具有环形电极的发光二极管制造技术

本实用新型专利技术公开一种具有环形电极的发光二极管，包括：衬底，由下往上堆叠的第一型半导体层、发光层、第二型半导体层、第二电极、设置在第一型半导体层裸露表面上的第一电极以及形成于发光二极管表面除电极之外区域的第一绝缘保护层；其特征在于：所述第一电极与第二电极至少之一为环形电极，且所述环形电极包围一第二绝缘保护层。藉由位于环形电极中的第二绝缘保护层的折射率低于发光层的折射率，当光到达绝缘保护层时会由于折射率差而将光全反射出去，从而减少金属电极吸光的问题，提升亮度，增加发光二极管的发光效率。

【技术实现步骤摘要】
具有环形电极的发光二极管
本技术涉及一种发光二极管，更具体地是具有环形电极的发光二极管。
技术介绍
发光二极管（英文为LightEmittingDiode，简称LED）是一种当PN结处于正偏压情况下即会发光的半导体二极管。LED具有体积小、重量轻、结构牢固、抗冲击和抗震能力强、寿命长、环保无污染等诸多优点，已成为近年来最受重视的光源技术之一。参照图1和图2所示，在常规正装LED芯片结构中，包括：衬底100，由下往上堆叠的N型层101、发光层102、P型层103、P电极104、设置在N型层101裸露表面上的N电极105以及形成于LED芯片表面除电极之外区域的绝缘保护层106。参照图3所示，该LED芯片结构用于封装端时，一般需要经过焊线，即需要在LED芯片的电极结构上制作焊垫（金球或合金球），并用金线或者合金线连接至封装基板（图中未示出）。常规的LED芯片结构存在一些不足，比如电极结构容易吸收发光层发出的光线而限制发光效率的提高；电极结构与绝缘保护层需要通过开两道黄光光罩工艺形成，成本较高。
技术实现思路
为解决上述现有技术中存在的不足，本技术提出具有环形电极的发光二极管，包括：衬底，由下往上堆叠的第一型半导体层、发光层、第二型半导体层、第二电极、设置在第一型半导体层裸露表面上的第一电极以及形成于发光二极管表面除电极之外区域的第一绝缘保护层；其特征在于：所述第一电极与第二电极至少之一为环形电极，且所述环形电极包围一第二绝缘保护层。在本技术中，优选地，所述第二绝缘保护层的外径与环形电极的外径比例介于50%~75%之间。更优选地，所述第二绝缘保护层的外径与环形电极的外径比例介于60%~65%之间。优选地，所述第二绝缘保护层的外径小于或等于所述环形电极的内径。优选地，所述第二绝缘保护层的厚度小于或等于所述环形电极的厚度。优选地，所述第二绝缘保护层的中心与所述环形电极的中心相一致。优选地，所述第二绝缘保护层包括分布布拉格反射层。优选地，所述第一绝缘保护层为氮化镁(MgxNy)或氮化硅(SixNy)或氧化硅(SixOy)或氧化钛(TixOy)或氧化锆(ZrxOy)或氧化铪(HfxOy)或其前述任意组合之一。优选地，所述第二绝缘保护层为氮化镁(MgxNy)或氮化硅(SixNy)或氧化硅(SixOy)或氧化钛(TixOy)或氧化锆(ZrxOy)或氧化铪(HfxOy)或其前述任意组合之一。优选地，所述第一绝缘保护层材料与所述第二绝缘保护层材料相同或者不相同。相较于现有技术，本技术至少包括以下有益效果：（1）藉由位于环形电极中的第二绝缘保护层的折射率低于发光层的折射率，当光到达绝缘保护层时会由于折射率差而将光全反射出去，从而减少金属电极吸光的问题，提升亮度，增加LED的发光效率。（2）位于环形电极中的第二绝缘保护层，可以充当电流阻挡层的作用，有助于改善电流扩散。（3）采用环形电极结构设计，有效地节省了金属层用量，增加贵金属的回收，降低生产成本。本技术的其它特征和优点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，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。图1为常规正装的氮化镓基LED芯片的结构剖视示意图。图2为常规正装的氮化镓基LED芯片的结构俯视示意图。图3为常规正装的氮化镓基LED芯片应用于封装的结构剖视示意图。图4~图11为本技术实施例1的氮化镓基LED芯片的制作流程示意图，其中图5为图4的俯视图，图7为图6的俯视图，图9为图8的俯视图。图12为本技术实施例2的氮化镓基LED芯片应用于封装的结构剖视示意图。图13为本技术实施例3的氮化镓基LED芯片俯视示意图。图14为本技术实施例3的氮化镓基LED芯片应用于封装的结构剖视示意图。