发光二极管及发光装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种发光二极管及发光装置，该发光二极管包括：半导体层序列，包含第一台面和第二台面，所述第二台面为发光台面其中第二台面发光区域；第一接触电极，形成于所述第一台面上，与所述第一半导体层形成电连接；第二接触电极，形成于所述第二台面上，与所述第二半导体层形成电连接；所述第一台面为图案化结构，该图案化结构具有密集分布的凹凸结构，所述凹凸结构具有第一表面、高出于所述第一表面的第二表面及连接所述第一表面和第二表面的侧表面，其中所述第一表面裸露出所述第一半导体层，所述第一接触电极形成在该图案化结构上，并接触第一表面、第二表面及侧壁。本发明专利技术所述发光二极管可以有效提升发光效果。述发光二极管可以有效提升发光效果。述发光二极管可以有效提升发光效果。

【技术实现步骤摘要】
发光二极管及发光装置


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种发光二极管及发光装置。

技术介绍

[0002]包括诸如GaN、AlGaN等化合物的半导体器件具有许多优点，诸如宽且易于调节的带隙能量等，并且能够不同地用作发光器件、光接收器件、各种二极管等。
[0003]近年来，紫外光LED的巨大的应用价值引起了人们的高度关，成为了新的研究热点。紫外LED采用含有Al组分的III族氮化物半导体材料。但是包含Al的氮化物半导体的电阻率较高，因此在用于n型半导体层的情况导致载流子注入效率低下。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一在于：提供一种发光二极管及发光装置，可以提升发光二极管的载流子的注入效率，提升亮度。
[0005]在一些实施例中，本专利技术提供了一种发光二极管，包括：半导体层序列，包含具备第一导电性的第一半导体层，具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层，及介于所述第一半导体层与所述第二半导体层之间的有源层，该半导体层序列具有第一台面和第二台面，其中第二台面发光区域；第一接触电极，形成于所述第一台面上，与所述第一半导体层形成电连接；第二接触电极，形成于所述第二台面上，与所述第二半导体层形成电连接；其所述第一台面具有图案化结构，该图案化结构具有密集分布的凹凸结构，所述凹凸结构具有第一表面、高出于所述第一表面的第二表面及连接所述第一表面和第二表面的侧表面，其中所述第一表面裸露出所述第一半导体层，所述第一接触电极形成在该图案化结构上，并接触第一表面、第二表面及侧壁。在一些实施例中，一种发光二极管，一种发光二极管，包括：半导体层序列，包含具备第一导电性的第一半导体层，具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层，及介于所述第一半导体层与所述第二半导体层之间的有源层，所述半导体层的上表面具图案化区域，所述图案化区域分布有规则排列的凹凸结构，所述凹凸结构具有第一表面、高出于所述第一表面的第二表面及连接所述第一表面和第二表面的侧表面，其中所述第一表面裸露出所述第一半导体层，所述凹凸结构包含一系列形成在第二表面上的孔洞或者一系列形成在所述第一表面上的柱体，所述凹凸结构的直径为1~20μm，间距为2~15μm；第一接触电极，形成在该图案化结构上，并接触第一表面、第二表面及侧壁与所述第一半导体层形成电连接；第二接触电极，形成在所述第二半导体层之上，并与所述第二半导体层形成电连接。
[0006]在一些实施例中，所述发光二极管，包括半导体层序列，包含具备第一导电性的第一半导体层，具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层，及介于所述第一半导体层与所述第二半导体层之间的有源层，所述半导体层的上表面具图案化区域，所述图案化区域分布有规则排列的凹凸结构，所述凹凸结构具有第一表面、高出于所述第一表面的第二表面及连接所述第一表面和第二表面的侧表面，其中所述第一表面裸露出所述第一半
导体层，所述凹凸结构包含一系列自所述第二表面向第一表面延伸的孔洞或者一系列形成在所述第一表面上的柱体，所述凹凸结构的直径为1~20μm，间距为2~15μm；第一接触电极，形成在该图案化结构上，并接触第一表面、第二表面及侧壁与所述第一半导体层形成电连接；第二接触电极，形成在所述第二半导体层之上，并与所述第二半导体层形成电连接。
[0007]在一些实施例中，所述发光二极管包括：半导体层序列，包含具备第一导电性的第一半导体层，具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层，及介于所述第一半导体层与所述第二半导体层之间的有源层，所述半导体层的上表面具图案化区域，所述图案化区域分布有规则排列的凹凸结构，所述凹凸结构具有第一表面、高出于所述第一表面的第二表面及连接所述第一表面和第二表面的侧表面，其中所述第一表面裸露出所述第一半导体层，所述凹凸结构包含一系列从所述第二表面向第一表面延伸的孔洞或者一系列形成在所述第一表面上的柱体；第一接触电极，形成在该图案化结构上，并接触第一表面、第二表面及侧壁与所述第一半导体层形成电连接；第二接触电极，形成在所述第二半导体层之上，并与所述第二半导体层形成电连接； 其中，所述第一半导体层包含具有第一掺杂浓度的第一子层和具有第二掺杂浓度的第二子层，所述第一接触电极与所述第一子层接触，所述第一表面位于第一子层， 其中第一掺杂浓度大于第二掺杂浓度。
[0008]本专利技术还提供一种发光装置，其包括前述任意一种发光二极管。
[0009]本专利技术的其它特征和有益效果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有益效果可通过在说明书、权利要求书等内容中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；在下面描述中附图所述的位置关系，若无特别指明，皆是图示中组件绘示的方向为基准。
[0011]图1是本专利技术的一个示例性实施例的发光二极管的剖视图。
[0012]图2是本专利技术的一个示例性实施例的俯视图。
[0013]图3是图2中A区域的局部放大图。
[0014]图4是本专利技术的一个示例性实施例的半导体层序列的俯视图。
[0015]图5是本专利技术的一个示例性实施例的第一台面上的图案化结构的俯视图。
[0016]图6是本专利技术的一个示例性实施例的发光二极管剖视图。
[0017]图7是图5所示的发光二极管的焊盘电极的俯视图。
