一种微型发光元件及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种微型发光元件及其制备方法，通过第一绝缘保护层覆盖所述外延叠层并分别裸露所述台面和所述凹槽的部分表面；金属夹层层叠于所述第一绝缘保护层背离所述外延叠层的一侧表面，且具有至少一通孔，所述通孔位于所述台面的上方且远离所述台面的裸露部设置；第二绝缘保护层覆盖所述金属夹层背离所述第一绝缘保护层的一侧表面，并填充所述金属夹层的所述通孔；所述第二绝缘保护层显露所述台面的裸露部及所述凹槽的裸露部。通过第一绝缘保护层、金属夹层及第二绝缘保护层三者在光反射时的相互配合，并调节所述金属夹层的所述通孔的大小、形状及其排布即可可控性地调节微型发光元件的发光角度，从而提高光的提取率。

【技术实现步骤摘要】
一种微型发光元件及其制备方法
本专利技术涉及发光二极管领域，尤其涉及一种微型发光元件及其制备方法。
技术介绍
随着LED技术的快速发展以及LED光效的逐步提高，LED的应用也越来越广泛，人们越来越关注LED在显示屏的发展前景。LED芯片，作为LED灯的核心组件，其功能就是把电能转化为光能，具体的，包括外延片和分别设置在外延片上的N型电极和P型电极。所述外延片包括P型半导体层、N型半导体层以及位于所述N型半导体层和P型半导体层之间的有源层，当有电流通过LED芯片时，P型半导体中的空穴和N型半导体中的电子会向有源层移动，并在所述有源层复合，使得LED芯片发光。但是，在显示屏的应用中，RGB三色的发光角要相似，才能保证屏幕每个角度的色调一致，但实际应用中，由于红光外延采用的衬底与蓝绿光外延的衬底不同，形成了不同的发光角特点，从而当RGB组芯粒封装成显示屏后，呈现出不同角度的色调不同。有鉴于此，本专利技术人专门设计了一种微型发光元件及其制备方法，本案由此产生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种微型发光元件及其制备方法，以实现微型发光元件发光角度调节的可控性。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种微型发光元件，包括：衬底；设置于所述衬底表面的外延叠层，所述外延叠层包括沿第一方向依次堆叠的第一型半导体层、有源区以及第二型半导体层，且所述外延叠层的局部区域蚀刻至部分所述的第一型半导体层形成凹槽及台面；所述第一方向垂直于所述衬底，并由所述衬底指向所述外延叠层；第一绝缘保护层，其覆盖所述外延叠层并分别裸露所述台面和所述凹槽的部分表面；金属夹层，其层叠于所述第一绝缘保护层背离所述外延叠层的一侧表面，且具有至少一通孔，所述通孔位于所述台面的上方且远离所述台面的裸露部设置；第二绝缘保护层，其覆盖所述金属夹层背离所述第一绝缘保护层的一侧表面，并填充所述金属夹层的所述通孔；所述第二绝缘保护层显露所述台面的裸露部及所述凹槽的裸露部；第一电极，其层叠于所述凹槽的裸露部并向上延伸至所述第二绝缘保护层的表面；第二电极，其层叠于所述台面的裸露部并向上延伸至所述第二绝缘保护层的表面。优选地，所有所述通孔的总表面积为S，所述金属夹层的水平铺设面积为A，则A/10≤S≤A/2。优选地，所述金属夹层具有若干个子通孔及一中心通孔，且各所述子通孔围绕所述中心通孔均匀且间隔分布。优选地，所述金属夹层包括一层或多层的金属层，所述金属层包括金属单质层或合金层中的至少一种。优选地，所述金属层包括铝层或银层。优选地，所述金属层包括锆铝合金层或锆银合金层。优选地，所述外延叠层具有至少一衬底裸露部，其自所述第二型半导体层经所述有源区和所述第一型半导体层延伸至所述衬底，其中所述第一绝缘保护层、金属夹层及以第二绝缘保护层均以被保持在所述衬底裸露部的方式层叠于所述衬底。优选地，所述衬底裸露部环绕所述外延叠层的四周；所述第一绝缘保护层、金属夹层及以第二绝缘保护层均以被保持在所述衬底裸露部的方式层叠于所述衬底，并环绕所述外延叠层的四周。优选地，在所述台面背离所述衬底的一侧表面依次设有透明导电层和扩展电极，所述扩展电极层叠于所述透明导电层的部分表面；所述透扩展电极背离所述透明导电层一侧的表面部分裸露形成所述台面的裸露部；所述扩展电极设有手指件，所述手指件从所述扩展电极延伸至所述通孔，且所述手指件与所述通孔间隔或交叉分布。优选地，所述第一型半导体层包括N型半导体层，所述第二型半导体层包括P型半导体层。