发光二极管制造技术

本实用新型专利技术公开了一种发光二极管，其包括：发光外延层，自上而下依次包括第一半导体层、发光层和第二半导体层，其上表面设有第一电极区，其包含焊盘区和扩展区；透明导电层，形成于所述发光外延层的第一半导体层的表面之上，并在所述焊盘区形成第一开口，露出位于所述焊盘区的第一半导体层表面；保护层，形成于所述透明导电层的表面上，在所述第一电极区的焊盘区和扩展区分别形成第二开口和第三开口，露出位于所述焊盘区的第一半导体层表面及位于所述扩展区的透明导电层表面；第一电极，形成于所述保护层上，并通过所述第一、第二开口，直接与所述焊盘区的第一半导体层接触。

【技术实现步骤摘要】
发光二极管
本技术涉及半导体元件，尤其是涉及一种发光二极管。
技术介绍
由于发光二极管具有寿命长、体积小、高耐震性、发热度小以及耗电量低等优点，发光二极管已被广泛地应用于家电产品以及各式仪器之指示灯或光源。早期的氮化镓LED芯片制作工艺通常由台面蚀刻(MESA)、制作透明导电层（例如ITO）、制作电极和制作保护层四道工艺组成，其形成的发光二极管芯片如图1所示，其一般包括衬底101、N型层111、发光层112、P型层113、透明导电层120、P电极141(焊盘143和扩展条144)、N电极142和保护层130。在氮化镓LED中，p-GaN由于其载流子迁移率较低，通常会在PAD底部造成一定的电流拥堵。因此，现在通常会在P型电极的底部增加电流阻挡层150，用于抑制电流的过注入，增加透明导电层的电流扩散，如图2所示。该芯片制作工艺通常至少包括台面蚀刻(MESA)、制作电流阻挡层、制作电流扩展层（例如ITO）、制作电极和制作保护层五道工艺。
技术实现思路
本技术提供了一种发光二极管，其在形成透明导电层后先制作保护层，最后再制作电极，该保护层可同时作为电流阻挡层，一方面可以减少工艺，另一方面可以有效提升发光二极管的发光效率。根据本技术的第一个方面，一种发光二极管，包括：发光外延层，自上而下依次包括第一半导体层、发光层和第二半导体层，其上表面设有第一电极区，其包含焊盘区和扩展区；透明导电层，形成于所述第一半导体层的表面之上，并在所述焊盘区形成第一开口，露出位于所述焊盘区的第一半导体层表面；保护层，形成于所述透明导电层的表面上，在所述第一电极区的焊盘区和扩展区分别形成第二开口和第三开口，露出位于所述焊盘区的第一半导体层表面及位于所述扩展区的透明导电层表面；第一电极，形成于所述保护层上，并通过所述第一、第二开口，直接与所述焊盘区的第一半导体层接触。本技术同时提供了一发光二极管的制作方法，包括步骤：（1）形成一发光外延层，其自上而下依次包括第一半导体层、发光层和第二半导体层；（2）在所述发光外延层上表面定义第一电极区，其包含焊盘区和扩展区；（3）在所述发光外延层的上表面上形成透明导电层，其在所述并在所述焊盘区形成第一开口，露出位于所述第一电极区的焊盘区的第一半导体层表面；（4）在所述透明导电层上形成保护层，其在所述第一电极区的焊盘区和扩展区分别形成第二开口和第三开口，露出位于所述焊盘区的第一半导体层表面及位于所述扩展区的透明导电层表面；（5）制作第一电极，其形成于所述保护层上，并通过所述第一、第二开口，直接与所述焊盘区的第一半导体层接触。在一些实施例中，所述发光外延层的上表面还设有第二电极区，所述第二电极区形成台面，露出所述第二半导体层的部分表面，所述保护层同时覆盖所述台面的表面并形成第四开口结构。进一步的，所述发光二极管还包括第二电极，其形成于所述保护层上，并通过所述第四开口结构与所述第二半导体层的表面接触。在一些实施例中，所述第二开口的尺寸大于所述第一开口的尺寸，所述第一电极在所述焊盘区同时与所述第一半导体层和透明导电层接触。在一些实施例中，所述第二开口为环状结构，所述环状的内圈直径小于所述第一开口的直径，外圈直径大于所述第一开口的直径。优选地，所述保护层的厚度d为λ/4n×(2k-1)，其中λ为所述发光层的发光波长，n为保护层的折射率，k为1以上的自然数。较佳的，所述K取2以上的自然数。例如在一些实施例中，所述保护层的厚度可取200~250nm。在一些实施例中，所述第一电极在所述扩展区的上表面呈高、低起伏状。在一些实施例中，所述保护层在所述焊盘区的周围形成若干个第五开口，露出所述透明导电层，所述第一电极在焊盘区引出若干金属触角至所述第五开口，与所述透明导电层接触。在一些实施例中，所述第二开口呈环状，分布有至少一个向远离所述焊盘区方向延伸的触角，所述第一电极通过所述触角与所述透明导电层接触。在一些实施例中，所述第一电极在所述扩展区的部分上表面高出其在焊盘区的上表面，根据本技术的第二个方面，一种发光二极管，包括：发光外延层，自上而下依次包括第一半导体层、发光层和第二半导体层，其上表面设有第一电极区，其包含焊盘区和扩展区；透明导电层，形成于所述第一半导体层的表面之上；保护层，形成于所述透明导电层的表面上，在所述焊盘区和扩展区分别形成第一开口和第二开口，露出所述透明导电层的表面，所述第一开口呈环状，至少有一个向远离所述焊盘区方向延伸的触角；第一电极，形成于所述保护层上，并通过所述第一、第二开口，与所述第二半导体层形成电性连接。在一些实施例中，所述发光外延层的上表面还设有第二电极区，所述第二电极区形成台面，露出所述第二半导体层的部分表面，所述保护层同时覆盖所述台面的表面并形成第三开口结构。进一步地，所述发光二极管还包括第二电极，其形成于所述保护层上，并通过所述第四开口结构与所述第二半导体层的表面接触。在一些实施例中，所述触角位于所述焊盘区内。在一些实施例中，所述触角超出所述焊盘区。优选地，所述触角的数目为1~20个。在一些实施例中，所述透明导电层在所述焊盘区形成第四开口，露出位于所述焊盘区的第一半导体层表面。优选地，所述第一开口的内圈直径小于所述第四开口的直径，外圈直径大于所述第四开口的直径。在一些实施例中，所述第一开口的外圈直径小于所述第四开口的直径，所述触角外围直径大于所述第四开口的直径，所述第四开口直径小于所述焊盘区直径。根据本技术的第三个方面，发光二极管，包括：发光外延层，自上而下依次包括第一半导体层、发光层和第二半导体层，其上表面设有第一电极区，其包含焊盘区和扩展区；透明导电层，形成于所述第一半导体层的表面之上；保护层，形成于所述透明导电层的表面上，在所述焊盘区的周围形成一系列的第一开口，在扩展区形成第二开口，露出所述透明导电层的表面；第一电极，形成于所述保护层上，包含焊盘、扩展条和触角，所述触角两端分别连接焊盘和第一开口，所述扩展条通过第二开口与所述透明导电层连接。在一些实施例中，所述保护层在所述焊盘区设有环形的第三开口结构。在一些实施例中，所述透明导电层在所述焊盘区设有第四开口结构。优选地，所述第三开口的内圈直径小于所述第四开口的直径，外圈直径大于所述第四开口的直径。优选地，所述第四开口的直径大于第三开口的外径直径，小于第一开口的内侧切圆直径。在一些实施例中，所述焊盘同时与所述保护层、透明导电层接触。在一些实施例中，所述发光外延层的上表面还设有第二电极区，所述第二电极区形成台面，露出所述第二半导体层的部分表面，所述保护层同时覆盖所述台面的表面并形成第五开口结构。进一步地，所述发光二极管还包括第二电极，其形成于所述保护层上，并通过所述第五开口结构与所述第二半导体层的表面接触。优选地，所述触角的数目为1~20个。根据本技术的第四个方面，发光二极管，包括：发光外延层，自上而下依次包括第一半导体层、发光层和第二半导体层；透明导电层，形成于第一半导体层的表面之上；保护层，形成在在所述透明导电层上；第一电极，由焊盘和扩展条构成，其中所述扩展条形成于所述保护层上，并通过一系列通孔与第一半导体层形成电性连接，所述扩展条的部分上表面高出所述焊盘的上表面。优选地，所述扩展条与所述保护层形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
发光二极管，包括：发光外延层，自上而下依次包括第一半导体层、发光层和第二半导体层，其上表面设有第一电极区，其包含焊盘区和扩展区；透明导电层，形成于所述第一半导体层的表面之上，并在所述焊盘区形成第一开口，露出位于所述焊盘区的第一半导体层表面；保护层，形成于所述透明导电层的表面上，在所述第一电极区的焊盘区和扩展区分别形成第二开口和第三开口，露出位于所述焊盘区的第一半导体层表面及位于所述扩展区的透明导电层表面；第一电极，形成于所述保护层上，并通过所述第一、第二开口，直接与所述焊盘区的第一半导体层接触。

