发光二极管与其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种发光二极管与其制造方法。该发光二极管包含第一半导体层、第二半导体层、主动层、介电层以及电极。主动层设置在第一半导体层与第二半导体层之间，且该主动层具有至少一个穿透位错。介电层设置在第二半导体层上。介电层具有至少一个第一开口，此第一开口裸露出一部分的第二半导体层。穿透位错在介电层上的正投影与第一开口分开。电极部分设置在介电层上，并通过第一开口而与第二半导体层电性耦接。本发明专利技术的发光二极管的发光效率有所改善。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发光二极管。
技术介绍
发光二极管是一种能够将电流转换为光能的半导体发光装置。作为一种光源，发光二极管具有低能量消耗、使用寿命长、体积小、反应速度快等优点。因此，发光二极管已经逐渐取代白炽灯等传统照明装置。然而，发光二极管的发光效率可能会受到一些因素的影响，其中一个因素是存在于发光二极管结构中的穿透位错(ThreadingDislocation)缺陷的多寡。穿透位错缺陷通常是在一种材料上外延成长另一种晶体材料时产生。由于两种材料具有不同的晶格常数与热膨胀系数，因此两种材料之间的晶格不匹配将在材料沉积时产生应力，致使穿透位错缺陷的产生。若穿透位错缺陷产生在发光二极管装置的发光区，则发光二极管装置的发光效率将会降低，尤其是对于进入到微米尺度的发光二极管将会产生极大影响。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于，提供一种发光二极管，从而提高现有技术中发光二极管的发光效率。根据本专利技术一实施方式，提供一种发光二极管，其包含第一半导体层、第二半导体层、主动层、介电层以及电极。主动层设置在第一半导体层与第二半导体层之间，且主动层具有至少一个穿透位错(ThreadingDislocation)。介电层设置在第二半导体层上，且介电层具有至少一个第一开口，从而裸露出一部分的第二半导体层。穿透位错在介电层上的正投影与第一开口分开。电极部分设置在介电层上，且通过第一开口与第二半导体层电性耦接。优选地，上述技术方案中，发光二极管还包含：基板，其上具有至少一个错位诱导功能结构，其中穿透位错从错位诱导功能结构上成形。优选地，上述技术方案中，基板为图案化的蓝宝石基板，且错位诱导功能结构为位于蓝宝石基板上的图案。优选地，上述技术方案中，基板与基板上的缓冲层或第一半导体层之间具有因晶格不匹配而产生的错位诱导功能结构。优选地，上述技术方案中，错位诱导功能结构的数量为多个，错位诱导功能结构设置在基板上，且两个相邻的错位诱导功能结构的间距为0.5微米至20微米。优选地，上述技术方案中，错位诱导功能结构的数量为多个，错位诱导功能结构设置在基板上，且两个相邻的错位诱导功能结构的间距为3微米。优选地，上述技术方案中，错位诱导功能结构的数量为多个，错位诱导功能结构设置在基板上，且错位诱导功能结构大致等距排列。优选地，上述技术方案中，错位诱导功能结构的数量为多个，错位诱导功能结构设置在基板上，且错位诱导功能结构非等距排列。优选地，上述技术方案中，错位诱导功能结构的数量为多个，两个相邻的错位诱导功能结构之间定义为山谷区，且穿透位错在基板上的正投影与山谷区至少部分重叠。优选地，上述技术方案中，主动层具有第一区与第二区，第一区具有第一穿透位错密度，第二区具有第二穿透位错密度，第一穿透位错密度大于第二穿透位错密度，且第一区在基板上的正投影与错位诱导功能结构分开。优选地，上述技术方案中，错位诱导功能结构的形状为长条形、圆锥形或是多角形。优选地，上述技术方案中，主动层具有第一区与第二区，第一区具有第一穿透位错密度，第二区具有第二穿透位错密度，第一穿透位错密度大于第二穿透位错密度，且第一区在介电层上的正投影与第一开口分开。优选地，上述技术方案中，第一开口具有第一直径，第一直径为0.1微米至20微米。优选地，上述技术方案中，第一开口具有第一直径，第一直径为0.1微米至2微米。优选地，上述技术方案中，介电层具有至少一个第二开口，第二开口具有第二直径，第二直径为10微米至20微米，且穿透位错在介电层上的正投影与第二开口至少部分重叠。根据本专利技术另一实施方式，提供一种发光二极管，其包含第一半导体层、第二半导体层、主动层、介电层以及电极。主动层设置在第一半导体层与第二半导体层之间，且具有第一区与第二区，其中第一区具有第一穿透位错密度，第二区具有第二穿透位错密度，且第一穿透位错密度大于第二穿透位错密度。介电层设置在第二半导体层上，且具有至少一个开口，从而裸露出一部分的第二半导体层。第二区在介电层上的正投影与开口至少部分重叠。电极部分设置在介电层上，且通过开口与第二半导体层电性耦接。优选地，上述技术方案中，发光二极管还包含：基板，其具有至少一个错位诱导功能结构，其中开口在基板上的正投影与错位诱导功能结构至少部分重叠。开口定义了电极与第二半导体层的接触区域位置与大小。当发光二极管为顺向偏压时，载流子自电极与第二半导体层的接触介面流至第一半导体层与第二半导体层的衔接处。因为穿透位错在介电层上的正投影与开口分开，多数电子空穴将会复合在具有较低穿透位错密度的区域。于是，发光二极管的发光效率得以改善。根据本专利技术另一实施方式，一种发光二极管的制造方法包含以下步骤：1.在基板上形成第一半导体层，其中基板具有至少一个错位诱导功能结构(Dislocation-InducingFeature)。2.在第一半导体层上形成主动层，其中主动层具有至少一个穿透位错，且穿透位错从错位诱导功能结构上成形。