发光二极管及制造该发光二极管的方法技术

本发明专利技术公开发光二极管及制造该发光二极管的方法。该发光二极管包含：第一导电型半导体层；多个台面，在所述第一导电型半导体层上相隔而布置，且分别包含活性层及第二导电型半导体层；反射电极，位于各个所述多个台面上，且欧姆连接于第二导电型半导体层；电流分散层，覆盖所述多个台面及所述第一导电型半导体层，且与所述台面电绝缘，且在各个所述台面的上部区域内包含暴露所述反射电极的第一开口部，并欧姆接触于所述第一导电型半导体层。据此，可提供改善了电流分散性能的发光二极管。

【技术实现步骤摘要】
本申请是国际申请中国国家阶段进入日为2014年03月17日(母案国际阶段申请日为2012年09月14日)、进入中国国家阶段获得申请号为201280045164.5、名称为“发光二极管及制造该发光二极管的方法”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及发光二极管，尤其涉及具有改善的发光效率的倒装芯片型发光二极管。
技术介绍
自开发出氮化镓(GaN)类的发光二极管以来，GaN类的LED目前使用于自然色LED显示器件、LED交通信号灯、白色LED等多种领域中。氮化镓类的发光二极管通常通过在诸如蓝宝石等衬底上生长出外延层而形成，且包含N型半导体层、P型半导体层以及夹设于这些半导体层之间的活性层。另外，在所述N型半导体层上形成N-电极衬垫，在所述P型半导体层上形成P-电极衬垫。所述发光二极管通过所述电极衬垫电连接于外部电源而被驱动。此时，电流从P-电极衬垫经由所述的半导体层而流向N-电极衬垫。另外，为了防止由P-电极衬垫引起的光损失以及提高散热效率，正在使用倒装芯片结构的发光二极管，而且，在大面积倒装芯片结构的发光二极管中有助于分散电流的多种电极结构正在被提出(参照US6,486,499)。例如，在P型半导体层上形成反射电极，并在通过蚀刻P型半导体层和活性层而被暴露的N型半导体层上形成用于分散电流的延伸部。形成于P型半导体层上的反射电极通过反射由活性层所形成的光来提高光提取效率，并且，帮助P型半导体层内的电流分散。另外，接触于N型半导体层的延伸部帮助N型半导体层内的电流分散，从而使光在较宽的活性区域上均匀地生成。尤其，在为高输出而使用的约1mm2以上的大面积发光二极管中，同时要求P型半导体层内的电流分散和N型半导体层内的电流分散。然而，在现有技术中，因使用线型的延伸部而存在延伸部的阻抗大的问题，从而在分散电流方面存在局限性。进而，反射电极的设置位置局限在P型半导体层上，因而相当量的光无法被反射电极反射，并因衬垫以及延伸部而发生损失。并且，在倒装芯片类型的情形下，具有通过衬底发出光的特征。因此，在衬底上形成半导体层之后，在半导体层或电流扩散层的上部引入金属材料的反射层，由反射层反射光。图1示出的是根据现有技术而引入有反射层的发光二极管的局部剖面图。参照图1，台面(mesa)层10的上部具有欧姆层12和反射层13。并且，阻挡层14包裹欧姆层12的侧面，并包裹反射层13的上部和侧面。台面层10是外延生长的半导体区域，欧姆层12由导电性金属或导电性氧化物构成。并且，反射层13对由台面层10或其下部的层叠结构产生的光进行反射。作为反射层13，使用Ag(银)或Al(铝)。包裹反射层13的上部和侧壁的阻挡层14是第一阻挡层14A和第二阻挡层14B交替形成的结构。第一阻挡层14A包含镍，第二阻挡层14B包含W(钨)或TiW(钛钨)。阻挡层14防止构成反射层13的金属元素扩散。只是，反射层13相比阻挡层14具有高的热膨胀系数。例如，Ag的热膨胀系数在常温下是18.9um·m-1·K-1，W的热膨胀系数在常温下是4.5um·m-1·K-1。