一种发光二极管制造技术

本实用新型专利技术提出一种发光二极管，包括：发光外延叠层；电流扩展层，位于所述发光外延叠层之上；其特征在于：所述电流扩展层的侧壁与所述电流扩展层的底面的夹角大于90°且小于180°，且所述电流扩展层的侧壁具有图案化结构。

【技术实现步骤摘要】
一种发光二极管
本技术涉及一种半导体
，更具体地是一种发光二极管。
技术介绍
发光二极管（英文为LightEmittingDiode，简称LED）经过多年的发展，III-V族化合物是当前主流的用于制作发光二极管的半导体材料，其中以氮化镓基和铝镓铟磷基材料最为普遍。常规的氮化镓LED芯片结构，通常由MESA(蚀刻出N平台)、CB（电流阻挡层）、TCL（电流扩展层）、PAD（电极）和PV（钝化保护层）五道工艺组成。为了保证TCL工艺中的电流扩展层（如ITO）湿法蚀刻干净以防止漏电，ITO均会过蚀，而由于ITO的各项同性蚀刻，即使ITO边缘设计了图形，湿法蚀刻后依然接近平线，如图1所示。同时，由于ITO的各项同性蚀刻，靠近PR（光阻掩膜层）的ITO过蚀程度会比远离PR的ITO过蚀严重，导致ITO斜面边缘与水平面的夹角为锐角，如图2所示，而ITO边缘接近平线以及锐角导致侧面光的提取效率低下（全反射效率）。
技术实现思路
为解决上述现有技术中存在的不足，本技术提出一种发光二极管，包括：发光外延叠层；电流扩展层，位于所述发光外延叠层之上；其特征在于：所述电流扩展层的侧壁与所述电流扩展层的底面的夹角大于90°且小于180°，且所述电流扩展层的侧壁具有图案化结构。优选地，所述电流扩展层的侧壁与所述电流扩展层的底面的夹角大于等于120°且小于等于150°。优选地，从俯视图截面看，所述电流扩展层的侧壁具有图案化结构。优选地，从剖视图截面看，所述电流扩展层的侧壁具有图案化结构。优选地，所述发光外延叠层的侧壁具有图案化结构。优选地，所述电流扩展层的侧壁与所述发光外延叠层的侧壁的图案化结构保持一致。优选地，位于所述发光外延叠层之下，还包括衬底。优选地，所述衬底的侧壁具有图案化结构。优选地，所述电流扩展层的侧壁与所述衬底的侧壁的图案化结构保持一致。优选地，所述图案化结构包括：波浪线图案或是三角形图案或是阶梯型图案。优选地，所述电流扩展层选用氧化铟锡（ITO）或氧化锌（ZnO）或氧化镉锡（CTO）或氧化铟（InO）或铟（In）掺杂氧化锌（ZnO）或铝（Al）掺杂氧化锌（ZnO）或镓（Ga）掺杂氧化锌（ZnO）。相较于现有技术，本技术至少包括以下有益效果：（1）藉由电流扩展层的侧壁与底面的夹角大于90°且小于180°，一方面增大发光二极管侧壁的出光面积，另一方面改变光线的出光角度，发光层产生的光的入射角度容易满足临界角要求而射出，避免光线限制在LED器件内部被损耗，提高发光二极管的取光效率。（2）藉由电流扩展层的侧壁具有图案化结构，可减少或避免全反射效应，从而有效地提升发光二极管的侧向光的提取效率。（3）藉由电流扩展层的侧壁、发光外延叠层的侧壁、衬底的侧壁均具有图案化结构，可以有效增加发光二极管的侧面总表面积，从而增强出光几率和效率。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。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，与本技术的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为常规的氮化镓LED芯片结构的局部俯视OM图（光学显微镜）。图2为常规的氮化镓LED芯片结构的局部剖视SEM图（扫描电子显微镜）。图3为本实施例1的氮化镓LED芯片结构的俯视示意图。图4为本实施例1的氮化镓LED芯片结构的剖视示意图。图5为本实施例1的氮化镓LED芯片结构的电流扩展层部位俯视OM图。图6为本实施例1的氮化镓LED芯片结构的电流扩展层部位剖视SEM图。图7为本实施例1的氮化镓LED芯片结构的光路示意图（ITO部位）与常规的氮化镓LED芯片结构的光路示意图（ITO部位）对比图。图8为本实施例2的氮化镓LED芯片结构的剖视示意图。图9为本实施例3的氮化镓LED芯片结构的俯视示意图。图10为本实施例4的氮化镓LED芯片结构的剖视示意图。