发光二极管及其制作方法技术

发光二极管及其制作方法，在第二电极（600）下方的外延层中设置第二凹槽（212），并且使第二电极（600）插入第二凹槽（212）内，并在两者设置电流阻挡层（400），增强第二电极（600）的牢固性，改善掉电极的现象。同时，传统的五道LED工艺制程缩减为三道，简化流程，降低生产成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发光二极管及其制作方法


[0001]本专利技术属于半导体领域，尤其涉及提高电极牢固性的发光二极管及其制作方法。

技术介绍

[0002]发光二极管（Light-Emitting diode, LED）芯片结构通常包括衬底、N型层、发光层、P型层、透明导电层、金属电极，金属电极包括N电极和P电极，其中N型层提供的电子和P型层提供的空穴在发光层中复合发光。透明导电层可以促进由金属电极注入的电流扩展，改善电流聚集现象。
[0003]然而由于金属电极与氧化物的粘附性较差，易出现掉电极的现象。

技术实现思路

[0004]为了改善LED电极易掉落的问题，本专利技术提供了一种在外延层内部设置第二凹槽的发光二极管及其制作方法，与第二凹槽对应的第二电极插入第二凹槽内，并且在两者的接触部位设置电流阻挡层，用于提高LED电极的牢固性。
[0005]本专利技术的第一方面，提供的发光二极管，至少包括：衬底；层叠于衬底上的外延层，所述外延层包括依次层叠的第一导电型半导体层、发光层和第二导电型半导体层；第一电极，与第一导电型半导体层电性连接；第二电极，与第二导电型半导体层电性连接；其特征在于：所述外延层具有从第二导电型半导体层向第一导电型半导体层方向延伸的第二凹槽，所述第二电极插入第二凹槽内且两者之间具有电流阻挡层。
[0006]进一步地，所述电流阻挡层覆盖第一凹槽的侧壁和底部。更进一步地，所述电流阻挡层延伸至第二导电型半导体层表面。
[0007]进一步地，所述第二凹槽底部位于衬底和第二导电型半导体层之间。更进一步地，所述第二凹槽底部位于第一导电型半导体层内。
[0008]进一步地，刻蚀所述第二导电型半导体层至第一导电型半导体层形成第一凹槽，第一电极设置于第一凹槽内，所述第一凹槽的底部与第二凹槽的底部位于同一水平面上。
[0009]进一步地，所述第二凹槽的开口直径小于第二电极的直径。
[0010]进一步地，所述第二凹槽为圆柱形或V形。
[0011]进一步地，所述第二电极包括焊盘部和延伸部，所述焊盘部插入第二凹槽内，提高焊盘的牢固性。
[0012]进一步地，所述第二电极表面具有用于打线的凹陷部，提高打线牢固性。
[0013]进一步地，所述第一电极和第一导电型半导体之间具有电流阻挡层。
[0014]进一步地，所述第二导电型半导体层和第二电极之间还具有透明导电层。
[0015]进一步地，发光二极管的表面还具有绝缘保护层。
[0016]本专利技术的第二方面，提供上述发光二极管的制作方法，包括如下步骤：S1、提供衬底，在所述衬底上沉积生长外延层，所述外延层包括依次沉积的的第一导电
型半导体层、发光层和第二导电型半导体层；S2、于所述外延层表面沉积生长透明导电层；S3、由第二导电型半导体层向第一导电型半导体层方向刻蚀，在外延层内形成第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽的底部位于第一导电型半导体层内部；S4、于所述第二凹槽内壁沉积生长电流阻挡层，于所述发光二极管的表面沉积生长绝缘保护层；S5、于所述第一凹槽内制作第一电极，于所述第二导电型半导体层表面制作第二电极，所述第二电极插入第二凹槽内，电流阻挡层位于第二电极和第二凹槽之间。
[0017]进一步地，所述步骤S3中的刻蚀方法包括干法刻蚀、湿法刻蚀或者两者的组合。
[0018]进一步地，所述步骤S4中的电流阻挡层和绝缘保护层为同一沉积工艺步骤制成。
[0019]进一步地，所述第二电极于第二凹槽上方沉积形成，使其表面具有凹陷部，提高打线牢固性。
[0020]本专利技术至少具有以下有益效果：1）第二凹槽位于衬底和第二导电型半导体层之间，第二电极插入第二凹槽内，由于受第二凹槽侧壁的阻挡，第二电极不易掉落，提高了第二电极的牢固性；2）第二凹槽和第二电极之间具有电流阻挡层，电流阻挡层与第一凹槽形状大体一致，增大电流阻挡层与第二电极的接触面积；3）第一凹槽与第二凹槽为同一刻蚀工艺步骤制成，在不增加现有LED制作工艺步骤的前提下，制作第二凹槽，简化工艺流程，节省生产成本；4）电流阻挡层和绝缘保护层为同一沉积工艺步骤制成，与现有LED的制作工艺相比，本专利技术减少了单独制作电流阻挡层的工艺步骤，同时先生长透明导电层，再刻蚀形成第一凹槽和第二凹槽，将传统的五道工艺流程缩减为三道工艺流程，节省了制造成本；5）第二电极的顶部具有凹陷部，增加了打线时金球与其的接触面积，增强打线的牢固性。
附图说明
[0021]图1为本专利技术发光二极管剖视结构示意图。
[0022]图2为本专利技术发光二极管流程示意图。
具体实施方式
[0023]以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。需说明的是，本专利技术的附图均采用非常简化的非精准比例，仅用以方便、明晰的辅助说明本专利技术。
[0024]关于本专利技术，氮化镓系
Ⅲ-Ⅴ
族化合物半导体是指例如GaN、GaAlN、InGaN、InAlGaN等的包括镓在内的周期表第Ⅲ族元素的氮化物半导体。这些化合物半导体可用化学式In
x
Al
y
GaN
1-x-y
表示，其中0≤X≤1、0≤Y≤1，X+ Y≤1。
[0025]参看附图1，本专利技术提供的发光二极管，其至少包括衬底100；层叠于衬底100上的外延层，其中外延层包括依次层叠的第一导电型半导体层210、发光层220和第二导电型半导体层230；第一电极700，与第一导电型半导体层210电性连接；第二电极600，与第二导电型半导体层230电性连接。
[0026]衬底100的材质可以选自Al2O3、SiC、GaAs、GaN、AlN、GaP、Si、ZnO、MnO中的任意一种或者几种的组合。本实施例以蓝宝石衬底100（sapphire substrate）为例说明，晶格方向可以例如为（0001），但本专利技术不限制所使用的衬底100材质与晶格方向。也可以对衬底100进行图形化处理，改变光的传播路径，提升发光元件的出光效率。
[0027]外延层是由多层III-V族氮化物半导体层层叠形成，其中第一导电型半导体层210和/或第二导电型半导体层230可以具有单层结构或多层结构。第一导电型半导体层210为p或n掺杂物，第二导电型半导体层230为n或p掺杂物。其中，p型掺杂杂质类型可以为Mg、Zn、Ca、 Sr、或者Ba，n型掺杂杂质类型可以为Si、Ge、或者Sn，本专利技术不排除其他的元素等效替代的掺杂。形成每个III族氮化物化合物半导体层的方法没有特别限制，例如金属有机化学气相沉积（MOCVD），分子束外延法（MBE）、卤化物气相外延法（HVPE法）、溅射法，离子镀法，电子喷淋法等。本专利技术采用常规的MOCVD法于衬底100上制作而成。
[0028]外延层受电压驱动时会发出光线，该光线的颜色取决于外延层的材料。第一导电型半导体层210或第二导电型半导体层230可以为氮化镓基、砷化镓基或者磷化镓基材质。发光层220为能够提供光辐射的材料，具体的辐射波段介于390本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.发光二极管，至少包括：衬底；层叠于衬底上的外延层，所述外延层包括依次层叠的第一导电型半导体层、发光层和第二导电型半导体层；第一电极，与第一导电型半导体层电性连接；第二电极，与第二导电型半导体层电性连接；其特征在于：所述外延层具有从第二导电型半导体层向第一导电型半导体层方向延伸的第二凹槽，所述第二电极插入第二凹槽内且两者之间具有电流阻挡层。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述电流阻挡层覆盖第二凹槽的侧壁和底部。3.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于：所述电流阻挡层延伸至第二导电型半导体层表面。4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第二凹槽底部位于衬底和第二导电型半导体层之间。5.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第一凹槽底部位于第一导电型半导体层内。6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：刻蚀所述第二导电型半导体层至第一导电型半导体层形成第一凹槽，第一电极设置于第一凹槽内，所述第一凹槽的底部与第二凹槽的底部位于同一水平面上。7.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第二凹槽的开口直径小于第二电极的直径。8.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第二凹槽为圆柱形或V形。9.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第二电极包括焊盘部和延伸部，所述焊盘部插入第二凹槽内，提高焊盘的牢固性。10.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第二电极表面具有用于打线的凹陷部，提高打线牢...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐凯，刘栋，段伟，毕东升，苗长林，蔡家豪，张家豪，
申请(专利权)人：安徽三安光电有限公司，
类型：发明
国别省市：