发光二极管制造技术

本实用新型专利技术公开了一种发光二极管，其包括：发光外延层，自上而下依次包括第一半导体层、发光层和第二半导体层，其上表面设有第一电极区，其包含焊盘区和扩展区；透明导电层，形成于所述发光外延层的第一半导体层的表面之上；保护层，形成于所述透明导电层的表面上，在所述焊盘区的周围形成一系列的第一开口，在扩展区形成第二开口，露出所述透明导电层的表面；第一电极，形成于所述保护层上，包含焊盘、扩展条和触角，所述触角两端分别连接焊盘和第一开口，所述扩展条通过第二开口与所述透明导电层连接。

light-emitting diode

The utility model discloses a light emitting diode, which comprises a luminescent epitaxial layer, a first semiconductor layer, a light emitting layer and a second semiconductor layer from top to bottom, with a first electrode area on the upper surface, which includes a weld plate area and an expansion zone, and a transparent conductive layer formed in the first semiconductor layer of the luminescent epitaxial layer. On the surface, the protective layer is formed on the surface of the transparent conductive layer, forming a series of first openings around the welding disk area, forming a second opening in the extended area to reveal the surface of the transparent conductive layer; the first electrode is formed on the protective layer, including the weld plate, the expansion strip and the antennae, and the tentacles. The two ends are respectively connected with the pad and the first opening, and the expansion bar is connected with the transparent conductive layer through the second opening.

