體層；104-襯底；105-透光基板；106-透明鍵合層；107-透明電流傳導層；108-絕緣層；109-第二電極；110-第一電極；20-容置槽；30-金屬層；40-斜槽；1081-第一通孔；1082-第二通孔。
為了便於理解本發明，下面將參照相關圖示對本發明進行更全面的描述。圖示中給出了本發明的較佳實施方式。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，並不限於本文所描述的實施方式。相反地，提供這些實施方式的目的是使對本發明的公開內容理解的更加透徹全面。
除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在于限制本發明。
現有方案中，請參考圖1，發光二極體晶片結構一般是依次包括透光基板105、連接透光基板105和外延層10之間的透明鍵合層106、設置在外延層10底部的透明電流傳導層107、外延層10、絕緣層108以及兩個電極；其中，外延層10從靠近到遠離透光基板105依次包括第一半導體層101、發光層102和第二半導體層103。兩個電極包括第一電極110和第二電極109，需要分別與兩個半導體層電性連接，由於兩個半導體層是層疊設置的，其中第一電極110就需要依次貫穿絕緣層108、第二半導體層103、發光層102和第一半導體層101，直至第一半導體層101底部的透明電流傳導層107，而這麼長的電極是很容易斷裂的，因此需要設置斜槽40來提升電極的連接一體穩定性；這樣就會導致，斜槽40非常深，貫穿了整個外延層10，且對發光層102的面積損失極大，大大影響了發光效率。
基於此，本發明希望提供一種能夠解決上述技術問題的方案，其詳細內容將在後續實施例中得以闡述。
本實施例所示例的發光二極體晶片，通過在第一半導體層101上，設置容置槽20，將金屬層30設置在容置槽20中，相當於將第一半導體層101上的導電連接位置抬高，使得在設置電極時，降低了斜槽40的貫穿深度，在斜槽40的角度不變的前提下，可以大大降低斜槽40對發 光層102面積的損失，且由於容置槽20只開設在第一半導體層101，斜槽40的深度也降低了，從而降低了整個晶片製作的工藝難度。為了便於理解，本實施例下面以圖2所示的晶片製作方法為示例，進行便於理解性的說明：
請參見圖2-9所示，該晶片製作方法包括但不限於：S101、提供外延層10，外延層10包括第一半導體層101、第二半導體層103和發光層102；發光層102設置於第一半導體層101和第二半導體層103之間；S102、在第一半導體層101上，設置一容置槽20，容置槽20的底部未接觸發光層102；S103、在容置槽中設置金屬層30，金屬層30與第一半導體層101歐姆接觸；S104、將第一半導體層101開設有容置槽20的一側與一透光基板105結合；S105、於第二半導體層103對應容置槽20的位置設置一斜槽40；斜槽40依次穿過第二半導體層103、發光層102和第一半導體層101，並使金屬層30的表面至少部分露出；S106、透過斜槽40製作第一電極110，並在第二半導體層103上製作第二電極109。
本發明實施例所提供的晶片製作方法是應用于發光二極體晶片的製作中，包括藍光二極體晶片、紅光二極體晶片以及綠光二極體晶片等等。按照其發光的顏色等等區分，發光二極體晶片可以由含鎵(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物製成，如紅光磷化鋁鎵銦(AlGaInP) 發光二極體晶片，氮化鎵(GaN)發光二極體晶片等等。發光二極體的發光原理為：與普通二極體一樣，發光二極體一樣是由PN結組成，具有單向導電性。當給發光二極體加上符合其單向導電方向的正向電壓時，從p區到n區的空穴和由n區注入到p區的電子，在PN結附近分別與n區的電子和p區的空穴複合，產生自發輻射的螢光。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態不同。當電子和空穴複合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發出的光的波長越短。常用的是發紅光、綠光或黃光的二極體。
有基於此，發光二極體晶片，需要在p型半導體層和n型半導體層上，分別設置正電極和負電極，在通電之後通過上述遠離進行發光。而對於上下層疊式設計的發光二極體，其兩個電極中，其中一個電極可以直接設置在某一半導體層的表面，另一電極則必須穿過半導體層、發光層102到另一半導體層，來實現和另一半導體層之間的連通。