图中各标号表示：100：衬底；201：N型层；202：发光层；203：P型层；300：电流扩展层；301：上表面边缘；302：侧表面边缘；401：N电极；402：P电极。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1参照图3和4所示，本实施例提供一种氮化镓LED芯片结构，自下而上包括：衬底100，由下往上堆叠的N型层201、发光层202、P型层203、电流扩展层300、设置在N型层裸露台面上的N电极401以及P电极402；其中N型层201、发光层202以及P型层203，构成发光外延叠层，位于衬底100之上；电流扩展层的侧壁与电流扩展层的底面的夹角θ大于90°且小于180°，且电流扩展层的侧壁具有图案化结构。具体来说，衬底100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结构，在本实施例中，优选蓝宝石作为衬底100；发光外延叠层的材料可以包括氮化镓基材料、磷化镓基材料、镓氮磷基材料或氧化锌基材料，在本实施例中，发光外延叠层优选氮化镓基材料，N型层201为N-GaN层，发光层202为氮化铝镓（AlGaN）多量子阱（MQW）有源层，P型层203为P-GaN层。进一步地，优选所述电流扩展层300的侧壁与所述电流扩展层的底面的夹角大于等于120°且小于等于150°，比如可选135°。电流扩展层300的材质可以选用氧化铟锡（ITO）或氧化锌（ZnO）或氧化镉锡（CTO）或氧化铟（InO）或铟（In）掺杂氧化锌（ZnO）或铝（Al）掺杂氧化锌（ZnO）或镓（Ga）掺杂氧化锌（ZnO），本实施例优选ITO作为电流扩展层。定义：电流扩展层300的侧壁包括上表面边缘301和侧表面边缘302，从图3和图5的俯视图截面看，电流扩展层的上表面边缘301具有图案化结构，从图4和图6的剖视图截面看，电流扩展层的侧表面边缘302呈平整状，但该侧表面实际上仍具图案化结构（图中未示出）。参照图3~6可知，本实施例的电流扩展层的侧壁具有图案化结构；图案化结构可以是波浪线图案或是三角形图案或是阶梯型图案等，本实施例优选波浪线图案。优选地，在形成N型层201裸露台面的过程中，所述发光外延叠层的侧壁亦具有图案化结构，更优地，所述电流扩展层300的侧壁与发光外延叠层之P型层203的侧壁的图案化结构保持一致，即都呈波浪线图案。参照图7可知，常规的氮化镓LED芯片结构，其ITO边缘接近平线以及锐角的特性，由于全反射效应，限制了侧向光的进一步提取；参照图8可知，本实施例提供的氮化镓LED芯片结构，ITO边缘为波浪线图案（可以是若干个半圆形组成）并且钝角设计，可有效地提升侧向光的提取效率。实施例2参照图8所示，与实施例1相比，实施例1虽然电流扩展层300的侧表面具图案化，但是从剖视图截面看，其电流扩展层的侧表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光二极管，包括：发光外延叠层；电流扩展层，位于所述发光外延叠层之上；其特征在于：所述电流扩展层的侧壁与所述电流扩展层的底面的夹角大于90°且小于180°，且所述电流扩展层的侧壁具有图案化结构。

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管，包括：发光外延叠层；电流扩展层，位于所述发光外延叠层之上；其特征在于：所述电流扩展层的侧壁与所述电流扩展层的底面的夹角大于90°且小于180°，且所述电流扩展层的侧壁具有图案化结构。2.根据权利要求1所述的一种发光二极管，其特征在于：所述电流扩展层的侧壁与所述电流扩展层的底面的夹角大于等于120°且小于等于150°。3.根据权利要求1所述的一种发光二极管，其特征在于：从俯视图截面看，所述电流扩展层的侧壁具有图案化结构。4.根据权利要求1所述的一种发光二极管，其特征在于：从剖视图截面看，所述电流扩展层的侧壁具有图案化结构。5.根据权利要求1所述的一种发光...

【专利技术属性】
技术研发人员：王锋，陈功，夏宏伟，詹宇，洪灵愿，林素慧，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