一种发光二极管制造技术

本实用新型专利技术属于半导体领域，尤其涉及一种发光二极管。至少包括：基板；外延层，置于基板上；第一电极和第二电极，置于外延层上，与外延层电性导通并注入电流；绝缘保护层，置于外延层上，具有裸露第一电极和/或第二电极的第一窗口；其特征在于：所述绝缘保护层为第一绝缘保护层和金属纳米颗粒层形成的多层膜结构。其在绝缘保护层中设置金属纳米颗粒层，形成包括第一绝缘保护层和金属纳米颗粒层的多层膜结构，金属纳米颗粒可以提升光的漫反射，多层膜结构可以减小由发光层射出的入射光线角度，增加正向出光，减少内部反射损耗，从而提升发光二极管的出光效率。

【技术实现步骤摘要】
一种发光二极管
本技术属于半导体领域，尤其涉及一种可以具有纳米金属颗粒的绝缘保护层的发光二极管。
技术介绍
在发光二极管（LED）半导体行业中,氮化镓材料作为第三代半导体材料家族中的重要组成部分得到了广泛的应用,起着不可替代的作用,其被广泛应用于LED芯片、蓝光LED、绿光LED、紫外LED等电子器件的制备材料，并广泛应用于照明、医疗、显示、植物照明等生产生活的各个领域。氮化镓基半导体会因空气中的氧气，氢气及水分而受到化学性伤害。所以为了通过除电极外的物理，化学，电子来保护氮化镓结构体就需要钝化层。一般地LED的表面会镀一层绝缘的钝化层，该钝化层可以是二氧化硅，氮化硅等材料，用以保护芯粒抵抗外界环境的破坏，然而在氮化镓半导体表面形成二氧化硅层时，氧气被引入氮化镓表面，从而降低了光发射效率。因此发光二极管需要具有良好的光放射效率、绝缘特性和高气体透射率的钝化层。
技术实现思路
本技术提供一种通过在绝缘保护层中设置金属纳米颗粒进而提高发光二极管的出光效果的发光二极管。一种发光二极管，至少包括：基板；外延层，置于基板上；第一电极和第二电极，置于外延层上，与外延层电性导通并注入电流；绝缘保护层，置于外延层上，具有裸露第一电极和/或第二电极的第一窗口；其特征在于：所述绝缘保护层为第一绝缘保护层和金属纳米颗粒层形成的多层膜结构。优选的，所述多层膜结构为第一绝缘保护层/金属纳米颗粒层/第一绝缘保护层结构。优选的，所述多层膜结构为第一绝缘保护层/金属纳米颗粒层形成的周期性层叠结构。优选的，所述第一绝缘保护层为二氧化硅层或氮化硅层。优选的，所述金属纳米颗粒为高反射率金属，所述金属纳米颗粒为金、铜、钼、银、铝纳米颗粒，所述金属纳米颗粒为银纳米颗粒。优选的，所述金属纳米颗粒的粒径在1nm~100nm之间。优选的，所述发光二极管还包括电流扩展层，电流扩展层置于外延层和绝缘保护层之间，电流扩展层具有裸露第二电极的第二窗口。优选的，所述发光二极管还包括电流阻挡层，电流阻挡层置于外延层和电流扩展层之间，电流阻挡层具有裸露外延层的第三窗口，第二电极通过第三窗口与外延层接触，并电性导通。本技术的发光二极管，其在绝缘保护层中设置金属纳米颗粒层，形成包括第一绝缘保护层和金属纳米颗粒层的多层膜结构，金属纳米颗粒可以提升光的漫反射，多层膜结构可以减小由发光层射出的入射光线角度，增加正向出光，减少内部反射损耗，从而提升发光二极管的出光效率。附图说明图1是根据一个实施方案的发光二极管的截面图；图2是图1中绝缘保护层的放大结构截面图；图3是根据另一实施方案的发光二极管中绝缘保护层的放大结构截面图。具体实施方式在下文中，将参考附图来描述实施方案。在实施方案的描述中，应当理解，当称层（或者膜）位于另外的层或者基板“上”时，其可以直接位于另外的层或者基板上，或者也可以有中间层。此外，应当理解，当层被称为位于另外的层“下”时，其可以直接位于另外的层下面，也可以有一个或更多个中间层。另外，还应当理解，当称层位于两个层“之间”时，其可以是两个层之间的唯一的层，或者也可以有一个或更多个中间层。在附图中，为了便于说明以及清晰起见，每一层的厚度或尺寸被夸大、省略或示意性示出。另外，每一个构成元件的尺寸或面积并不完全反映其实际尺寸。图1是根据其中一个实施方案的发光二极管的截面图。一种发光二极管，至少包括：基板10；外延层20，置于基板10上；第一电极61和第二电极62，置于外延层20上，与外延层20电性导通并注入电流；绝缘保护层50，置于外延层20上，具有裸露第二电极62的第一窗口53。基板10可以使用与其上生长的半导体材料晶格更为接近的材料或者具有优良热传性的材料形成。基板10可以由从蓝宝石（Al2O3）、SiC、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP、Ge以及Ga203中的一种或者多种组合形成。在使用基板10时，还可以在基板10上进行湿法清洁处理，从而从基板10的表面去除杂质，使后续生长的半导体材料质量更好。另外，基板10可以进行图案化处理，以提高其外量子出光效率。