外延層10包括兩個半導體層和位於半導體層之間的發光層102，其中半導體層分別包括第一半導體層101和第二半導體層103，其中第一半導體層101和第二半導體層103在p型半導體和n型半導體中各自擇一，也就是如果第一半導體層101是p型半導體，那麼第二半導體層103就是n型半導體；如果第一半導體層101是n型半導體，那麼第二半導體層103就是p型半導體。本實施例中，雖然有第一半導體層101和第二半導體層103的差別，並未限定其各自的半導體類型。
為了便於電極的設置，在第一半導體層101上，設置有容置槽20。容置槽20的開設是從第一半導體的表面向第一半導體的內部延伸， 且不接觸到發光層102。請參考圖3，所屬技術領域中具有通常知識者均知曉，容置槽20是一種具有底部和側壁的空間結構，且容置槽20的底部指的是容置槽20的開口方向相對的底面，與外延層10以及第一半導體層101的放置方向無關，外延層10的放置方式可以是從上到下依次是第一半導體層101、發光層102和第二半導體層103，在這種情況下容置槽20的開口方向朝上；或者是從上到下依次是第二半導體層103、發光層102和第一半導體層101，在這種情況下容置槽20的開口方向朝下。換言之，本發明實施例中的容置槽20，只是限定了其開設是從第一半導體層101的外表面向內，並不限定其具體的空間方向。此外，本發明實施例並不限定容置槽20的開口形狀，容置槽20開口形狀可以是矩形、圓形、橢圓形、半圓形、三角形等等。
在容置槽20中，設置有金屬層30，金屬層30可以和第一半導體層101之間形成歐姆接觸，請參考圖4。所謂歐姆接觸，是指半導體與金屬接觸時，多會形成勢壘層，但當半導體摻雜濃度很高時，電子可借隧道效應穿過勢壘，從而形成低阻值的歐姆接觸。歐姆接觸對半導體器件非常重要，形成良好的歐姆接觸有利於電流的輸入和輸出，對不同半導體材料常選擇不同配方的合金作歐姆接觸材料。為了形成歐姆接觸，金屬層30可以是金鍺合金AuGe、金錫合金AuSn、金鋅合金AuZn、金鈹合金AuBe等功函數匹配，可以與P型形成歐姆接觸的合金材料。金屬層30的具體設置工藝可以是通過蒸鍍方式設置。金屬層30一般設置在容置槽20的底部，基於容置槽20的深度不同，可以調整金屬層30和發光層102、第二半導體層103之間的距離，容置槽20越深，金屬層30和發光層102、 第二半導體層103之間的距離越小；而金屬層30和發光層102、第二半導體層103之間的距離越小，在後續設置斜槽40的時候，斜槽40所需的深度也越小。值得一提的是，本實施例中通過設置容置槽20和金屬層30，可以無需像現有技術一般在第一半導體層101表面設置透明電流傳導層，從而降低了工藝難度和流程，節約了成本。其中，金屬層30表面至少部分露出，是因為設置斜槽40後，斜槽40貫穿至金屬層30使得金屬層30可以通過斜槽40露出。
為了正常出光，外延層10與透光基板105之間固定連接，也就是將第一半導體層101與透光基板105結合，具體的，第一半導體層101開設有容置槽20的一層與透光基板105結合。第一半導體層101靠近透光基板105，第二半導體層103遠離透光基板105，相應的發光層102距離位於兩者之間。由於第一外延層10上，設置有容置槽20，相當於透光基板105封住了容置槽20的開口所在的位置。
透光基板105和外延層10之間的連接，可以通過在兩者之間設置透明鍵合層106實現；也就是說，將第一半導體層101開設有所述容置槽20的一側與一透光基板105結合可以包括：通過一透明鍵合層106，將第一半導體層101開設有容置槽20的一側，與透光基板105結合。所謂透明鍵合層106，一般指的是透明的膠水，在實現固定連接的同時可以透光，請參考圖5。
在一些實施例中，在提供外延層10之前，還可以包括：提供一襯底104，並於襯底104上生長外延層10。外延層10可以預先在襯底104上製作得到，襯底104只是暫時的容置外延層10，其中襯底104的材 質可以是砷化鎵GaAs。相應的，在外延層10在襯底104上生長時，將第一半導體層101開設有容置槽20的一側與一透光基板105結合具體可以包括：將第一半導體層101開設有容置槽20的一側與透光基板105固定連接之後，將襯底104剝離。換言之，在第一半導體層101上設置容置槽20，可以是在外延層10置於襯底104上時進行；對於設置在襯底104上的外延層10而言，最外側的半導體層即可作為第一半導體層101，可以便於容置槽20的設置，請參考圖3、4。