【技术实现步骤摘要】
发光二极管
本技术涉及半导体元件，尤其是涉及一种发光二极管。
技术介绍
由于发光二极管具有寿命长、体积小、高耐震性、发热度小以及耗电量低等优点，发光二极管已被广泛地应用于家电产品以及各式仪器之指示灯或光源。早期的氮化镓LED芯片制作工艺通常由台面蚀刻(MESA)、制作透明导电层（例如ITO）、制作电极和制作保护层四道工艺组成，其形成的发光二极管芯片如图1所示，其一般包括衬底101、N型层111、发光层112、P型层113、透明导电层120、P电极141(焊盘143和扩展条144)、N电极142和保护层130。在氮化镓LED中，p-GaN由于其载流子迁移率较低，通常会在PAD底部造成一定的电流拥堵。因此，现在通常会在P型电极的底部增加电流阻挡层150，用于抑制电流的过注入，增加透明导电层的电流扩散，如图2所示。该芯片制作工艺通常至少包括台面蚀刻(MESA)、制作电流阻挡层、制作电流扩展层（例如ITO）、制作电极和制作保护层五道工艺。
技术实现思路
本技术提供了一种发光二极管，其在形成透明导电层后先制作保护层，最后再制作电极，该保护层可同时作为电流阻挡层，一方面可以减少工艺，另一方面可以有效提升发光二极管的发光效率。本技术技术方案为：发光外延层，自上而下依次包括第一半导体层、发光层和第二半导体层，其上表面设有第一电极区，其包含焊盘区和扩展区；透明导电层，形成于所述第一半导体层的表面之上；保护层，形成于所述透明导电层的表面上，在所述焊盘区的周围形成一系列的第一开口，在扩展区形成第二开口，露出所述透明导电层的表面；第一电极，形成于所述保护层上，包含焊盘、扩展条和触角，所述触角两端分别连接焊盘和第一开口，所述扩展条通过第二开口与所述透明导电层连接。在一些实施例中，所述保护层在所述焊盘区设有环形的第三开口结构。在一些实施例中，所述透明导电层在所述焊盘区设有第四开口结构。优选地，所述第三开口的内圈直径小于所述第四开口的直径，外圈直径大于所述第四开口的直径。优选地，所述第四开口的直径大于第三开口的外径直径，小于第一开口的内侧切圆直径。在一些实施例中，所述焊盘同时与所述保护层、透明导电层接触。在一些实施例中，所述发光外延层的上表面还设有第二电极区，所述第二电极区形成台面，露出所述第二半导体层的部分表面，所述保护层同时覆盖所述台面的表面并形成第五开口结构。进一步地，所述发光二极管还包括第二电极，其形成于所述保护层上，并通过所述第五开口结构与所述第二半导体层的表面接触。优选地，所述触角的数目为1~20个。优选地，所述保护层的厚度d为λ/4n×(2k-1)，其中λ为所述发光层的发光波长，n为保护层的折射率，k为1以上的自然数。在一些实施例中，所述第一电极在焊盘区呈台阶状。本技术至少包括下面有益效果：（1）上述发光二极管在透明导电层上先形成保护层，再形成电极，该保护层一方面保护发光二极管不受破坏，另一方面又可直接作为电流阻挡层，用于抑制电极下方的电流过注入，增加透明导电层的电流扩散；（2）上述发光二极管的第一电极在焊盘区直接与半导体层，有效增加电极与外延层之间的粘附性，可降低打线时电极与附着界面脱落的风险；（3）在第一电极的焊盘区外周形成触角，增加第一电极的焊盘区与透明导电层的接触面积，缓解焊盘区及扩展区上的电流拥堵效应，降低电极金属析出及烧毁的风险；（4）保护层的设计，利用折光效果可减少电极扩展区的金属挡光面积，提升LED的取光效率；（5）保护层的设计形成全角反射镜，可提高电极扩展区的反射能力，降低吸光效率；（6）上述发光二极管在透明导电层上先形成保护层，再形成电极，可以降低保护层制作过程中电极结构中活泼金属被氧化的几率；（7）上述发光二极管的制作方法将制作电流阻挡层和保护层合为一道工艺，简化了工艺。本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。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技术，但本领域技术人员应当理解，并不旨在将本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技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。图1是已有的发光二极管的结构示意图。图2是另一种已有的发光二极管的结构示意图。图3是本技术实施例1之发光二极管的结构示意图。图4是本技术实施例1之发光二极管的俯视图。图5是本技术实施例2之制作发光二极管的光罩图。图6~图8是本技术实施例2之制作发光二极管的剖面示意图。图9是本技术实施例3之发光二极管的结构示意图。图10-11是本技术实施例4之发光二极管的结构示意图。图12-13是本技术实施例5之发光二极管的结构示意图。图14-15是本技术实施例6之发光二极管的结构示意图。图16-17是本技术实施例7之发光二极管的结构示意图。图18是本技术实施例8之发光二极管的结构示意图。图19是图18所示发光二极管的电极扩展条与保护层之间的界面反射效果图。图20是图18所示发光二极管的电极扩展条结构的光萃取效果图。图21是本技术实施例9之发光二极管的结构示意图。图22是本技术实施例10之发光二极管的结构示意图。图23是本技术实施例11之发光二极管的结构示意图。图24是本技术实施例12之发光二极管的结构示意图。图25是本技术实施例13之发光二极管的结构示意图。图26是本技术实施例14之发光二极管的结构示意图。图27是本技术实施例15之发光二极管的结构示意图。图28是本技术实施例16之发光二极管的结构示意图。图29是本技术实施例17之发光二极管的结构示意图。图30是本技术实施例18之发光二极管的结构示意图。图31是本技术实施例19之发光二极管的结构示意图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本技术的实施方式，借此对本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。需要说明的是，只要不构成冲突，本技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本技术的保护范围之内。实施例1如图3所示，一种发光二极管，包括：衬底201、N型层211、发光层212、P型层213、透明导电层220、半导体保护层230、第一电极241、第二电极242。具体来说，衬底201选取包括但不限于蓝宝石、氮化铝、氮化镓、硅、碳化硅，其表面结构可为平面结构或图案化图结构；N型层211形成于蓝宝石衬底201上；发光层212形成于N型层211上；P型层213形成于发光层212上；透明导电层220形成在P型层213上；半导体保护层230形成在透明导电层220上；第一电极241和第二电极242形成半导体保护层230上。图4显示了图3所示发光二极管的俯视图，其中第一电极241由焊盘243和扩展条244本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.发光二极管，包括：发光外延层，自上而下依次包括第一半导体层、发光层和第二半导体层，其上表面设有第一电极区，其包含焊盘区和扩展区；透明导电层，形成于所述发光外延层的第一半导体层的表面之上；保护层，形成于所述透明导电层的表面上，在所述焊盘区的周围形成一系列的第一开口，在扩展区形成第二开口，露出所述透明导电层的表面；第一电极，形成于所述保护层上，包含焊盘、扩展条和触角，所述触角两端分别连接焊盘和第一开口，所述扩展条通过第二开口与所述透明导电层连接。

【技术特征摘要】
1.发光二极管，包括：发光外延层，自上而下依次包括第一半导体层、发光层和第二半导体层，其上表面设有第一电极区，其包含焊盘区和扩展区；透明导电层，形成于所述发光外延层的第一半导体层的表面之上；保护层，形成于所述透明导电层的表面上，在所述焊盘区的周围形成一系列的第一开口，在扩展区形成第二开口，露出所述透明导电层的表面；第一电极，形成于所述保护层上，包含焊盘、扩展条和触角，所述触角两端分别连接焊盘和第一开口，所述扩展条通过第二开口与所述透明导电层连接。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述保护层在所述焊盘区设有环形的第三开口结构。3.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于：所述透明导电层在所述焊盘区设有第四开口结构。4.根据权利要求3所述的发光二极管，其特征在于：所述第三开口的内圈直径小于所述第四开口的直径，外圈直径大于所述第四开口的直径。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王锋，詹宇，栗伟，林素慧，洪灵愿，许圣贤，彭康伟，张家宏，
申请(专利权)人：厦门市三安光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35