3.在主动层上形成第二半导体层。4.在第二半导体层上形成介电层。5.在介电层中形成至少一个开口，其中穿透位错在介电层上的正投影与开口分开。6.形成部分设置在介电层上的电极，其中电极通过开口与第二半导体层电性耦接。优选地，上述技术方案中，发光二极管的制造方法还包含：在基板上形成至少一个对位标记；其中形成开口的步骤还包含通过对位标记将开口与错位诱导功能结构对齐。优选地，上述技术方案中，发光二极管的制造方法还包含：移除基板。通过在基板上形成错位诱导功能结构，因而在第一半导体层形成于基板上时使张应力(TensileStress)较容易伴随在错位诱导功能结构上产生。因此，穿透位错将会倾向从错位诱导功能结构上成形，且由于张应力，穿透位错将会倾斜延伸。当穿透位错延伸至主动层时，穿透位错在介电层上的正投影与开口分开。于是，发光二极管的发光效率得以改善。附图说明图1为依照本专利技术第一实施方式的发光二极管的剖面图。图2为依照本专利技术第二实施方式的发光二极管的剖面图。图3为依照本专利技术第三实施方式的基板与错位诱导功能结构的剖面图。图4为依照本专利技术第四实施方式的基板与错位诱导功能结构的剖面图。图5为依照本专利技术第五实施方式的多个错位诱导功能结构的立体图。图6为依照本专利技术第六实施方式的多个错位诱导功能结构的立体图。图7为依照本专利技术第七实施方式的多个错位诱导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管，其特征在于，所述发光二极管包含：第一半导体层；第二半导体层；主动层，其设置在所述第一半导体层与所述第二半导体层之间，所述主动层具有至少一个穿透位错；介电层，其设置在所述第二半导体层上，所述介电层具有至少一个第一开口，所述第一开口裸露出所述第二半导体层的至少一部分，其中所述穿透位错在所述介电层上的正投影与所述第一开口分开；以及电极，其部分设置在所述介电层上，并通过所述第一开口与所述第二半导体电性耦接。

【技术特征摘要】
2014.08.28 US 14/470,9471.一种发光二极管，其特征在于，所述发光二极管包含：
第一半导体层；
第二半导体层；
主动层，其设置在所述第一半导体层与所述第二半导体层之间，所述主
动层具有至少一个穿透位错；
介电层，其设置在所述第二半导体层上，所述介电层具有至少一个第一
开口，所述第一开口裸露出所述第二半导体层的至少一部分，其中所述穿透
位错在所述介电层上的正投影与所述第一开口分开；以及
电极，其部分设置在所述介电层上，并通过所述第一开口与所述第二半
导体电性耦接。
2.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述发光二极管还包
含：
基板，其上具有至少一个错位诱导功能结构，其中所述穿透位错从所述
错位诱导功能结构上成形。
3.如权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述基板为图案化的
蓝宝石基板，且所述错位诱导功能结构为位于所述蓝宝石基板上的图案。
4.如权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述基板与所述基板
上的缓冲层或所述第一半导体层之间具有因晶格不匹配而产生的所述错位诱
导功能结构。
5.如权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述错位诱导功能结
构的数量为多个，所述错位诱导功能结构设置在所述基板上，且两个相邻的
所述错位诱导功能结构的间距为0.5微米至20微米。
6.如权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述错位诱导功能结
构的数量为多个，所述错位诱导功能结构设置在所述基板上，且两个相邻的

\t所述错位诱导功能结构的间距为3微米。
7.如权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述错位诱导功能结
构的数量为多个，所述错位诱导功能结构设置在所述基板上，且所述错位诱
导功能结构大致等距排列。
8.如权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述错位诱导功能结
构的数量为多个，所述错位诱导功能结构设置在所述基板上，且所述错位诱
导功能结构非等距排列。
9.如权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述错位诱导功能结
构的数量为多个，两个相邻的所述错位诱导功能结构之间定义为山谷区，且
所述穿透位错在所述基板上的正投影与所述山谷区至少部分重叠。
10.如权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述主动层具有第一
区与第二区，所述第一区具有第一穿透位错密度，所述第二区具有第二穿透
位错密度，所述第一穿透位错密度大于所述第二穿透位错密度，且所述第一
区在所述基板上的正投影与所述错位诱导功能结构分开。
11.如权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述错位诱导功能结
构的形状为长条形、圆锥形或是多角形。
12.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张珮瑜，
申请(专利权)人：美科米尚技术有限公司，
类型：发明
国别省市：萨摩亚;WS