图中各标号表示：100，200：衬底；101，201：N型层；102，202：发光层；103，203：P型层；104，204：P电极；105，205：N电极；106：绝缘保护层；2061：第一绝缘保护层；2062：第二绝缘保护层；207：金属层；208：焊垫。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本技术的实施方式，借此对本技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本技术的保护范围之内。实施例1本实施例提供一种具有环形电极的发光二极管的制备方法，主要包括以下工艺步骤：（1）参照图4所示，在蓝宝石衬底200上采用金属有机化合物化学气相沉淀（英文缩写为MOCVD）外延发光层，其自下而上依次包括N型层201、GaN发光层202、P型层203。（2）参照图5和图6所示，在所述发光外延层，采用黄光光罩和干法蚀刻工艺，从P型层203表面往下蚀刻出部分裸露的N型层201。（3）参照图7和图8所示，在所述P型层和裸露的N型层上，采用黄光光罩和沉积工艺（图中光阻未示出），同时制作第一绝缘保护层2061、第二绝缘保护层2062，厚度一致，其中第二绝缘保护层包围所述第一绝缘保护层，且第一绝缘保护层与第二绝缘保护层之间的间隔为环形结构，本实施例所述的绝缘保护层可以选择氮化镁(MgxNy)或氮化硅(SixNy)或氧化硅(SixOy)或氧化钛(TixOy)或氧化锆(ZrxOy)或氧化铪(HfxOy)或其组合之一，优选氧化硅(SixOy)，其折射率约为1.4，小于GaN发光层的折射率（约2.4）。第一绝缘保护层与第二绝缘保护层材料可以相同，也可以不同。（4）参照图9所示，在所述第一绝缘保护层、第二绝缘保护层以及环形结构上，沉积金属层207，厚度大于或等于绝缘保护层，该步骤与制作第一绝缘保护层、第二绝缘保护层只需开同一道黄光光罩即可。（5）参照图10和图11所示，采用剥离工艺，将位于所述第一绝缘保护层与第二绝缘保护层上的金属层207剥离，从而在所述环形结构中留下金属层，形成环形P电极204和环形N电极205。本实施例的第二绝缘保护层的外径等于所述环形电极的内径，第二绝缘保护层的外径与环形电极的外径比例介于50%~75%之间，如比例太小，则节省的金属层（尤其是黄金等贵金属）比较有限；如比例太高，则金属层与发光外延层的接触比例过小，可能影响电极的粘附性，综合考虑优选60%~65%较佳。本实施例藉由位于环形电极中的第二绝缘保护层的折射率低于发光层的折射率,当光到达绝缘层时会由于折射率差而将光全反射出去，从而减少金属电极吸光的问题，提升亮度，增加LED的发光效率。此外，位于环形电极中的第二绝缘保护层，可以充当电流阻挡层的作用，有助于改善电流扩散。实施例2参照图12所示，本实施例提供的一种具有环形电极的发光二极管，自下而上包括：衬底200，由下往上堆叠的N型层201、发光层202、P型层203、P电极204、设置在N型层裸露表面上的N电极205以及形成于本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有环形电极的发光二极管，包括：衬底，由下往上堆叠的第一型半导体层、发光层、第二型半导体层、第二电极、设置在第一型半导体层裸露表面上的第一电极以及形成于发光二极管表面除电极之外区域的第一绝缘保护层；其特征在于：所述第一电极与第二电极至少之一为环形电极，且所述环形电极包围一第二绝缘保护层。

【技术特征摘要】
1.具有环形电极的发光二极管，包括：衬底，由下往上堆叠的第一型半导体层、发光层、第二型半导体层、第二电极、设置在第一型半导体层裸露表面上的第一电极以及形成于发光二极管表面除电极之外区域的第一绝缘保护层；其特征在于：所述第一电极与第二电极至少之一为环形电极，且所述环形电极包围一第二绝缘保护层。2.根据权利要求1所述的具有环形电极的发光二极管，其特征在于：所述第二绝缘保护层的外径与环形电极的外径比例介于50%~75%之间。3.根据权利要求2所述的具有环形电极的发光二极管，其特征在于：所述第二绝缘保护层的外径与环形电极的外径比例介于60%~65%之间。4.根据权利要求1所述的具有环形电极的发光二极管，其特征在于：所述第二绝缘保护层的外径小于或等于所述环形电极的内径。5.根据权利要求1所述的具有环形电...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈孟骏，郑建森，林素慧，彭康伟，张家宏，
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