本专利技术还提供了一种微型发光元件的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：步骤S01、提供一衬底；步骤S02、层叠一外延叠层于所述衬底表面，所述外延叠层包括沿第一方向依次堆叠第一型半导体层、有源区以及第二型半导体层，所述第一方向垂直于所述衬底，并由所述衬底指向所述外延叠层；步骤S03、将所述外延叠层的局部区域蚀刻至部分所述的第一型半导体层，形成凹槽及台面；步骤S04、层叠一透明导电层于所述台面的表面；步骤S05、层叠一扩展电极于所述透明导电层的部分表面；步骤S06、生长一第一绝缘保护层，其覆盖所述外延叠层并分别裸露所述扩展电极和所述凹槽的部分表面；步骤S07、沉积一金属夹层，其层叠于所述第一绝缘保护层的表面且具有至少一通孔，所述通孔位于所述台面的上方且远离所述扩展电极的裸露部设置；步骤S08、生长一第二绝缘保护层，其覆盖所述金属夹层的表面，并填充所述金属夹层的所述通孔；所述第二绝缘保护层显露所述扩展电极的裸露部及所述凹槽的裸露部；步骤S09、生长一第一电极和一第二电极，所述第一电极层叠于所述凹槽的裸露部并向上延伸至所述第二绝缘保护层的表面，所述第二电极层叠于所述扩展电极的裸露部并向上延伸至所述第二绝缘保护层的表面。优选地，所有所述通孔的总表面积为S，所述金属夹层的水平铺设面积为A，则A/10≤S≤A/2。优选地，所述金属夹层具有若干个子通孔及一中心通孔，且各所述子通孔围绕所述中心通孔均匀且间隔分布。经由上述的技术方案可知，本专利技术提供的微型发光元件，通过在外延叠层表面依次设置第一绝缘保护层、金属夹层及第二绝缘保护层，且第一绝缘保护层，其覆盖所述外延叠层并分别裸露所述台面和所述凹槽的部分表面；金属夹层，其层叠于所述第一绝缘保护层背离所述外延叠层的一侧表面，且具有至少一通孔，所述通孔位于所述台面的上方且远离所述台面的裸露部设置；第二绝缘保护层，其覆盖所述金属夹层背离所述第一绝缘保护层的一侧表面，并填充所述金属夹层的所述通孔；所述第二绝缘保护层显露所述台面的裸露部及所述凹槽的裸露部。通过第一绝缘保护层、金属夹层及第二绝缘保护层三者在光反射时的相互配合，并调节所述金属夹层的所述通孔的大小、形状及其排布即可可控性地调节微型发光元件的发光角度，从而提高光的提取率。其次，通过A/10≤S≤A/2的设置，其中所有所述通孔的总表面积为S，所述金属夹层的水平铺设面积为A；在保证外延叠层水平表面的有效出光面积的同时，还通过通孔与第一绝缘保护层及第二绝缘保护层的配合更好地实现微型发光元件四周的出光率，进一步提高光的提取率。然后，通过所述金属夹层具有若干个子通孔及一中心通孔，且各所述子通孔围绕所述中心通孔均匀且间隔分布的设置，能有效集中光源后控制发光角使光均匀反射。最后，通过在所述台面背离所述衬底的一侧表面依次设有透明导电层和扩展电极，所述扩展电极层叠于所述透明导电层的部分表面；所述透扩展电极背离所述透明导电层一侧的表面部分裸露形成所述台面的裸露部；所述扩展电极设有手指件，所述手指件从所述扩展电极延伸至所述通孔，且所述手指件与所述通孔间隔或交叉分布的设置，使电流沿着手指件和透明导电层均匀扩散到发光区，引导微型发光元件发光后，再通过第一绝缘保护层、金属夹层及第二绝缘保护层三者在光反射时的相互配合，并调节所述金属夹层的所述通孔的大小、形状及其排布即可可控性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微型发光元件，其特征在于，包括：/n衬底；/n设置于所述衬底表面的外延叠层，所述外延叠层包括沿第一方向依次堆叠的第一型半导体层、有源区以及第二型半导体层，且所述外延叠层的局部区域蚀刻至部分所述的第一型半导体层形成凹槽及台面；所述第一方向垂直于所述衬底，并由所述衬底指向所述外延叠层；/n第一绝缘保护层，其覆盖所述外延叠层并分别裸露所述台面和所述凹槽的部分表面；/n金属夹层，其层叠于所述第一绝缘保护层背离所述外延叠层的一侧表面，且具有至少一通孔，所述通孔位于所述台面的上方且远离所述台面的裸露部设置；/n第二绝缘保护层，其覆盖所述金属夹层背离所述第一绝缘保护层的一侧表面，并填充所述金属夹层的所述通孔；所述第二绝缘保护层显露所述台面的裸露部及所述凹槽的裸露部；/n第一电极，其层叠于所述凹槽的裸露部并向上延伸至所述第二绝缘保护层的表面；/n第二电极，其层叠于所述台面的裸露部并向上延伸至所述第二绝缘保护层的表面。/n

