一种LED结构及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种LED结构及其制备方法，其中结构包括衬底、位于所述衬底之上的第一半导体层、位于所述第一半导体层之上的发光层、位于所述发光层之上的第二半导体层以及位于所述半导体层上的电极。其中，电极由主体和延伸部所组成，所述延伸部与所接触半导体层表面呈一定夹角，并以半包覆的形状将电极主体与射向其上表面、侧面的光线隔开。

【技术实现步骤摘要】
一种LED结构及其制备方法
本专利技术涉及一种LED结构及其制备方法，特别是涉及一种白光LED结构及其制备方法。
技术介绍
固体照明，特别是发光二极管（LED）由于其寿命长、无污染、光效高正越来越多地取代荧光灯/白炽灯等成为新一代的光源。由于直接生产制备出来的LED都是单色光，要获得白光，必须有多种颜色混合才能形成，目前制备白光LED的方式主要是利用蓝/紫外光LED激发光转换材料，如荧光粉等形成白光。目前LED多使用Au等高导电材料作为电极，而Au等材料具有一定程度吸光。因此，电极吸光对出光效率的降低不容小觑。如图1所示的现有白光芯片，电极105吸光主要包括三方面：1）吸收发光层103射向电极底部的光r1；2）吸收发光层103射向电极侧面的光r2；3）吸收光转换材料107，如荧光粉等的散射/激发射向电极顶部及侧面的光r3。为了解决电极吸光的问题，现有技术制备的LED反射电极主要有两种类型：1）仅电极底部是反射面，而侧面和上表面仍是吸光的金属。因此，含这种电极的LED芯片，特别是白光芯片仍会因为电极吸光而降低光效；2）整个电极被反射金属所包裹。但由于反射金属一般为Ag/Al，LED芯片在使用过程中很容易由于Ag/Al金属电迁移而发生电极失效。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种LED结构及其制作方法，其实现减少电极吸光的同时，又降低金属反射电极发生电迁移的风险。根据本专利技术的第一个方面，一种LED结构，包括：衬底；位于所述衬底之上的第一半导体层；位于所述第一半导体层之上的发光层；位于所述发光层之上的第二半导体层；位于所述半导体层上的电极，由主体和延伸部所组成：其中所述电极延伸部与所接触半导体层表面呈一定夹角，并以半包覆的形状将电极主体与射向其上表面、侧面的光线隔开。在本专利技术的一些实施例中，所述电极的主体为多层结构，其底层由反射金属组成，用于反射发光层射向电极下表面的光线；其顶层由电迁移惰性的金属组成，用于保护其下表面的反射金属，防止其在导电过程中发生电迁移的风险。在一些实施例中，所述电极的延伸部，其靠近电极主体的表面由电迁移惰性的金属组成，其远离电极主体的外侧面由反射金属组成，用于反射射向电极主体上表面和侧面的光线。在一些实施例中，所述电极延伸部的高度不低于其电极主体的高度。在一些实施例中，所述电极延伸部与所接触半导体层表面呈直角、钝角和锐角中的一种或其组合。在一些实施例中，所述电极延伸部的表面是规则的平面或不规则的平面的一种或其组合。在一些实施例中，所述LED结构还包含电极区域以外的光转换材料。根据本专利技术的第二个方面，一种LED结构的制备方法，包括：a）提供一LED晶片，其包括用于支撑保护LED的衬底，位于所述衬底之上的第一半导体层，位于所述第一半导体层之上的发光层，位于所述发光层之上的第二半导体层；b）将所述第二半导体层上表面划分为电极区域和非电极区域，在所述非电极区域上形屏蔽层；c）在LED晶片上沉积电极层，其沉积的方向与LED晶片表面有一定角度，使得邻接电极区域的屏蔽层侧壁也被镀上电极层；d）去除屏蔽层和位于其上的电极层，留下电极区域及屏蔽层侧壁的电极层，其中电极区域的电极层为电极主体，屏蔽层侧壁的电极层为电极延伸部。在一些实施例中，所述沉积的方向与LED晶片表面的角度θ的取值范围为：0°＜θ＜90°。在一些实施例中，所述沉积的方向与LED晶片表面的角度θ的取值范围为：30°≤θ≤80°。在一些实施例中，所述沉积的电极层为多层结构，最先沉积的金属层由反射金属组成。在一些实施例中，所述沉积的电极层为多层结构，最后沉积的金属层由电迁移惰性的金属组成。在一些实施例中，制备完所述电极后，该制备方法还包含在电极其余区域沉积光转换材料。根据本专利技术的第三个方面，一种LED结构的制备方法，包括：a）提供一LED晶片，其包括用于支撑保护LED的衬底，位于所述衬底之上的第一半导体层，位于所述第一半导体层之上的发光层，位于所述发光层之上的第二半导体层；b）将所述第二半导体层上表面划分为电极区域和非电极区域，在所述非电极区域形成光转换层；c）在所述光转换层上形成屏蔽层，露出电极区域；d）在LED晶片上沉积电极层，沉积的方向与LED晶片表面有一定角度，使得邻接电极区域的光转换层侧壁也被镀上电极层；e）去除屏蔽层和位于其上的电极层，留下电极区域及光转换层侧壁的电极层，其中电极区域的电极层为电极主体，光转换层侧壁的电极层为电极延伸部。在一些实施例中，所述沉积的方向与LED晶片表面的角度θ的取值范围为：0°＜θ＜90°。在一些实施例中，所述沉积的方向与LED晶片表面的角度θ的取值范围为：30°≤θ≤80°。在一些实施例中，所述沉积的电极层为多层结构，最先沉积的金属层由反射金属组成。