[0018]图8是本专利技术的一个示例性实施例的发光二极管剖视图。
[0019]图9是本专利技术的一个示例性实施例的俯视图。
[0020]图10是四种不同设计的样品的局部放大图。
[0021]图11是不同样品的光输出功率分布图(英文为LOP Mapping)。
[0022]图12是本专利技术的一个示例性实施例的发光二极管剖视图。
[0023]图13是本专利技术的一个示例性实施例的发光二极管剖视图。
[0024]图14是本专利技术的一个示例性实施例的发光装置的剖视图。
[0025]图中标号表示如下：100：发光二极管芯片；110：衬底；111：氮化铝底层；120半导体层序列；121：第一半导体层；121a:第一子层；121b：第二子层；121c：第三子层；121d：第四子层；122：有源层；123：第二半导体层；131：隔离区；132：导通区；133：图形结构；141：第一接触电极；142：第二接触电极；151：第一连接电极；152：第二连接电极；160：绝缘层；171：第一焊盘；172：第二焊盘；200：发光装置；210：封装基板；221：第一导电层；222：第二导电层；M1:第一台面；M2：第二台面；S11：第一台面的第一表面；S12：第一台面的第二表面；S13：第一台面的侧壁；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管，包括：半导体层序列，包含具备第一导电性的第一半导体层，具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层，及介于所述第一半导体层与所述第二半导体层之间的有源层，该半导体层序列具有第一台面和第二台面，其中第二台面发光区域；第一接触电极，形成于所述第一台面上，与所述第一半导体层形成电连接；第二接触电极，形成于所述第二台面上，与所述第二半导体层形成电连接；其特征在于：所述第一台面具有图案化结构，该图案化结构具有密集分布的凹凸结构，所述凹凸结构具有第一表面、高出于所述第一表面的第二表面及连接所述第一表面和第二表面的侧表面，其中所述第一表面裸露出所述第一半导体层，所述第一接触电极形成在该图案化结构上，并接触第一表面、第二表面及侧壁。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第一台面的图案化结构为一系列形成在所述第一表面上的柱体，所述柱体的顶表面构成所述第二表面。3.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于：所述柱体的直径为2~20μm，相邻的柱体之间的间距为2~15μm。4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第一台面的图案化结构为一系列从第二表面向第一表面延伸的孔洞，该孔洞的底表面构成所述第一表面，所述第一台面与第二台面之间具有隔离区以将所述第一台面和第二台面进行分隔。5.根据权利要求4所述的发光二极管，其特征在于：所述孔洞的直径为1~10μm，相邻的孔洞之间的间距为2~15μm。6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第一半导体层具有一远离有源层的下表面，所述第一表面到所述第一半导体层的下表面的距离为200nm以上。7.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第一半导体层包含具有第一掺杂浓度的第一子层和具有第二掺杂浓度的第二子层，所述第一接触电极与所述第一子层接触，所述第一表面位于第二子层， 其中第一掺杂浓度大于第二掺杂浓度。8.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第一半导体层层包含具有第一掺杂浓度的第一子层和具有第三掺杂浓度的第三子层，所述第一接触电极与所述第一子层接触，所述第三子层位于所述第一子层与所述有源层之间，所述第三子层的掺杂浓度低于1*10
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/cm3。9.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第一半导体层依次包含具有第一掺杂浓度C1的第一子层、具有第二掺杂浓度C2的第二子层和具有第三掺杂浓度C3的第三子层，所述第一接触电极接触所述第一子层，且C1>C2>C3。10.根据权利要求9所述的发光二极管，其特征在于：所述第一半导体层还包括一具有第四掺杂浓度C4的第四子层，该第四子层位于所述第二子层与第三子层之间，且C4>C2。11.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：发光二极管的波长为210nm至400nm。12.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：其特征在于：还包括绝缘层、第一焊盘电极和第二焊盘电极，所述绝缘层形成于第一、第二接触电极之上，并覆盖所述第一台面和第二台面，具有第一开口和第二开口，所述第一焊盘电极通过所述第一开口电连接所述第一接触电极，所述第二焊盘电极通过所述第二开口电连接所述第二接触电极。
13.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：还包括第一连接电极、第二连接电极、绝缘层、第一焊盘电极和第二焊盘电极，其中第一连接电极与所述第一接触电极电连接，所述第二连接电极与所述第二接触电极电连接，所述绝缘层形成于第一、第二连接电极上，具有第一开口和第二开口，其中第一开口裸露出所述第一连接电极，第二开口裸露出第二连接电极，所述第一焊盘电极和第二焊盘电极形成在所述绝缘层上，所述第一焊盘电极通过所述第一开口电连接所述第一连接电极，所述第二焊盘电极通过所述第二开口电连接所述第二连接电极。14.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第一台面围绕第二台面。15.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述图案化结构的高度大于或者等500nm。16.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第一表面到所述有源层的距离为200nm以上...

【专利技术属性】
技术研发人员：江宾，臧雅姝，陈功，陈思河，彭康伟，张中英，曾炜竣，曾明俊，龙思怡，
申请(专利权)人：厦门三安光电有限公司，
类型：发明
国别省市：