微孔型LED电极结构及其制备方法技术

本申请公开了一种微孔型LED电极结构及其制备方法，涉及LED半导体领域，包括：衬底、缓冲层、N型半导体层、多量子阱层、P型半导体层、电流阻挡层、电流扩展层、微孔型透明绝缘层和电极层；电极层包括P电极以及与P电极电连接的P电极线、N电极以及与N电极电连接的N电极线；P电极通过过孔与P型半导体层电连接，N型电极与N型半导体层电连接；微孔型透明绝缘层包括多个第一微孔，P电极线通过第一微孔与电流扩展层电连接；微孔型透明绝缘层还包括多个第二微孔，N电极线通过第二微孔与N型半导体层电连接；P电极通过第一微孔定点向LED注入电流，N电极通过第二微孔定点向LED注入电流。如此，提升LED芯片的亮度。

【技术实现步骤摘要】
微孔型LED电极结构及其制备方法
本申请涉及半导体LED
，具体地说，涉及一种微孔型LED电极结构及其制备方法。
技术介绍
目前LED(LightEmittingDiode，发光二极管)作为第三代照明器件，广泛地应用于日常照明、屏幕显示、生物医疗、农业等生产生活的方面。LED是利用GAN为主要材料，通过MOCVD设备在蓝宝石衬底或者硅衬底等衬底材料上制备而成。由于GAN材料具有性能好、可靠性高、耐高温、禁带宽度大等优点，因而由此制备出的LED具有很长的使用寿命。目前LED从结构上来说主要可以分为三大类型：正装结构LED芯片、倒装结构LED芯片以及垂直结构LED芯片。目前市场上使用较为广泛的是正装结构LED芯片。由于人民生活质量的不断提升，对LED产品的需求也不断提高，目前来说如何有效的提升LED芯片的发光亮度、控制好LED生产成本、提升LED使用性能是LED行业技术人员面临的重要挑战。因此，LED行业技术人员需要从技术提示、结构优化、产能增加、新材料等方面进行积极探索，来提升LED芯片的发光亮度、控制LED的生产成本、提升LED的使用性能。本专利技术主要是为了解决提升LED亮度这一技术难点，提供了一种微孔型LED电极结构及其制备方法。
技术实现思路
有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是提供了一种微孔型LED电极结构及其制备方法，属于LED半导体领域。该微孔型LED电极结构可以实现定点的微孔电流注入，可以根据LED芯片设计的需求来控制电流的分布，有利于提高电流的扩展，同时也有利于减少电极对光的吸收以及减少N电极线的刻蚀面积，进而提升LED芯片的亮度。为了解决上述技术问题，本申请有如下技术方案：第一方面，一种微孔型LED电极结构，包括：衬底、沿垂直于衬底所在平面的方向设置在所述衬底上的缓冲层、N型半导体层、多量子阱层、P型半导体层、电流阻挡层、电流扩展层、微孔型透明绝缘层和电极层；所述电极层包括P电极以及与所述P电极电连接的至少两条P电极线、N电极以及与所述N电极电连接的N电极线，所述P电极和所述P电极线在所述衬底基板所在平面的正投影与所述N电极和所述N电极线在所述衬底基板所在平面的正投影不交叠，且所述N电极线在所述衬底基板所在平面的正投影位于两条所述P电极线之间；所述P电极通过过孔与所述P型半导体层电连接，所述N型电极与所述N型半导体层电连接；所述微孔型透明绝缘层包括多个第一微孔，所述第一微孔沿所述微孔型透明绝缘层的厚度方向贯穿所述微孔型透明绝缘层，所述P电极线通过所述第一微孔与所述电流扩展层电连接；所述微孔型透明绝缘层还包括多个第二微孔，所述第二微孔沿所述微孔型透明绝缘层和所述电流阻挡层的厚度方向贯穿所述微孔型透明绝缘层、所述电流扩展层、所述电流阻挡层、所述P型半导体层和所述多量子阱层，所述N电极线通过所述第二微孔与所述N型半导体层电连接；所述P电极通过所述第一微孔定点向所述LED注入电流，所述N电极通过所述第二微孔定点向所述LED注入电流。可选地，其中：所述第一微孔的直径为D1，10μm≤D1≤50μm，所述第一微孔具有坡度，所述坡度的倾斜角为α1，20°≤α1≤40°；所述第二微孔的直径为D2，10μm≤D2≤50μm，所述第二微孔具有坡度，所述坡度的倾斜角为α2，20°≤α2≤40°。