垂直结构的发光二极管芯片、发光二极管面板及制作方法技术

本发明专利技术公开了一种垂直结构的发光二极管芯片、发光二极管面板及制作方法，属于半导体技术领域。所述发光二极管芯片包括衬底以及依次层叠在衬底上的N型半导体层、有源层、P型半导体层和P型电极，所述P型电极的第一表面为圆形，所述第一表面与沿所述发光二极管芯片的层叠方向延伸的直线垂直，所述N型半导体层的第一表面、所述有源层的第一表面和所述P型半导体层的第一表面均为圆形，所述N型半导体层的第一表面的圆心、所述有源层的第一表面的圆心、所述P型半导体层的第一表面的圆心、所述P型电极的第一表面的圆心在同一直线上。本发明专利技术可满足垂直结构的LED芯片作为点光源的亮度要求。

【技术实现步骤摘要】
垂直结构的发光二极管芯片、发光二极管面板及制作方法
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种垂直结构的发光二极管芯片、发光二极管面板及制作方法。
技术介绍
发光二极管(英文：LightEmittingDiode，简称：LED)是一种能发光的半导体电子元件。芯片是LED的重要组成部分，主要包括有源层、N型半导体层、P型半导体层、N型电极和P型电极。其中，P型电极设置在P型半导体层上，将P型半导体层接入电源正极；N型电极设置在N型半导体层上，将N型半导体层接入电源负极；N型半导体层和P型半导体层位于有源层的两侧，在电源的驱动下，N型半导体层提供的电子和P型半导体层提供的空穴注入有源层中进行复合发光。芯片的结构主要包括正装结构、倒装结构和垂直结构。在垂直结构的LED芯片中，N型半导体层、有源层和P型半导体层依次层叠形成外延层，N型电极和P型电极直接设置在外延层的两侧。N型电极和P型电极接入电源之后，电流沿外延层的层叠方向流过外延层。正装结构和倒装结构的LED芯片的制作方法都是先在衬底上生长外延材料形成外延层，再在外延层上间隔设置多个电极，最后在没有设置电极的区域沿外延层的层叠方向进行裂片，将设置有外延层的衬底分成多个部分，各个部分的外延层上都设有对应的电极，从而形成多个相互独立的芯片。由于目前是采用劈刀劈裂衬底实现裂片，劈裂时形成的裂缝是直线，因此形成的芯片中外延层的第一表面会呈由直线段组成的方形，第一表面与沿外延层的层叠方向延伸的直线垂直。受到正装结构和倒装结构的LED芯片制作方法的影响，现有垂直结构的LED芯片形成时，会在外延层中刻蚀出纵横交错的条形凹槽，条形凹槽之间留下的外延层部分也呈方形。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题：垂直结构的LED芯片中，电极会设置在外延层的第一表面的中心，并且电极的第一表面呈圆形。从电极注入的电流除了流向电极下方位于中心区域的外延层之外，还会向外延层的边缘区域扩散。扩散区域越大，电流密度越小，发光亮度越低。如果外延层的第一表面呈方形，那么方形的中心和边缘之间的距离是变化的，其中方形的中心和顶角的距离最长，方形的顶角区域的电流密度最低，发光亮度最低。目前垂直结构的LED芯片大部分是纳米级尺寸的微型发光二极管(英文：MicroLED)芯片，以采用微小的电流提供亮度集中的点光源。将微小的电流注入垂直结构的LED芯片中，方形的顶角区域的发光亮度并不能达到所需的光源亮度，而且还因为分散了其它区域的电流密度，造成其它区域的发光亮度也没有达到所需的光源亮度，最终导致垂直结构的LED芯片无法满足作为点光源的亮度要求。
技术实现思路
为了解决现有技术无法满足点光源的亮度要求的问题，本专利技术实施例提供了一种垂直结构的发光二极管芯片、发光二极管面板及制作方法。所述技术方案如下：一方面，本专利技术实施例提供了一种垂直结构的发光二极管芯片，所述发光二极管芯片包括衬底以及依次层叠在衬底上的N型半导体层、有源层、P型半导体层和P型电极，所述P型电极的第一表面为圆形，所述第一表面与沿所述发光二极管芯片的层叠方向延伸的直线垂直，所述N型半导体层的第一表面、所述有源层的第一表面和所述P型半导体层的第一表面均为圆形，所述N型半导体层的第一表面的圆心、所述有源层的第一表面的圆心、所述P型半导体层的第一表面的圆心、所述P型电极的第一表面的圆心在同一直线上。可选地，所述P型半导体层的第一表面的半径小于所述N型半导体层的第一表面的半径。可选地，所述P型半导体层的第一表面的半径等于所述P型电极的第一表面的半径。优选地，所述有源层的第一表面的半径等于所述P型半导体层的第一表面的半径。具体地，所述N型半导体层的第一表面的半径大于所述P型电极的第一表面的半径。可选地，所述发光二极管芯片还包括欧姆接触层，所述欧姆接触层设置在所述P型半导体层和所述P型电极之间。另一方面，本专利技术实施例提供了一种发光二极管面板，所述发光二极管面板包括导电基板和至少两个半导体器件，所述至少两个半导体器件间隔分布在所述导电基板上，各个所述半导体器件包括依次层叠在所述导电基板上的P型电极、P型半导体层、有源层、N型半导体层和N型电极，所述P型电极的第一表面为圆形，所述第一表面与沿所述半导体器件的层叠方向延伸的直线垂直，所述N型半导体层的第一表面、所述有源层的第一表面和所述P型半导体层的第一表面均为圆形，所述N型半导体层的第一表面的圆心、所述有源层的第一表面的圆心、所述P型半导体层的第一表面的圆心、所述P型电极的第一表面的圆心在同一直线上。又一方面，本专利技术实施例提供了一种发光二极管面板的制作方法，所述制作方法包括：提供一衬底，所述衬底上依次层叠有N型半导体层、有源层、P型半导体层和至少两个P型电极，所述至少两个P型电极间隔分布在所述P型半导体层上，各个所述P型电极的第一表面为圆形，所述第一表面与沿层叠方向延伸的直线垂直；采用光刻技术在所述P型半导体层上形成第一图形的光刻胶；在所述第一图形的光刻胶的保护下，依次刻蚀所述P型半导体层、所述有源层和所述N型半导体层，形成至少两个半导体器件，所述至少两个半导体器件间隔分布在所述衬底上，各个所述半导体器件包括依次层叠在所述衬底上的N型半导体层、有源层、P型半导体层和P型电极；在各个所述半导体器件中，所述N型半导体层的第一表面、所述有源层的第一表面和所述P型半导体层的第一表面均为圆形，所述N型半导体层的第一表面的圆心、所述有源层的第一表面的圆心、所述P型半导体层的第一表面的圆心、所述P型电极的第一表面的圆心在同一直线上；去除所述第一图形的光刻胶；将各个所述半导体器件的P型电极固定在导电基板上；去除所述衬底；在各个所述半导体器件的N型半导体层上设置N型电极。可选地，所述制作方法还包括：在去除所述第一图形的光刻胶之后，采用光刻技术在各个所述半导体器件的P型半导体层上形成第二图形的光刻胶；在所述第二图形的光刻胶的保护下，再次刻蚀各个所述半导体器件的P型半导体层和有源层，使各个所述半导体器件中，所述P型半导体层的第一表面的半径小于所述N型半导体层的第一表面的半径；去除所述第二图形的光刻胶。可选地，所述制作方法还包括：再次刻蚀各个所述半导体器件的P型半导体层和有源层，使各个所述半导体器件的中，所述P型半导体层的第一表面的半径与所述P型电极的第一表面的半径相等。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过将P型半导体层的第一表面、有源层的第一表面和N型半导体层的第一表面设计成与P型电极的第一表面一样的圆形，并且圆心在同一直线上，第一表面与沿芯片层叠方向延伸的直线垂直，与现有的方形相比，去除了方形顶角区域的外延层，避免方形顶角区域分散了其它区域的电流密度，使注入外延层的电流比较集中，满足垂直结构的LED芯片作为点光源的亮度要求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1a是本专利技术实施例一提供的一种垂直结构的发光二极管芯片的结构示意图；图1b是本专利技术实施例一提供的图1a的A-A截面图；图2a是本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垂直结构的发光二极管芯片，所述发光二极管芯片包括衬底以及依次层叠在衬底上的N型半导体层、有源层、P型半导体层和P型电极，所述P型电极的第一表面为圆形，所述第一表面与沿所述发光二极管芯片的层叠方向延伸的直线垂直，其特征在于，所述N型半导体层的第一表面、所述有源层的第一表面和所述P型半导体层的第一表面均为圆形，所述N型半导体层的第一表面的圆心、所述有源层的第一表面的圆心、所述P型半导体层的第一表面的圆心、所述P型电极的第一表面的圆心在同一直线上。

