微发光二极管制造技术

本实用新型专利技术提供了一种微发光二极管，包括衬底及位于所述衬底上的外延层，所述微发光二极管的侧壁具有若干凹陷部，所述凹陷部沿所述微发光二极管的厚度方向连续排布，其中，所述微发光二极管的侧壁包括所述衬底的侧壁和所述外延层的侧壁，所述凹陷部增加了所述LED芯片的侧壁的粗糙程度，因此可以提高所述微发光二极管的出光效率。二极管的出光效率。二极管的出光效率。

【技术实现步骤摘要】
微发光二极管


[0001]本技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种微发光二极管。

技术介绍

[0002]III
‑
V族半导体LED(Light
‑
emitting diode，发光二极管)产业是近几年最受瞩目的产业之一，发展至今，LED已具有节能、高效、响应时间快、寿命长、不含汞及环保等优点，因此被认为是新世代绿色节能照明的最佳光源之一。
[0003]为了提高LED芯片的发光强度，需要提高LED芯片的光电转换效率，LED 芯片的光电转换效率包括两部分：内量子效率和外量子效率。其中，内量子效率是指电子空穴对在LED结区复合产生光子的效率；外量子效率指的是将LED 结区产生的光子引出LED芯片的总效率。随着外延生长技术的完善和多量子阱结构的发展，高亮度LED芯片的内量子效率已接近100％，但外量子效率仅有 3
‑
30％，这主要是光的逃逸造成的，因此，LED芯片的光提取效率已经成为高亮度LED芯片的主要技术瓶颈。引起光逃逸的因素有：晶格缺陷对光的吸收、衬底对光的吸收、光在出射过程中在各个界面由于全反射造成的损失等。例如，由于GaN和空气的反射系数分别是2.5和1，根据斯涅耳定律，只有入射角小于临界角(约23
°
)的光可以出射到空气中，而大于等于临界角的光只能在GaN 内部来回反射，直至被自吸收。
[0004]现有提高LED芯片光提取效率的技术途径，主要有芯片塑性技术、分布式布拉格(DBR)反射镜技术、倒装技术、表面粗化技术和光子晶体技术等。这些技术都在不同程度上提高了LED芯片的发光亮度，但它们都集中于改善LED 芯片的正面的出光效率。然而LED芯片的发光性质为自发辐射，没有方向性，可以近似看作各向同性发光。因此，以上技术对LED芯片的侧面发光的出光效率并无改善。目前可以将LED芯片制备为六边形或平行四边形等多边形，通过改变多边形内角的大小，使在LED芯片某一侧面发生全反射的光线可在另一侧面出射，达到提高光提取效率的目的，但是这种多边形LED芯片在芯片切割方面有一定难度，不利于大规模量产。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种微发光二极管，以提高微发光二极管的出光效率。
[0006]为了达到上述目的，本技术提供了一种微发光二极管，包括衬底及位于所述衬底上的外延层，所述微发光二极管的侧壁具有若干凹陷部，所述凹陷部沿所述微发光二极管的厚度方向连续排布，其中，所述微发光二极管的侧壁包括所述衬底的侧壁和所述外延层的侧壁。
[0007]可选的，所述凹陷部的内壁的形状相同或不相同。
[0008]可选的，所述凹陷部的内壁为弧面、圆弧面、锯齿面、波浪面、棱柱/锥面、圆柱/锥面或不规则表面。
[0009]可选的，所述凹陷部沿所述微发光二极管的厚度方向上的宽度尺寸相同或不相
同。
[0010]可选的，所述凹陷部的凹陷深度相同或不相同。
[0011]可选的，所述微发光二极管还包括两个电极，所述外延层包括依次位于所述衬底上的第一半导体层、发光层及第二半导体层，两个所述电极分别与所述第一半导体层及所述第二半导体层电性连接。
[0012]可选的，所述微发光二极管的侧壁与所述微发光二极管的中心的之间距离沿所述外延层至所述衬底方向逐渐减小。
[0013]可选的，两个所述电极均位于所述外延层上；或者，一个所述电极位于所述外延层上，另一个所述电极位于所述衬底背离所述外延层的一面。
[0014]可选的，所述微发光二极管的侧壁的面积大于其顶壁或底壁的面积。