即，反射层13和阻挡层14的热膨胀系数的差异相当地大。由于反射层13和阻挡层14之间的这种热膨胀系数的差异，在反射层13会诱发应力。因此，在相同的温度条件下，因反射层13所诱发的应力而产生反射层13从欧姆层12或下部的台面层10脱离的问题。另外，正在活跃地进行着用于提高发光二极管的性能(即，内部量子效率以及外部量子效率)的技术开发。为了提高所述外部量子效率，正在研究有多种方法，尤其，实际上正在广泛地进行着用于提高光提取效率的技术开发。
技术实现思路
技术问题本专利技术所要解决的问题是，提供一种改善电流分散性能的发光二极管。本专利技术所要解决的另一问题是，提供一种可通过提高反射率来改善光提取效率的发光二极管。本专利技术所要解决的又一问题是，提供一种防止制造工艺变得复杂的同时能够改善电流分散性能的发光二极管的制造方法。本专利技术所要解决的又一问题是，提供一种能够缓解反射层所诱发的应力的发光二极管及其制造方法。本专利技术所要解决的又一问题是，提供一种利用低成本的简单工艺来进行表面粗化以提高光提取效率的技术。技术方案根据本专利技术的一方面的发光二极管包含：第一导电型半导体层；多个台面，在所述第一导电型半导体层上相隔而布置，且分别包含活性层及第二导电型半导体层；反射电极，位于所述多个台面之每一个上，且欧姆接触于第二导电型半导体层；电流分散层，覆盖所述多个台面及所述第一导电型半导体层，且与所述台面电绝缘，且在各个所述台面的上部区域内包含暴露所述反射电极的第一开口部，并欧姆接触于所述第一导电型半导体层。由于所述电流分散层覆盖多个台面及第一导电型半导体层，因而可通过电流分散层提高电流分散性能。所述第一导电型半导体层是连续形成的。进而，所述多个台面具有朝一侧方向相互平行地沿长度方向延伸的形状，所述第一开口部可偏向于所述多个台面的相同端部侧而布置。因此，可容易地形成将暴露于电流分散层的开口部的反射电极进行连接的衬垫。所述电流分散层可包含如Al的反射金属。因此，不但能够获得由反射电极引起的光的反射，而且还可获得由电流分散层引起的光的反射。因此，可对通过多个台面侧壁及第一导电型半导体层传播的光进行反射。另外，各个所述反射电极可包含反射金属层及阻挡金属层。进而，所述阻挡金属层能够覆盖所述反射金属层的上面及侧面。因此，能够防止反射金属层暴露于外部，从而可防止反射金属层的劣化。所述反射电极在所述反射金属层与所述阻挡金属层之间还可包含应力缓和层，该应力缓和层具有所述反射金属层的热膨胀系数与所述阻挡金属层的热膨胀系数之间的热膨胀系数。通过所述应力缓和层缓和施加于所述反射金属层的应力，从而可防止反射金属层从第二导电型半导体层分离。所述发光二极管还可包含：上部绝缘层，覆盖所述电流分散层的至少一部分，且在各个所述台面的上部区域内具有暴露所述反射电极的第二开口部；第二衬垫，位于所述上部绝缘层上，且电连接于通过所述第一开口部及第二开口部而暴露的反射电极，进而，还可包含连接于所述电流分散层的第一衬垫。所述第一衬垫及第二衬垫可以以相同的形状及大小形成，因而可容易地执行倒装芯片键合。并且，所述发光二极管还可包含下部绝缘层，该下部绝缘层位于所述多个台面与所述电流分散层之间，以使所述电流分散层与所述多个台面电绝缘。所述下部绝缘层在各个所述台面的上部区域内可具有暴露所述反射电极的第四开口部。进而，所述第一开口部可具有比所述第四开口部的宽度更宽的宽度，以使第四开口部全部暴露。即，所述第一开口部的侧壁位于所述下部绝缘层上。在此基础上，所述发光二极管还可包含上部绝缘层，该上部绝缘层覆盖所述电流分散层的至少一部分，且具有暴露所述反射电极的第二开口部。