【技术特征摘要】
1.一种垂直结构的发光二极管芯片，所述发光二极管芯片包括衬底以及依次层叠在衬底上的N型半导体层、有源层、P型半导体层和P型电极，所述P型电极的第一表面为圆形，所述第一表面与沿所述发光二极管芯片的层叠方向延伸的直线垂直，其特征在于，所述N型半导体层的第一表面、所述有源层的第一表面和所述P型半导体层的第一表面均为圆形，所述N型半导体层的第一表面的圆心、所述有源层的第一表面的圆心、所述P型半导体层的第一表面的圆心、所述P型电极的第一表面的圆心在同一直线上。2.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述P型半导体层的第一表面的半径小于所述N型半导体层的第一表面的半径。3.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述P型半导体层的第一表面的半径等于所述P型电极的第一表面的半径。4.根据权利要求2或3所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述有源层的第一表面的半径等于所述P型半导体层的第一表面的半径。5.根据权利要求2或3所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述N型半导体层的第一表面的半径大于所述P型电极的第一表面的半径。6.根据权利要求1～3任一项所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述发光二极管芯片还包括欧姆接触层，所述欧姆接触层设置在所述P型半导体层和所述P型电极之间。7.一种发光二极管面板，其特征在于，所述发光二极管面板包括导电基板和至少两个半导体器件，所述至少两个半导体器件间隔分布在所述导电基板上，各个所述半导体器件包括依次层叠在所述导电基板上的P型电极、P型半导体层、有源层、N型半导体层和N型电极，所述P型电极的第一表面为圆形，所述第一表面与沿所述半导体器件的层叠方向延伸的直线垂直，其特征在于，所述N型半导体层的第一表面、所述有源层的第一表面和所述P型半导体层的第一表面均为圆形，所述N型半导体层的第一表面的圆心、所述有源层的第一表面的圆心、所述P型半导体层的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶青贤，
申请(专利权)人：华灿光电浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33