[0015]在本技术提供的微发光二极管中，包括衬底及位于所述衬底上的外延层，所述微发光二极管的侧壁具有若干凹陷部，所述凹陷部沿所述微发光二极管的厚度方向连续排布，其中，所述微发光二极管的侧壁包括所述衬底的侧壁和所述外延层的侧壁，所述凹陷部增加了所述LED芯片的侧壁的粗糙程度，因此可以提高所述微发光二极管的出光效率。
附图说明
[0016]图1为本技术实施例一提供的微发光二极管的制备方法的流程图；
[0017]图2
‑
图8为本技术实施例一提供的微发光二极管的制备方法的相应步骤对应的结构示意图；
[0018]图9a～图9e为本技术实施例一提供的依次循环执行化学刻蚀工艺、钝化工艺及物理轰击工艺的工艺原理图；
[0019]图10
‑
图15为本技术实施例二提供的微发光二极管的制备方法的相应步骤对应的结构示意图；
[0020]图16为本技术实施例三提供的微发光二极管的结构示意图；
[0021]其中，附图标记为：
[0022]100
‑
衬底；200
‑
外延层；200a
‑
划片槽；201
‑
第一半导体层；202
‑
发光层；203
‑ꢀ
第二半导体层；300
‑
金属层；301
‑
第一电极；302
‑
第二电极；400
‑
掩模层；401
‑ꢀ
侧墙；500
‑
钝化层；600
‑
绝缘层；
[0023]h1
‑
凹陷部沿微发光二极管的厚度方向上的宽度尺寸；h2
‑
凹陷部的凹陷深度。
具体实施方式
[0024]下面将结合示意图对本技术的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本技术实施例的目的。
[0025]实施例一
[0026]图8为本实施例提供的微发光二极管的结构示意图。如图8所示，所述微发光二极管包括衬底100及位于所述衬底100上的外延层200，所述微发光二极管的侧壁具有若干凹陷部，所述凹陷部沿所述微发光二极管的厚度方向连续排布。所述凹陷部增加了所述微发光二极管的侧壁的粗糙程度，因此可以提高所述微发光二极管的出光效率。
[0027]本实施例中，所述微发光二极管的侧壁包括所述衬底100的侧壁和所述外延层200的侧壁。
[0028]请继续参阅图8，具体而言，本实施例中，所述微发光二极管为垂直结构的 GaN基微发光二极管，其包括还包括两个电极，两个电极分别为第一电极301 和第二电极302。
[0029]具体而言，所述外延层200位于所述衬底100上，包括依次位于所述衬底 100上的第一半导体层201、发光层202和第二半导体层203。本实施例中，所述外延层200中的第一半导体层201为N型半导体层，所述第一半导体层201 的材料为N
‑
GaN；所述发光层202为多周期量子阱层(MQWS)，量子阱层的材料为AlN、GaN、AlGaN、InGaN、AlInGaN本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微发光二极管，其特征在于，包括衬底及位于所述衬底上的外延层，所述微发光二极管的侧壁具有若干凹陷部，所述凹陷部沿所述微发光二极管的厚度方向连续排布，其中，所述微发光二极管的侧壁包括所述衬底的侧壁和所述外延层的侧壁。2.如权利要求1所述的微发光二极管，其特征在于，所述凹陷部的内壁的形状相同或不相同。3.如权利要求2所述的微发光二极管，其特征在于，所述凹陷部的内壁为弧面、锯齿面、波浪面、棱柱/锥面或圆柱/锥面。4.如权利要求1
‑
3中任一项所述的微发光二极管，其特征在于，所述凹陷部沿所述微发光二极管的厚度方向上的宽度尺寸相同或不相同。5.如权利要求1
‑
3中任一项所述的微发光二极管，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁兴华，洪灿皇，张乾，熊展，谢安军，
申请(专利权)人：厦门士兰明镓化合物半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：