一种发光二极管及制作方法技术

本发明专利技术公开一种发光二极管及制作方法，所述发光二极管包括：衬底，具有相对的第一表面和第二表面；半导体外延叠层，包含层叠于所述衬底的第一表面之上的第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层；侧壁，形成于所述半导体外延叠层的边缘，所述侧壁具有粗化结构，所述粗化结构包括凸起；其特征在于：还包含蚀刻阻挡层，位于所述半导体外延叠层远离衬底的上表面。所述蚀刻阻挡层，可防止侧壁粗化过程中蚀刻液对半导体外延叠层上表面的蚀刻，提升半导体发光二极管的外观良率，提升发光二极管的光电性能。极管的光电性能。极管的光电性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种发光二极管及制作方法


[0001]本专利技术涉及一种发光二极管及其制作方法，属于半导体光电子器件与


技术介绍

[0002]发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)因具有高的发光效率及更长的使用寿命等优点，目前已经广泛地应用在背光、照明、景观等各个光源领域。进一步提高LED芯片的发光效率仍然是当前行业发展的重点。
[0003]欲提升发光效率可通过以下几个方式，其包括改善外延生长的品质，通过增加电子和空穴结合的几率，提升内部量子效率（IQE）。另一方面，发光二极管产生的光线若无法有效被取出，部分光线因全反射因素而局限在发光二极管内部来回反射或折射，最终被电极或发光层吸收，使亮度无法提升，因此使用表面粗化或者改变结构的几何形状等，提升外量子效率（EQE），从而提升发光二极管的发光亮度和发光效率。
[0004]表面粗化提高LED芯片出光效率的原理是利用LED出光表面的凹凸结构，将全反射角度的光线散射出或者引导出芯片，从而增加可以出射到LED外部的光线比例。一般地，可以选择对芯片的正面或侧面进行粗化，以提高其外部量子效率。在对芯片的侧壁进行粗化时，由于使用的强酸性溶液对芯片正面的透明导电层会有一定的损害，一般会采用化学沉积法在芯片的正面沉积一层氮化硅层以对芯片正面的透明导电层进行保护。但是，由于制备的氮化硅层存在粘附性和致密性较差等问题，无法较好地包覆芯片的电极及发光区，强酸性溶液会穿透过表层氮化硅层和透明导电层，对半导体外延叠层产生损害，影响发光二极管的外观良率和光电性能，并且，由于表面沉积的氮化硅层后续需要使用氢氟酸等溶液去除掉，因此会在芯片的表面遗留部分含氟化学键，导致芯片表面易吸附胶气，影响芯片的焊线效果。

技术实现思路

[0005]为了解决上述的至少一个技术问题，本专利技术提出一种发光二极管及制作方法，所述发光二极管含有蚀刻阻挡层，可防止侧壁粗化过程中蚀刻液对半导体外延叠层上表面的蚀刻，提升半导体发光二极管的外观良率，提升发光二极管的光电性能；同时避免在现有技术中为了保护芯片正面而在芯片表面沉积氮化硅，去除时遗留的化学键对芯片焊线效果产生的影响，提升发光二极管的可靠性。
[0006]本专利技术提出一种发光二极管，包括：衬底，具有相对的第一表面和第二表面；半导体外延叠层，包含层叠于所述衬底的第一表面之上的第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层；侧壁，形成于半导体外延叠层的边缘，所述侧壁具有粗化结构，所述粗化结构包括凸起；其特征在于：还包含蚀刻阻挡层，位于所述半导体外延叠层远离衬底的上表面，所述蚀刻阻挡层可防止蚀刻液对半导体外延叠层的蚀刻。
[0007]优选地，所述蚀刻阻挡层由耐酸性或者耐碱性的导电材料组成。
[0008]优选地，所述蚀刻阻挡层由组合式(Al
X
Ga
‑
X
)
Y
In1‑
Y
P的化合物半导体材料组成，其
中0≤X≤1，0≤Y≤1。
[0009]优选地，所述蚀刻阻挡层由GaP化合物半导体材料组成。
[0010]优选地，所述蚀刻阻挡层的厚度为30~150nm。
[0011]优选地，所述蚀刻阻挡层为p型掺杂，其掺杂浓度为1E19/cm
‑3以上。
[0012]优选地，所述半导体外延叠层辐射红外光。
[0013]优选地，所述半导体外延叠层由GaAs基化合物半导体材料组成。
[0014]优选地，所述发光二极管还包含中间层，位于所述半导体外延叠层和蚀刻阻挡层之间，所述中间层的晶格常数介于半导体外延外延叠层和蚀刻阻挡层之间。
[0015]优选地，所述中间层由GaInP化合物半导体材料组成。
[0016]优选地，所述中间层的厚度为20~50nm。
[0017]优选地，所述发光二极管还包含透明导电层，位于所述蚀刻阻挡层之上。
[0018]优选地，所述透明导电层为ITO或者IZO。
[0019]优选地，所述衬底为导电衬底。
[0020]本专利技术还提出一种发光二极管封装体，所述发光二极管封装体包括基板和安装在所述基板上的至少一个发光二极管，其特征在于：所述发光二极管至少一个或者多个或者全部为前述任一项的发光二极管。
[0021]本专利技术还提出一种发光装置，其特征在于：所述发光装置具备前述任一项的发光二极管。
[0022]本专利技术还提出一种发光二极管的制作方法，包含以下步骤：（1）提供一衬底，所述衬底具有相对的第一表面和第二表面，在所述衬底的第一表面之上形成半导体外延叠层，所述半导体外延叠层包含第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层；（2）在所述半导体外延叠层远离衬底的表面上形成蚀刻阻挡层；（3）在所述蚀刻阻挡层之上形成透明导电层；（4）在所述透明导电层和所述衬底上形成第一电极和第二电极；（5）对所述发光二极管进行切割形成独立的芯粒，使用酸性溶液蚀刻半导体外延叠层的侧壁，所述侧壁形成粗化结构。
[0023]有益效果与现有技术相比，本专利技术所述的发光二极管及制作方法至少具备如下有益效果：（1）本专利技术通过蚀刻阻挡层，可防止侧壁粗化过程中粗化液对半导体外延层上表面的蚀刻，提升半导体发光二极管的外观良率，提升发光二极管的光电性能；（2）避免在现有技术中为了保护芯片正面而在芯片表面沉积氮化硅，去除时遗留的化学键对芯片焊线效果产生的影响，提升发光二极管的可靠性。
[0024]本专利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，或者通过实施本专利技术而了解。本专利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。
[0025]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专利技术，但本领域技术人员应当理解，并不旨在将本专利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专利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
[0026]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。
[0027]图1为现有技术中发光二极管粗化前的结构示意图；图2为现有技术中发光二极管在施加粗化液时的示意图；图3为现有技术中发光二极管粗化后芯片的FIB图；图4为本专利技术实施例1中所述发光二极管的结构示意图；图5为本专利技术实施例2中所述的发光二极管的结构示意图；图6
‑
8为本专利技术实施例3中所述发光二极管制作方法的结构示意图；图9为本专利技术实施例4中所述发光二极管的结构示意图；图10为本专利技术实施例5中所述发光二极管的结构示意图。
[0028]图中元件标号说明：100：衬底；1：半导体外延叠层；110：第一导电类型半导体层；120：有源层；130：第二导电型半导体层；140：透明导电层；150：第一电极；160：第二电极；170：氮化硅层；18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，包括：衬底，具有相对的第一表面和第二表面；半导体外延叠层，包含层叠于所述衬底的第一表面之上的第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层；侧壁，形成于半导体外延叠层的边缘，所述侧壁具有粗化结构，所述粗化结构包括凸起；其特征在于：还包含蚀刻阻挡层，位于所述半导体外延叠层远离衬底的上表面，所述蚀刻阻挡层可防止蚀刻溶液蚀刻所述半导体外延叠层。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述蚀刻阻挡层由耐酸性或耐碱性的导电材料组成。3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述蚀刻阻挡层由组合式(Al
X
Ga
‑
X
)
Y
In1‑
Y
P的化合物半导体材料组成，其中0≤X≤1，0≤Y≤1。4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述蚀刻阻挡层由GaP化合物半导体材料组成。5.根据权利要求4所述的发光二极管，其特征在于：所述蚀刻阻挡层的厚度为30~150nm。6.根据权利要求4所述的发光二极管，其特征在于：所述蚀刻阻挡层为p型掺杂，其掺杂浓度为1E19/cm
‑3以上。7.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述半导体外延叠层辐射红外光。8.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述半导体外延叠层由GaAs基化合物半导体材料组成。9.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：还包含中间层...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈午祺，胡蝶，吴少华，王凌飞，宁振动，谢振刚，张君逸，王笃祥，
申请(专利权)人：天津三安光电有限公司，
类型：发明
国别省市：