可选地，其中：相邻两个所述第一微孔之间的距离为D3，相邻两个所述第二微孔之间的距离为D4，其中，20μm≤D3≤50μm，20μm≤D4≤50μm。可选地，其中：所述微孔型透明绝缘层的厚度为D3，所述微孔型透明绝缘层包括Si3N4和SiO2中的至少一者。可选地，其中：所述第一微孔在所述P电极线朝向所述衬底的一侧均匀分布，所述第二微孔在所述N电极和N电极线朝向所述衬底的一侧均匀分布。可选地，其中：所述第一微孔在所述衬底所在平面的正投影呈圆形或多边形；所述第二微孔在所述衬底基板所在平面的正投影呈圆形或多边形。可选地，其中：所述电流阻挡层包括SiON和SiO2中的至少一者。第二方面，一种微孔型LED电极结构的制备方法，其特征在于，包括：制作衬底，并在衬底上依次形成缓冲层、N型半导体层、多量子阱层、P型半导体层；利用黄光光刻工艺和ICP刻蚀工艺在所述P型半导体层上刻蚀出N型半导体层的图形及LED芯片形貌；采用PECVD工艺沉积厚度为至的电流阻挡层，并利用黄光光刻工艺和腐蚀工艺制备出电流阻挡层的图形，使电流阻挡层包覆于LED芯片的侧壁；采用溅射工艺在电流阻挡层图形的外延片上，溅射厚度为至的ITO作为电流扩展层，并利用黄光光刻工艺和腐蚀工艺制备所述电流扩展层的ITO图形，并通过RTA退火工艺对ITO进行退火处理；采用PECVD工艺沉积透明绝缘层；在沉积好所述透明绝缘层的外延片上，进行匀胶、曝光和显影操作；通过热板进行坚膜处理，并通过腐蚀工艺形成微孔型透明绝缘层，其中，所述微孔型透明绝缘层包括多个第一微孔和多个第二微孔，所述第二微孔沿所述微孔型透明绝缘层和所述电流阻挡层的厚度方向贯穿所述微孔型透明绝缘层、所述电流扩展层、所述电流阻挡层、所述P型半导体层和所述多量子阱层，所述第一微孔沿所述微孔型透明绝缘层的厚度方向贯穿所述微孔型透明绝缘层；在制备好微孔型透明绝缘层的外延片上，采用蒸镀的方法蒸镀一层金属电极，分别形成P电极以及与所述P电极电连接的至少两条P电极线、N电极以及与所述N电极电连接的N电极线，使所述P电极通过过孔与所述P型半导体层电连接，所述N型电极与所述N型半导体层电连接，所述P电极线通过所述第一微孔与所述电流扩展层电连接，所述N电极线通过所述第二微孔与所述N型半导体层电连接。可选地，其中：所述利用黄光光刻工艺和腐蚀工艺制备出电流阻挡层的图形中，黄光坚膜温度为130℃～140℃，热板坚膜时间为5min～7min。可选地，其中：所述进行匀胶、曝光和显影操作中，通过黄光光刻工艺200转/min进行匀胶，曝光能量为150Mj/cm2，显影时间为3min～5min；所述通过热板进行坚膜处理，并通过腐蚀工艺形成微孔型透明绝缘层，进一步为：通过热板在140℃～160℃坚膜3min，并通过BOE腐蚀3min～5min制备所述微孔型透明绝缘层。与现有技术相比，本申请所述的微孔型LED电极结构及其制备方法，达到了如下效果：(1)本专利技术所提供的微孔型LED电极结构及其制备方法中，在微孔型透明绝缘层上引入了多个第一微孔和多个第二微孔，P电极线通过第一微孔与电流扩展层电连接，N电极线通过第二微孔与N型半导体层电连接，如此，P电极可通过第一微孔定点向LED注入电流，N电极可通过第二微孔定点向LED注入电流，如此实现了定点的微孔电流注入，有利于根据LED芯片设计的需求来控制电流的分布，减少N电极线的刻蚀面积的同时也减少了电极对光的吸收，提高LED的发光亮度。(2)本专利技术所提供的微孔型LED电极结构及其制备方法中，在电流阻挡层上溅射电流扩展层，使得通过该层的电流有效地扩展开来，有利于提高电子利用率，进而提高LED的发光亮度。(3)本专利技术所提供的微孔型LED电极结构及其制备方法中，工艺流程和方法简单、易操作，有利于工艺量产。