外延层20可以为使用多种化合物的半导体层，例如III-V族或II-VI族元素的半导体层。该外延结构形成的发光二极管可以是发射蓝光、绿光或红光的多色LED、白色LED或UVLED。从LED发出的光可以根据不同的半导体材料来呈现，此处不作特别限制。外延层20可以使用例如金属有机化学气相沉积（MOCVD）、化学气相沉积（CVD）、等离子体增强化学气相沉积（PECVD）、分子束外延（MBE）、或氢化物气相外延（HVPE）来形成，但形成方法不限于此。外延层20至少包括第一导电型半导体层21、发光层22和第二导电型半导体层23。第一导电型半导体层21可以由半导体化合物（例如III-V族或II-VI族化合物半导体）形成。另外，第一导电型掺杂剂可以掺杂于其中。当第一导电型半导体层21是n型半导体层时，第一导电类型掺杂剂可以是包括Si、Ge、Sn、Se或Te等的n型掺杂剂，但本公开文本不限于此。第一导电型半导体层21可以包括由分子式AlxInyGa1-x-y）N（0≤x≤1，0≤y≤1，以及0≤x+y≤1）表示的半导体材料。例如，第一导电型半导体层21可以由GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、InGaAs、AlInGaAs、GaP、AlGaP、InGaP、AlInGaP以及InP中的至少一种形成。发光层22中电子与空穴复合发光，当第一导电型半导体层21是n型半导体层且第二导电型半导体层23是p型半导体层时，电子从第一导电型半导体层21注入，且空穴从第二导电型半导体层23注入。发光层22可以具有单量子阱结构、多量子阱结构、量子线结构以及量子点结构的至少一个。例如，发光层22可以通过注入三甲基镓气体（TMGa）、氨气（NH3）、氮气（N2）以及三甲基铟气体（TMIn）而形成多量子阱结构，但本公开文本不限于此。当发光层22具有量子阱结构时，发光层22的阱层/势垒层可以具有由InGaN/GaN、InGaN/InGaN、GaN/AlGaN、InAlGaN/GaN、GaAs（InGaAs）/AlGaAs以及GaP（InGaP）/AlGaP的至少一个形成的分层成对结构（layeredpairstructure），但本公开文本不限于此。阱层可以由带隙比势垒层小的材料形成。第二导电型半导体层23可以由掺杂有第二导电类型掺杂剂的半导体化合物（例如，III-V族或II-VI族化合物半导体）形成。第二导电型半导体层23可以包括由分子式InxAlyGa1-x-yN（0≤x≤1，0≤y≤1，以及0≤x+y≤1）表示的半导体材料。当第二导电型半导体层23是p型半导体层时，第二导电类型掺杂剂可以是包括Mg、Zn、Ca、Sr或Ba等的p型掺杂剂，但本公开文本不限于此。根据本实施例，第一导电型半导体层21可以是n型半导体层，且第二导电型半导体层23可以是p型半导体层。第一导电型半导体层21也可以是p型半导体层，此时第二导电型半导体层23则为n型半导体层。另外，与第二导电类型极性相反的半导体可以被进一步设置在第二导电型半导体层23上。例如，当第二导电型半导体层23是p型半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光二极管，至少包括：基板；外延层，置于基板上；第一电极和第二电极，置于外延层上，与外延层电性导通；绝缘保护层，置于外延层上，具有裸露第一电极和/或第二电极的第一窗口；其特征在于：所述绝缘保护层为第一绝缘保护层和金属纳米颗粒层形成的多层膜结构。

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管，至少包括：基板；外延层，置于基板上；第一电极和第二电极，置于外延层上，与外延层电性导通；绝缘保护层，置于外延层上，具有裸露第一电极和/或第二电极的第一窗口；其特征在于：所述绝缘保护层为第一绝缘保护层和金属纳米颗粒层形成的多层膜结构。2.根据权利要求1所述的一种发光二极管，其特征在于：所述多层膜结构为第一绝缘保护层/金属纳米颗粒层/第一绝缘保护层结构。3.根据权利要求1所述的一种发光二极管，其特征在于：所述多层膜结构为第一绝缘保护层/金属纳米颗粒层形成的周期性层叠结构。4.根据权利要求1所述的一种发光二极管，其特征在于：所述第一绝缘保护层为二氧化硅层或氮化硅层。5.根据权利要求1所述的一种发光二极管，其特征在于：所述金属纳米颗粒为高...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡家豪，梅震，韩贵辉，汪琴，邱智中，蔡吉明，
申请(专利权)人：安徽三安光电有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34