發光二極體晶片的電極包括兩個，分別是與第一半導體層101連接的第一電極110，和與第二半導體層103連接的第二電極109。第一電極110和第二電極109之間是相互絕緣的，在將第一電極110和第二電極109按照發光二極體的單嚮導通方向，接入正電壓之後，就可以發光了。由於第二半導體層103和第一半導體層101的層狀結構，第二半導體層103距離透光基板105遠，位於外側，第一半導體層101距離透光基板105近，位於內側，第二電極109更容易設置，只需要將第二電極109在第二半導體層103最外側上，設置與第二半導體層103之間歐姆接觸即可。而第一電極110，需要穿過第二半導體層103、發光層102至第一半導體層101上設置的容置槽20的底部，與容置槽20底部的金屬層30連通，且要保持和第二電極109之間的絕緣。第一電極110和第二電極109之間的絕緣，不僅是第一電極110和第二電極109之間沒有直接接觸，而且也不會直接通過第一半導體層101，實現連通。由於容置槽20的設置，金屬層30和發光層102、第二半導體層103之間的間距小，開設第二電極109所需的斜槽40的深度更淺，對發光層102的面積損失更小。本發明實施例 中的斜槽40，表示的是斜槽40的側面是傾斜的，呈漏斗狀，可以便於後續第一電極110的設置，降低第一電極110的斷裂可能，因為如果設置的是直槽，那麼第一電極110的連續性要求就會很高，很容易發生斷裂。本實施例中的斜槽40，其具體的形狀可以為圓臺形，也就是旋轉梯形體的空腔。斜槽40的斜面角度可以是在30~90度之間不到90度，最佳角度一般是60~70度，請參考圖6。
為了更好的實現第一電極110和第二電極109之間的絕緣，在一些實施例中，在設置斜槽40之後，還可以包括：在外延層10的外表面上覆蓋絕緣層108，請參考圖7。其中，外延層10的外表面，表示的是外延層10在連接到透光基板105之後所外露的表面，是排除了外延層10與透光基板105連接的表面的。絕緣層108是在設置了斜槽40之後所設置，因此絕緣層108會沿著斜槽40的表面設置，包覆斜槽40的表面，因此會覆蓋住位於斜槽40側面的第二半導體層103、發光層102和第一半導體層101的部分。
在設置了絕緣層108的前提下，進一步設置電極，也就是透過斜槽40製作第一電極110，並在第二半導體層103上製作第二電極109可以包括：在絕緣層108上與斜槽40對應的位置開設第一通孔1081，第一通孔1081與金屬層30相通；在斜槽40上設置第一電極110，第一電極110通過第一通孔1081與金屬層30相連；在絕緣層108上遠離斜槽40的位置開設第二通孔1082，第二通孔1082與第二半導體層103相通；在通孔上設置第二電極109，第二 電極109通過第二通孔1082與第二半導體層103歐姆接觸，請參考圖8。第一電極110通過絕緣層108上與斜槽40對應的位置所開設的第一通孔1081，與金屬層30連接，第二電極109通過絕緣層108上開設的第二通孔1082，與第二半導體層103歐姆接觸。為了更好的絕緣效果，第一通孔1081和第二通孔1082之間的位置較遠。
在一些實施例中，第一半導體層101可以為p型半導體，第二半導體層103相應的為n型半導體。對應的，第一電極110是正電極，第二電極109是負電極。
在一些實施例中，容置槽20、斜槽40的設置工藝可以是通過蝕刻的方式實現，也就是說，在第一半導體層101上，設置容置槽20可以包括：於第一半導體層101上塗布一光阻層；對光阻層進行圖案化處理；以圖案化處理後的光阻層為掩膜，對第一半導體層101進行蝕刻以形成容置槽20。
而設置斜槽40可以包括：通過蝕刻工藝，從第二半導體層103的外表面向內蝕刻出斜槽40，斜槽40的底面與金屬層30連通。其中，蝕刻可以是幹法蝕刻或者是濕法蝕刻。
在一些實施例中，金屬層30可以覆蓋整個容置槽20的空間，請參考圖9。金屬層30的設置位置可以僅僅設置在容置槽20的底面，或者是填充整個容置槽20均可，基本上不會對發光二極體晶片的發光效率造成影響。
可見，通過本發明實施例提供的晶片製作方法，通過在第一半導體層101上設置容置槽20，並在容置槽20中設置金屬層30，使得第一電極110的設置長度大大縮短，斜槽40的設置位置可以更淺，從而大大降低了工藝難度，而且降低了對發光層102的面積損耗，使得提升了發光二極體的發光效率。