【技术特征摘要】
1.一种微型发光元件，其特征在于，包括：
衬底；
设置于所述衬底表面的外延叠层，所述外延叠层包括沿第一方向依次堆叠的第一型半导体层、有源区以及第二型半导体层，且所述外延叠层的局部区域蚀刻至部分所述的第一型半导体层形成凹槽及台面；所述第一方向垂直于所述衬底，并由所述衬底指向所述外延叠层；
第一绝缘保护层，其覆盖所述外延叠层并分别裸露所述台面和所述凹槽的部分表面；
金属夹层，其层叠于所述第一绝缘保护层背离所述外延叠层的一侧表面，且具有至少一通孔，所述通孔位于所述台面的上方且远离所述台面的裸露部设置；
第二绝缘保护层，其覆盖所述金属夹层背离所述第一绝缘保护层的一侧表面，并填充所述金属夹层的所述通孔；所述第二绝缘保护层显露所述台面的裸露部及所述凹槽的裸露部；
第一电极，其层叠于所述凹槽的裸露部并向上延伸至所述第二绝缘保护层的表面；
第二电极，其层叠于所述台面的裸露部并向上延伸至所述第二绝缘保护层的表面。


2.根据权利要求1所述的微型发光元件，其特征在于，所有所述通孔的总表面积为S，所述金属夹层的水平铺设面积为A，则A/10≤S≤A/2。


3.根据权利要求1所述的微型发光元件，其特征在于，所述金属夹层具有若干个子通孔及一中心通孔，且各所述子通孔围绕所述中心通孔均匀且间隔分布。


4.根据权利要求1所述的微型发光元件，其特征在于，所述金属夹层包括一层或多层的金属层，所述金属层包括金属单质层或合金层中的至少一种。


5.根据权利要求4所述的微型发光元件，其特征在于，所述金属层包括铝层或银层。


6.根据权利要求4所述的微型发光元件，其特征在于，所述金属层包括锆铝合金层或锆银合金层。


7.根据权利要求1所述的微型发光元件，其特征在于，所述外延叠层具有至少一衬底裸露部，其自所述第二型半导体层经所述有源区和所述第一型半导体层延伸至所述衬底，其中所述第一绝缘保护层、金属夹层及以第二绝缘保护层均以被保持在所述衬底裸露部的方式层叠于所述衬底。


8.根据权利要求7所述的微型发光元件，其特征在于，所述衬底裸露部环绕所述外延叠层的四周；所述第一绝缘保护...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄瑄，刘英策，邬新根，周弘毅，
申请(专利权)人：厦门乾照光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35