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微孔型LED电极结构，其特征在于，包括：衬底、沿垂直于衬底所在平面的方向设置在所述衬底上的缓冲层、N型半导体层、多量子阱层、P型半导体层、电流阻挡层、电流扩展层、微孔型透明绝缘层和电极层；所述电极层包括P电极以及与所述P电极电连接的至少两条P电极线、N电极以及与所述N电极电连接的N电极线，所述P电极和所述P电极线在所述衬底基板所在平面的正投影与所述N电极和所述N电极线在所述衬底基板所在平面的正投影不交叠，且所述N电极线在所述衬底基板所在平面的正投影位于两条所述P电极线之间；所述P电极通过过孔与所述P型半导体层电连接，所述N型电极与所述N型半导体层电连接；所述微孔型透明绝缘层包括多个第一微孔，所述第一微孔沿所述微孔型透明绝缘层的厚度方向贯穿所述微孔型透明绝缘层，所述P电极线通过所述第一微孔与所述电流扩展层电连接；所述微孔型透明绝缘层还包括多个第二微孔，所述第二微孔沿所述微孔型透明绝缘层和所述电流阻挡层的厚度方向贯穿所述微孔型透明绝缘层、所述电流扩展层、所述电流阻挡层、所述P型半导体层和所述多量子阱层，所述N电极线通过所述第二微孔与所述N型半导体层电连接；所述P电极通过所述第一微孔定点向所述LED注入电流，所述N电极通过所述第二微孔定点向所述LED注入电流。...

【技术特征摘要】
1.一种微孔型LED电极结构，其特征在于，包括：衬底、沿垂直于衬底所在平面的方向设置在所述衬底上的缓冲层、N型半导体层、多量子阱层、P型半导体层、电流阻挡层、电流扩展层、微孔型透明绝缘层和电极层；所述电极层包括P电极以及与所述P电极电连接的至少两条P电极线、N电极以及与所述N电极电连接的N电极线，所述P电极和所述P电极线在所述衬底基板所在平面的正投影与所述N电极和所述N电极线在所述衬底基板所在平面的正投影不交叠，且所述N电极线在所述衬底基板所在平面的正投影位于两条所述P电极线之间；所述P电极通过过孔与所述P型半导体层电连接，所述N型电极与所述N型半导体层电连接；所述微孔型透明绝缘层包括多个第一微孔，所述第一微孔沿所述微孔型透明绝缘层的厚度方向贯穿所述微孔型透明绝缘层，所述P电极线通过所述第一微孔与所述电流扩展层电连接；所述微孔型透明绝缘层还包括多个第二微孔，所述第二微孔沿所述微孔型透明绝缘层和所述电流阻挡层的厚度方向贯穿所述微孔型透明绝缘层、所述电流扩展层、所述电流阻挡层、所述P型半导体层和所述多量子阱层，所述N电极线通过所述第二微孔与所述N型半导体层电连接；所述P电极通过所述第一微孔定点向所述LED注入电流，所述N电极通过所述第二微孔定点向所述LED注入电流。2.根据权利要求1所述的微孔型LED电极结构，其特征在于，所述第一微孔的直径为D1，10μm≤D1≤50μm，所述第一微孔具有坡度，所述坡度的倾斜角为α1，20°≤α1≤40°；所述第二微孔的直径为D2，10μm≤D2≤50μm，所述第二微孔具有坡度，所述坡度的倾斜角为α2，20°≤α2≤40°。3.根据权利要求1所述的微孔型LED电极结构，其特征在于，相邻两个所述第一微孔之间的距离为D3，相邻两个所述第二微孔之间的距离为D4，其中，20μm≤D3≤50μm，20μm≤D4≤50μm。4.根据权利要求1所述的微孔型LED电极结构，其特征在于，所述微孔型透明绝缘层的厚度为D3，所述微孔型透明绝缘层包括Si3N4和SiO2中的至少一者。5.根据权利要求1所述的微孔型LED电极结构，其特征在于，所述第一微孔在所述P电极线朝向所述衬底的一侧均匀分布，所述第二微孔在所述N电极和N电极线朝向所述衬底的一侧均匀分布。6.根据权利要求1所述的微孔型LED电极结构，其特征在于，所述第一微孔在所述衬底所在平面的正投影呈圆形或多边形；所述第二微孔在所述衬底基板所在平...

【专利技术属性】
技术研发人员：周智斌，刘泰荣，徐平，
申请(专利权)人：湘能华磊光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43