本發明實施例還提供了一種發光二極體晶片，該發光二極體晶片通過本發明實施例中的晶片製作方法製作而成。具體的，請參考圖8和圖9，本發明實施例中的發光二極體晶片，包括透光基板、外延層、第一電極和第二電極；其中，
外延層包括第一半導體層、第二半導體層和發光層，發光層設置於第一半導體層和第二半導體層之間；第一半導體層上設有一容置槽，容置槽的底部未接觸發光層；容置槽中設有一金屬層，金屬層與第一半導體層歐姆接觸；第二半導體層對應容置槽的位置設有一斜槽，斜槽依次穿過第二半導體層、發光層和第一半導體層，並使金屬層的表面至少部分露出；透光基板與第一半導體層開設有容置槽的一側結合；第一電極設置於斜槽中，第二電極設置於第二半導體層上。
本發明實施例中的發光二極體晶片，可以包括藍光二極體晶片、紅光二極體晶片以及綠光二極體晶片等等。按照其發光的顏色等等區分，發光二極體晶片可以由含鎵(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物製成，如紅光磷化鋁鎵銦(AlGaInP)發光二極體晶片，氮化鎵(GaN)發光二極體晶片等等。發光二極體的發光原理為：與普通二極體 一樣，發光二極體一樣是由PN結組成，具有單向導電性。當給發光二極體加上符合其單向導電方向的正向電壓時，從p區到n區的空穴和由n區注入到p區的電子，在PN結附近分別與n區的電子和p區的空穴複合，產生自發輻射的螢光。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態不同。當電子和空穴複合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發出的光的波長越短。常用的是發紅光、綠光或黃光的二極體。
該發光二極體晶片的結構中，外延層10包括兩個半導體層和位於半導體層之間的發光層102，其中半導體層分別包括第一半導體層101和第二半導體層103，其中第一半導體層101和第二半導體層103在p型半導體和n型半導體中各自擇一，也就是如果第一半導體層101是p型半導體，那麼第二半導體層103就是n型半導體；如果第一半導體層101是n型半導體，那麼第二半導體層103就是p型半導體。本實施例中，雖然有第一半導體層101和第二半導體層103的差別，並未限定其各自的半導體類型。
為了便於電極的設置，在第一半導體層101上，設置有容置槽20。容置槽20的開設是從第一半導體的表面向第一半導體的內部延伸，且不接觸到發光層102。本發明實施例並不限定容置槽20的開口形狀，容置槽20開口形狀可以是矩形、圓形、橢圓形、半圓形、三角形等等。
在容置槽20中，設置有金屬層30，金屬層30可以和第一半導體層101之間形成歐姆接觸。金屬層30一般設置在容置槽20的底部，基於容置槽20的深度不同，可以調整金屬層30和發光層102、第二半導體層103之間的距離，容置槽20越深，金屬層30和發光層102、第二半 導體層103之間的距離越小；而金屬層30和發光層102、第二半導體層103之間的距離越小，在後續設置斜槽40的時候，斜槽40所需的深度也越小。其中，金屬層30表面至少部分露出，是因為設置斜槽40後，斜槽40貫穿至金屬層30使得金屬層30可以通過斜槽40露出。
在一些實施例中，金屬層30可以部分填充或填滿容置槽20。部分填充表示金屬層30只佔據容置槽20空間的一部分，而填滿表示金屬層30充滿了整個容置槽20的空間。
第一半導體層101與透光基板105之間結合，具體的，第一半導體層101開設有容置槽20的一層與透光基板105結合。第一半導體層101靠近透光基板105，第二半導體層103遠離透光基板105，相應的發光層102距離位於兩者之間。由於第一外延層10上，設置有容置槽20，相當於透光基板105封住了容置槽20的開口所在的位置。
在一些實施例中，還可以包括：透明鍵合層106；透明鍵合層106用於將第一半導體層101開設有容置槽20的一側與透光基板105結合。所謂透明鍵合層106，一般指的是透明的膠水，在實現固定連接的同時可以透光。
在一些實施例中，還可以包括絕緣層108；絕緣層108設置於第二半導體層102上，第一電極110、第二電極109分別透過貫穿絕緣層108的第一通孔1081、第二通孔1082與金屬層30、第二半導體層102連接。設置絕緣層108是為了更好的實現第一電極110和第二電極109之間的絕緣；在設置了絕緣層108的前提下， 進一步設置電極，也就是透過斜槽40製作第一電極110，並在第二半導體層102上製作第二電極109具體為：在絕緣層108上與斜槽40對應的位置開設第一通孔1081，第一通孔1081與金屬層30相通；在斜槽40上設置第一電極110，第一電極110通過第一通孔1081與金屬層30相連；在絕緣層108上遠離斜槽40的位置開設第二通孔1082，第二通孔1082與第二半導體層103相通；在通孔上設置第二電極109，第二電極109通過第二通孔1082與第二半導體層103歐姆接觸。第一電極110通過絕緣層108上與斜槽40對應的位置所開設的第一通孔1081，與金屬層30連接，第二電極109通過絕緣層108上開設的第二通孔1082，與第二半導體層103歐姆接觸。為了更好的絕緣效果，第一通孔1081和第二通孔1082之間的位置較遠。
本發明實施例中的發光二極體晶片由於由上述晶片製作方法製作而成，通過在第一半導體層101上設置容置槽20，並在容置槽20中設置金屬層30，使得第一電極110的設置長度大大縮短，斜槽40的設置位置可以更淺，從而大大降低了工藝難度，降低了對發光層102的面積損耗，提升了發光二極體晶片的發光效率。
本發明實施例還提供了一種顯示裝置，該顯示裝置中包括若干上述的發光二極體晶片。
本發明實施例中的顯示裝置，由於其由本發明實施例中的晶片製作方法，製作而成的同類發光二極體晶片組成，因此該顯示裝置的製作工藝更簡單，且發光效率更高。
針對本發明實施例中的晶片製作方法，下面結合圖示10進行具體的說明。
S201、在襯底104上生成外延層10；外延層10包括兩層半導體層和發光層102，半導體層分別為第一半導體層101和第二半導體層103，第一半導體層101和第二半導體層103不同，且第一半導體層101和第二半導體層103分別在p型半導體和n型半導體中擇一；發光層102設置於p型半導體和n型半導體之間；其中，在襯底104上的外延層10，其第二半導體層103與襯底104連接，第一半導體層101遠離襯底104；S202、在第一半導體層101上，設置容置槽20，容置槽20的底部未接觸發光層102，請參考圖3；S203、在容置槽20的槽底，設置金屬層30，金屬層30與第一半導體層101歐姆接觸，請參考圖4；S204、將襯底104去除，並將外延層10轉移到透光基板105上，通過透明鍵合層106與透光基板105固定連接；其中，通過外延層10中的第一半導體層101，與透光基板105之間固定連接，請參考圖5；S205、設置斜槽40，斜槽40與容置槽20的位置相對，斜槽40從第二半導體層103的外表面依次穿過第二半導體層103、發光層102和第一半導體層101，並連通金屬層30，請參考圖6；S206、在外延層10外露的表面上，設置絕緣層108；其中，絕緣層108沿外延層10當前的表面覆蓋，在斜槽40的斜面上同樣有覆蓋，請參考圖7； S207、在絕緣層108上設置第一通孔1081和第二通孔1082；其中，第一通孔1081設置在與斜槽40對應的位置，其位於斜槽40的底部，與第一半導體層101中的金屬層30連通；第二通孔1082遠離第一通孔1081設置，與第二半導體層103連通；S208、設置第一電極110和第二電極109；其中，第一電極110通過蒸鍍的方式，沿斜槽40表面的絕緣層108，穿過第一通孔1081與金屬層30連接；第二電極109同樣通過蒸鍍的方式，沿絕緣層108上設置的第二通孔1082，與第二半導體層103歐姆接觸。由於絕緣層108的設置，使得第一電極110和第二電極109之間相互絕緣，請參考圖8。
本發明實施例還提供了一種晶片製作設備，其包括處理器、記憶體及通信匯流排，其中：通信匯流排用於實現處理器和記憶體之間的連接通信；處理器用於執行記憶體中存儲的一個或者多個電腦程式，以實現本發明實施例中的晶片製作方法的步驟。
本發明實施例還提供了一種電腦可讀存儲介質，該電腦可讀存儲介質包括在用於存儲資訊(諸如電腦可讀指令、資料結構、電腦程式模組或其他資料)的任何方法或技術中實施的易失性或非易失性、可移除或不可移除的介質。電腦可讀存儲介質包括但不限於隨機存取記憶體(Random Access Memory，RAM)，唯讀記憶體(Read-Only Memory，ROM)，帶電可擦可程式設計唯讀記憶體(Electrically Erasable Programmable read only memory，EEPROM)、快閃記憶體或其他記憶體技術、光碟唯讀記憶體(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)，數位多功能盤(Digital Video Disk，DVD)或其他光碟存儲、磁盒、磁帶、磁片存儲或其他磁存儲裝置、或者可以用於存儲期望的資訊並且可以被電腦訪問的任何其他的介質。
本發明實施例中的電腦可讀存儲介質可用於存儲一個或者多個電腦程式，其存儲的一個或者多個電腦程式可被處理器執行，以實現上述晶片製作設備所執行的至少一個步驟。
本發明實施例還提供了一種電腦程式(或稱電腦軟體)，該電腦程式可以分佈在電腦可讀介質上，由可計算裝置來執行，以實現上述晶片製作設備所執行的至少一個步驟；並且在某些情況下，可以採用不同於上述實施例所描述的循序執行所示出或描述的至少一個步驟。
本發明實施例還提供了一種電腦程式產品，包括電腦可讀裝置，該電腦可讀裝置上存儲有如上所示的電腦程式。本發明實施例中該電腦可讀裝置可包括如上所示的電腦可讀存儲介質。
可見，所屬技術領域中具有通常知識者應該明白，上文中所公開方法中的全部或某些步驟、系統、裝置中的功能模組/單元可以被實施為軟體(可以用計算裝置可執行的電腦程式代碼來實現)、固件、硬體及其適當的組合。在硬體實施方式中，在以上描述中提及的功能模組/單元之間的劃分不一定對應於物理元件的劃分；例如，一個物理元件可以具有多個功能，或者一個功能或步驟可以由若干物理元件合作執行。某些物理元件或所有物理元件可以被實施為由處理器，如中央處理器、數位訊號處理器或微處理器執行的軟體，或者被實施為硬體，或者被實施為積體電路，如專用積體電路。
此外，所屬技術領域中具有通常知識者公知的是，通信介質通常包含電腦可讀指令、資料結構、電腦程式模組或者諸如載波或其他傳輸機制之類的調製資料信號中的其他資料，並且可包括任何資訊遞送介質。所以，本發明不限制於任何特定的硬體和軟體結合。
應當理解的是，本發明的應用不限於上述的舉例，對所屬技術領域中具有通常知識者來說，可以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬於本發明所附權利要求的保護範圍。
10:外延層
30:金屬層
101:第一半導體層
102:發光層
103:第二半導體層
105:透光基板
106:透明鍵合層
108:絕緣層
109:第二電極
110:第一電極
1081:第一通孔
1082:第二通孔

Claims (10)

  1. 一種發光二極體晶片，所述發光二極體晶片包括透光基板、外延層、第一電極和第二電極；所述外延層包括第一半導體層、第二半導體層和發光層，所述發光層設置於所述第一半導體層和第二半導體層之間；所述第一半導體層上設有一容置槽，所述容置槽的底部靠近所述發光層，且未接觸所述發光層；所述容置槽中設有一金屬層，所述金屬層與所述第一半導體層歐姆接觸；所述第二半導體層對應所述容置槽的位置設有一斜槽，所述斜槽依次穿過所述第二半導體層、發光層和第一半導體層，並使所述金屬層的表面至少部分露出；所述透光基板與所述第一半導體層開設有所述容置槽的一側結合；所述第一電極設置於所述斜槽中，所述第二電極設置於所述第二半導體層上。
  2. 如請求項1所述的發光二極體晶片，所述金屬層部分填充或填滿所述容置槽。
  3. 如請求項1所述的發光二極體晶片，還包括：透明鍵合層；所述透明鍵合層用於將所述第一半導體層開設有所述容置槽的一側與所述透光基板結合。
  4. 如請求項1-3任一項所述的發光二極體晶片，還包括絕緣層； 所述絕緣層設置於所述第二半導體層上，所述第一電極、所述第二電極分別透過貫穿所述絕緣層的第一通孔、第二通孔與所述金屬層、所述第二半導體層連接。
  5. 一種顯示裝置，所述顯示裝置中包括若干如請求項1-4任一項所述的發光二極體晶片。
  6. 一種發光二極體晶片的製作方法，包括：提供外延層，所述外延層包括第一半導體層、第二半導體層和發光層，所述發光層設置於所述第一半導體層和第二半導體層之間；在所述第一半導體層上，設置一容置槽，所述容置槽的底部靠近所述發光層，且未接觸所述發光層；在所述容置槽中設置一金屬層，所述金屬層與所述第一半導體層歐姆接觸；將所述第一半導體層開設有所述容置槽的一側與一透光基板結合；於所述第二半導體層對應所述容置槽的位置設置一斜槽；其中，所述斜槽依次穿過所述第二半導體層、發光層和第一半導體層，並使所述金屬層的表面至少部分露出；透過所述斜槽製作第一電極，並在所述第二半導體層上製作第二電極。
  7. 如請求項6所述的發光二極體晶片的製作方法，在所述提供外延層之前，還包括：提供一襯底，並於所述襯底上生長所述外延層；所述將所述第一半導體層開設有所述容置槽的一側與一透光基板結合包括： 將所述第一半導體層開設有所述容置槽的一側與所述透光基板固定連接之後，將所述襯底剝離。
  8. 如請求項6所述的發光二極體晶片的製作方法，所述將所述第一半導體層開設有所述容置槽的一側與一透光基板結合包括：通過一透明鍵合層，將所述第一半導體層開設有所述容置槽的一側，與所述透光基板結合。
  9. 如請求項6-8任一項所述的發光二極體晶片的製作方法，在所述設置斜槽之後，還包括：在所述外延層的外表面上覆蓋絕緣層；所述透過所述斜槽製作第一電極，並在所述第二半導體層上製作第二電極包括：在所述絕緣層上與所述斜槽對應的位置開設第一通孔，所述第一通孔與所述金屬層相通；在所述斜槽上設置第一電極，所述第一電極通過所述第一通孔與所述金屬層相連；在所述絕緣層上遠離所述斜槽的位置開設第二通孔，所述第二通孔與所述第二半導體層相通；在所述第二通孔上設置第二電極，所述第二電極通過所述第二通孔與所述第二半導體層歐姆接觸。
  10. 如請求項6-8任一項所述的發光二極體晶片的製作方法，所述在所述第一半導體層上，設置一容置槽包括：於所述第一半導體層上塗布一光阻層；對所述光阻層進行圖案化處理； 以圖案化處理後的所述光阻層為掩膜，對所述第一半導體層進行蝕刻以形成所述容置槽。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110012164A1 (en) * 2009-07-20 2011-01-20 Yu-Sik Kim Light-emitting element and method of fabricating the same

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI331406B (en) * 2005-12-14 2010-10-01 Advanced Optoelectronic Tech Single chip with multi-led
CN101515621B (zh) * 2009-02-19 2011-03-30 旭丽电子(广州)有限公司 发光二极管芯片、制法及封装方法
JP5349260B2 (ja) * 2009-11-19 2013-11-20 株式会社東芝 半導体発光装置及びその製造方法
CN104377291B (zh) * 2013-08-16 2017-09-01 比亚迪股份有限公司 Led芯片及其制备方法
CN104362236B (zh) * 2014-11-11 2017-03-08 杭州士兰明芯科技有限公司 一种led结构及其制作方法
CN104638086A (zh) * 2015-03-09 2015-05-20 武汉大学 一种含高电流密度三维电极结构的led芯片
TWI569471B (zh) * 2015-05-25 2017-02-01 隆達電子股份有限公司 半導體發光結構及其製造方法
CN107331679A (zh) * 2017-07-05 2017-11-07 广东工业大学 一种csp封装的高压led芯片结构及制作方法
US10312414B1 (en) * 2017-12-01 2019-06-04 Innolux Corporation Light emitting unit and display device
CN111564543B (zh) * 2020-05-12 2021-03-23 厦门乾照光电股份有限公司 一种垂直高压发光二极管芯片及其制作方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110012164A1 (en) * 2009-07-20 2011-01-20 Yu-Sik Kim Light-emitting element and method of fabricating the same

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CN112968096A (zh) 2021-06-15
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