【技术特征摘要】
1.发光二极管，包括：发光外延层，自上而下依次包括第一半导体层、发光层和第二半导体层，其上表面设有第一电极区，其包含焊盘区和扩展区；透明导电层，形成于所述第一半导体层的表面之上，并在所述焊盘区形成第一开口，露出位于所述焊盘区的第一半导体层表面；保护层，形成于所述透明导电层的表面上，在所述第一电极区的焊盘区和扩展区分别形成第二开口和第三开口，露出位于所述焊盘区的第一半导体层表面及位于所述扩展区的透明导电层表面；第一电极，形成于所述保护层上，并通过所述第一、第二开口，直接与所述焊盘区的第一半导体层接触。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述发光外延层的上表面还设有第二电极区，所述第二电极区形成台面，露出所述第二半导体层的部分表面，所述保护层同时覆盖所述台面的表面并形成第四开口结构。3.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于：还包括第二电极，其形成于所述保护层上，包含焊盘和扩展条，所述扩展条的部分上表面高于所述第一电极在焊盘区的上表面。4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第二开口的尺寸大于所述第一开口的尺寸，所述第一电极在所述焊盘区同...

【专利技术属性】
技术研发人员：林素慧，洪灵愿，许圣贤，陈思河，陈大钟，陈功，张家宏，彭康伟，
申请(专利权)人：厦门市三安光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35