所述上部绝缘层可覆盖所述第一开口部的侧壁。所述下部绝缘层可以是反射性电介质层(例如，分布布拉格反射器)。所述发光二极管还可包含衬底，该衬底在一侧表面上具有所述第一导电型半导体层，在另一侧表面包含研磨纹理面。所述研磨纹理面可通过对所述衬底的所述另一侧表面进行研磨之后进行磷酸处理或磷酸和硫酸的混合物处理而形成。所述衬底在所述另一侧表面的边角可包含倒角结构。所述衬底在所述另一侧表面还可包含防反射层。另外，所述反射金属层可由Al、Al合金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管，包含：第一导电型半导体层；多个台面，在所述第一导电型半导体层上相隔而布置，且分别包含活性层及第二导电型半导体层；反射电极，位于所述多个台面之每一个上，欧姆接触于第二导电型半导体层；电流分散层，覆盖所述多个台面及所述第一导电型半导体层，且与所述台面电绝缘，且在各个所述台面的上部区域内包含暴露所述反射电极的第一开口部，并欧姆接触于所述第一导电型半导体层，上部绝缘层，覆盖所述电流分散层的至少一部分，且在各个所述台面的上部区域内具有暴露所述反射电极的第二开口部；下部绝缘层，该下部绝缘层位于所述多个台面与所述电流分散层之间，以使所述电流分散层与所述多个台面及所述反射电极电绝缘，其中，所述下部绝缘层具有暴露所述第一导电型半导体层的第三开口部，所述第三开口部具有沿着所述台面延伸的方向伸长的形状，所述第一开口部被布置在相邻的两个所述第三开口部之间。

【技术特征摘要】
2011.09.16 KR 10-2011-0093396;2012.02.16 KR 10-2011.一种发光二极管，包含：第一导电型半导体层；多个台面，在所述第一导电型半导体层上相隔而布置，且分别包含活性层及第二导电型半导体层；反射电极，位于所述多个台面之每一个上，欧姆接触于第二导电型半导体层；电流分散层，覆盖所述多个台面及所述第一导电型半导体层，且与所述台面电绝缘，且在各个所述台面的上部区域内包含暴露所述反射电极的第一开口部，并欧姆接触于所述第一导电型半导体层，上部绝缘层，覆盖所述电流分散层的至少一部分，且在各个所述台面的上部区域内具有暴露所述反射电极的第二开口部；下部绝缘层，该下部绝缘层位于所述多个台面与所述电流分散层之间，以使所述电流分散层与所述多个台面及所述反射电极电绝缘，其中，所述下部绝缘层具有暴露所述第一导电型半导体层的第三开口部，所述第三开口部具有沿着所述台面延伸的方向伸长的形状，所述第一开口部被布置在相邻的两个所述第三开口部之间。2.如权利要求1所述的发光二极管，其中，所述多个台面具有朝一侧方向相互平行地沿长度方向延伸的形状，所述第一开口部偏向于所述多个台面的相同端部侧而布置。3.如权利要求1所述的发光二极管，其中，各个所述反射电极包含反射金属层及阻挡金属层，所述阻挡金属层覆盖所述反射金属层的上面及侧面。4.如权利要求1所述的发光二极管，其中，还包含：第一衬垫，电连接于所述电流分散层；第二衬垫，位于所述上部绝缘层上，且电连接于通过所述第一开口部及所述第二开口部暴露的反射电极。5.如权利要求1所述的发光二极管，其中，所述下部绝缘层在各个所述台面的上部区域内具有暴露所述反射电极的第四开口部。6.如权利要求1所述的发光二极管，其中，还...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡钟炫，张钟敏，卢元英，徐大雄，赵大成，李俊燮，李圭浩，印致贤，
申请(专利权)人：首尔伟傲世有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR