微发光二极管及制备方法和显示面板技术

本发明专利技术公开微发光二极管及制备方法和显示面板，所述微发光二极管包括半导体外延叠层，包含第一类型半导体层、第二类型半导体层和两者之间的有源层；第一电极和第二电极，分别与所述第一类型半导体层和第二类型半导体层形成电连接；其特征在于：所述第二类型半导体层包括n型磷化镓窗口层，所述n型磷化镓窗口层起到电流扩展作用。本发明专利技术可解决微发光二极管在小电流密度下发光效率低的问题，提升微发光二极管在小电流密度下的发光效率。光二极管在小电流密度下的发光效率。光二极管在小电流密度下的发光效率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微发光二极管及制备方法和显示面板


[0001]本专利技术涉及半导体制造领域，具体涉及微发光二极管及制备方法和显示面板。

技术介绍

[0002]微型LED（mLED）具有自发光、高效率、低功耗、高亮度、高稳定性、超高分辨率与色彩饱和度、响应速度快、寿命长等优点，已经在显示、光通信、室内定位、生物和医疗领域获得了相关的应用，并有望进一步扩展到可穿戴/可植入器件、增强显示/虚拟现实、车载显示、超大型显示以及光通信/光互联、医疗探测、智能车灯、空间成像等多个领域，具有明确可观的市场前景。
[0003]微型LED的尺寸小于100μm，在微型LED的侧壁存在缺陷，会导致非辐射复合的产生，从而影响微型LED的发光效率。当微型LED的尺寸越来越小，其台面结构(Mesa)侧壁的缺陷造成非辐射复合的现象会越来越严重。
[0004]现有微型LED由于侧壁效应引起的非辐射复合，在小电流密度条件下发光效率低下，急需开发出一种提高小电流密度条件下的发光效率的微发光二极管。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提出微发光二极管，包括：半导体外延叠层，包含第一类型半导体层、第二类型半导体层和位于所述第一类型半导体层和第二类型半导体层之间的有源层；第一电极，与所述第一类型半导体层形成电连接；第二电极，与所述第二类型半导体层形成电连接；其特征在于：所述第二类型半导体层包括n型磷化镓窗口层，所述n型磷化镓窗口层起到电流扩展作用。
[0006]优选地，所述n型磷化镓窗口层的厚度范围为50~5000nm。
[0007]更优选地，所述n型磷化镓窗口层的厚度范围为100~2000nm。
[0008]优选地，所述n型磷化镓窗口层的掺杂浓度为1E18~5E18/cm3。
[0009]优选地，所述第二类型半导体层还包含磷化镓欧姆接触层。
[0010]优选地，所述磷化镓欧姆接触层的厚度为5~100nm，掺杂浓度为5E18~5E19/cm3。
[0011]优选地，所述第一类型半导体层包含p型窗口层，所述p型窗口层为Al
x1
Ga1‑
x1
InP（0≤x1≤1）。
[0012]优选地，所述Al
x1
Ga1‑
x1
InP中x1介于0.3~0.7。
[0013]优选地，所述p型窗口层的厚度为2500~5000nm。
[0014]优选地，所述p型窗口层的掺杂浓度为2E18~5E18/cm3。
[0015]优选地，所述p型窗口层表面包含粗化结构，所述粗化结构由凸起组成。
[0016]优选地，所述第一电极和第二电极在同侧或相反侧。
[0017]优选地，所述第一类型半导体层远离有源层的一侧为出光侧。
[0018]优选地，还包含绝缘保护层，形成于所述半导体外延叠层的表面和侧壁。
[0019]优选地，所述绝缘保护层为单层或者多层结构，由SiO2，SiN
x
，Al2O3，Ti3O5的至少一
种材料形成。
[0020]优选地，所述绝缘保护层为布拉格反射层结构。
[0021]优选地，所述第一电极和第二电极由Au、Ag、 Al、Pt、Ti、Ni 、Cr等一种或两种以上材料组合形成。
[0022]本专利技术还提出一种微发光二极管，包括：半导体外延叠层，包含第一类型半导体层、第二类型半导体层和位于所述第一类型半导体层和第二类型半导体层之间的有源层；第一电极，与所述第一类型半导体层形成电连接；第二电极，与所述第二类型半导体层形成电连接；其特征在于：所述第二类型半导体层包括n型磷化镓窗口层，所述n型磷化镓窗口层的厚度为100~2000nm。
[0023]优选地，所述n型磷化镓窗口层的掺杂浓度为1E18~5E18/cm3。
[0024]优选地，所述第二类型半导体层还包含磷化镓欧姆接触层。
[0025]优选地，所述磷化镓欧姆接触层的厚度为5~100nm，掺杂浓度为5E18~5E19/cm3。
[0026]优选地，所述第一类型半导体层包含p型窗口层，所述p型窗口层为Al
x1
Ga1‑
x1
InP（0≤x1≤1）。
[0027]优选地，所述Al
x1
Ga1‑
x1
InP中x1介于0.3~0.7。
[0028]优选地，所述p型窗口层的厚度为2500~5000nm。
[0029]优选地，所述p型窗口层的掺杂浓度为2E18~5E18/cm3。
[0030]优选地，所述p型窗口层表面包含粗化结构，所述粗化结构由凸起组成。
[0031]优选地，所述第一电极和第二电极在同侧或相反侧。
[0032]优选地，所述第一类型半导体层远离有源层的一侧为出光侧。
[0033]优选地，还包含绝缘保护层，形成于所述半导体外延叠层的表面和侧壁。
[0034]优选地，所述绝缘保护层为单层或者多层结构，由SiO2，SiN
x
，Al2O3，Ti3O5的至少一种材料形成。
[0035]优选地，所述绝缘保护层为布拉格反射层结构。
[0036]优选地，所述第一电极和第二电极由Au、Ag、 Al、Pt、Ti、Ni 、Cr等一种或两种以上材料组合形成。
[0037]本专利技术还提出一种微发光二极管的制备方法，包括：步骤（1）：在生长衬底上制作半导体外延叠层，所述半导体外延叠层包含第一类型半导体层、第二类型半导体层和位于两者之间的有源层；步骤（2）：在第一类型半导体层和第二类型半导体层上制作第一电极和第二电极，分别与第一电极和第二电极进行电连接；其特征在于：所述第二类型半导体层包含n型磷化镓窗口层。
[0038]优选地，所述n型磷化镓窗口层的厚度范围为50~5000nm。
[0039]优选地，所述n型磷化镓窗口层的掺杂浓度为1E18~5E18/cm3。
[0040]本专利技术还提出一种显示面板，所述显示面板包含前述微发光二极管。
[0041]本专利技术具有以下的有益效果：1、n型磷化镓作为窗口层，其电子迁移率较快，小电流密度时电子较多往下流至有源层与空穴复合，往侧壁流动较少，可减少侧壁的非辐射复合，提升发光效率；2、n型磷化镓作为窗口层，其透光性较铝镓铟磷好，可增加有源层发出的光线的透
过，然后通过金属电极的反射从出光面辐射出，提升发光效率；3、n型磷化镓作为欧姆接触层，取代n型砷化镓层或铝镓铟磷，可减少吸光，提升发光效率。
[0042]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。
[0043]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.微发光二极管，包括：半导体外延叠层，包含第一类型半导体层、第二类型半导体层和位于所述第一类型半导体层和第二类型半导体层之间的有源层；第一电极，与所述第一类型半导体层形成电连接；第二电极，与所述第二类型半导体层形成电连接；其特征在于：所述第二类型半导体层包括n型磷化镓窗口层，所述n型磷化镓窗口层起到电流扩展作用。2.根据权利要求1所述的微发光二极管，其特征在于：所述n型磷化镓窗口层的厚度范围为50~5000nm。3.根据权利要求1所述的微发光二极管，其特征在于：所述n型磷化镓窗口层的厚度范围为100~2000nm。4.根据权利要求1所述的微发光二极管，其特征在于：所述n型磷化镓窗口层的掺杂浓度为1E18~5E18/cm3。5.根据权利要求1所述的微发光二极管，其特征在于：所述第二类型半导体层还包含磷化镓欧姆接触层。6.根据权利要求5所述的微发光二极管，其特征在于：所述磷化镓欧姆接触层的厚度为5~100nm。7.根据权利要求5所述的微发光二极管，其特征在于：所述磷化镓欧姆接触层为n型掺杂，其掺杂浓度为5E18~5E19/cm3。8.根据权利要求1所述的微发光二极管，其特征在于：所述第一类型半导体层包含p型窗口层，所述p型窗口层的材料为Al
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Ga1‑
x1
InP （0≤x1≤1）。9.根据权利要求8所述的微半导体发光二极管，其特征在于：所述Al
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Ga1‑
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InP中x1介于0.3~0.7。10.根据权利要求8所述的微发光二极管，其特征在于：所述p型窗口层的厚度为2500~5000nm。11.根据权利要求8所述的微发光二极管，其特征在于：所述p型窗口层的掺杂浓度为2E18~5E18/cm3。12.根据权利要求8所述的微发光二极管，其特征在于：所述p型窗口层表面包含粗化结构，所述粗化结构由凸起组成。13.根据权利要求1所述的微发光二极管，其特征在于：所述第一电极和第二电极在同侧或相反侧。14.根据权利要求1所述的微发光二极管，其特征在于：所述第一类型半导体层远离有源层的一侧为出光侧。15.根据权利要求1所述的微发光二极管，其特征在于：还包含绝缘保护层，形成于所述半导体外延叠层的表面和侧壁。16.根据权利要求15所述的微发光二极管，其特征在于：所述绝缘保护层为单层或者多层结构，由SiO2，SiN
x
，Al2O3，Ti3O5的至少一种材料形成。17.根据权利要求15所述的微发光二极管，其特征在于：所述绝缘保护层为布拉格反射层结构。
18.根据权利要求1所述的微发光二极管，其特征在于：所述第一电极和第二电极由Au、Ag、 Al、Pt、Ti、Ni 、Cr等一种或两种以上材料组合形成。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈劲华，许智程，王彦钦，黄少华，彭钰仁，郭桓邵，
申请(专利权)人：天津三安光电有限公司，
类型：发明
国别省市：