在一些实施例中，所述沉积的电极层为多层结构，最后沉积的金属层由电迁移惰性的金属组成。虽然在下文中将结合一些示例性实施及使用方法来描述本专利技术，但本领域技术人员应当理解，并不旨在将本专利技术限制于这些实施例。反之，旨在覆盖包含在所附的权利要求书所定义的本专利技术的精神与范围内的所有替代品、修正及等效物。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。图1是现有白光LED技术其电极吸光示意图。图2是一种LED结构实施例1的剖视图，其电极延伸部与半导体层表面呈直角。图3是实施例1实施方式流程图。图4-6是实施例1实施方式流程剖视图。图7是实施例1未去除屏蔽层前电极的SEM图片。图8是实施例1去除屏蔽层后俯视电极的SEM图片。图9是实施例1去除屏蔽层后侧视电极的SEM图片。图10是实施例1的基础上制作的含光转换层的实施例2的结构剖视图。图11是实施例2的一种实施方式的流程图。图12-13是实施例2的一种实施方式的流程剖视图。图14是实施例2的另一种实施方式的流程图。图15-17是实施例2的另一种实施方式的流程剖视图。图18是一种LED结构实施例3的剖视图，其电极延伸部与半导体层表面呈钝角。图19是一种LED结构实施例4的剖视图，其电极延伸部与半导体层表面呈锐角。图20是一种LED结构实施例5的剖视图，其电极延伸部是不规则的。图中各标号表示：101、201、301、401、501、601：衬底；102、202、302、402、502、602：第一半导体层；103、203、303、403、503、603：发光层；104、204、304、404、504、604：第二半导体层；204a、304a：电极区域；105、205、305、405、505、605：电极；106、306：光转换层；107、307：光转换材料；208、308、408、508、608：电极主体；209、309、409、509、609：电极延伸部；210、310、410、510、610：反射金属层；211、311、411、511、611：电迁移惰性金属层；212、312：屏蔽层；212a：邻接电极区域的屏蔽层侧壁；214：金属蒸镀源。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利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。需要说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED结构，包括：衬底；位于所述衬底之上的第一半导体层；位于所述第一半导体层之上的发光层；位于所述发光层之上的第二半导体层；位于所述半导体层上的电极，由主体和延伸部所组成，其特征在于：所述电极延伸部与所接触半导体层表面呈一定夹角，并以半包覆的形状将电极主体与射向其上表面、侧面的光线隔开。

【技术特征摘要】
1.一种LED结构，包括：衬底；位于所述衬底之上的第一半导体层；位于所述第一半导体层之上的发光层；位于所述发光层之上的第二半导体层；位于所述半导体层上的电极，由主体和延伸部所组成，其特征在于：所述电极延伸部与所接触半导体层表面呈一定夹角，并以半包覆的形状将电极主体与射向其上表面、侧面的光线隔开；所述电极的延伸部靠近电极主体的表面由电迁移惰性的金属组成，远离电极主体的外侧面由反射金属组成，用于反射射向电极主体上表面和侧面的光线。2.根据权利要求1所述的一种LED结构，其特征在于：所述电极的主体为多层结构，其底层由反射金属组成，用于反射发光层射向电极下表面的光线；其顶层由电迁移惰性的金属组成，用于保护其下表面的反射金属，防止其在导电过程中发生电迁移的风险。3.根据权利要求1所述的一种LED结构，其特征在于：所述电极延伸部的高度不低于其电极主体的高度。4.根据权利要求1所述的一种LED结构，其特征在于：所述电极延伸部与所接触半导体层表面呈直角、钝角和锐角中的一种或其组合。5.根据权利要求1所述的一种LED结构，其特征在于：所述电极延伸部的表面是规则的平面或不规则的平面的一种或其组合。6.根据权利要求1所述的一种LED结构，其特征在于：所述LED结构还包含电极区域以外的光转换材料。7.一种LED结构的制备方法，包括：a）提供一LED晶片，其包括用于支撑保护LED的衬底，位于所述衬底之上的第一半导体层，位于所述第一半导体层之上的发光层，位于所述发光层之上的第二半导体层；b）将所述第二半导体层上表面划分为电极区域和非电极区域，在所述非电极区域上形成屏蔽层；c）在LED晶片上沉积电极层，其沉积的方向与LED晶片表面有一定角度，使得邻接电极区域的屏蔽层侧壁也被镀上电极层；d）去除屏蔽层和位于其上的电极层，留下电极区域及屏蔽层侧壁的电极层，其中电极区域的电极层为电极主体，屏蔽层侧壁的电极层为电极延伸部。8.根据权利要求7所述的一种LED结构的制备方法，其特征在于：所述沉积的...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁兴华，何洪泉，李佳恩，夏德玲，林素慧，徐宸科，
申请(专利权)人：厦门市三安光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35