发光二极管、发光装置及发光二极管的制作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种发光二极管、发光装置及发光二极管的制作方法，所述发光二极管包括：衬底，具有相对的上表面和下表面；半导体外延叠层，包含层叠于所述衬底的上表面之上的第一半导体层，活性层和第二半导体层；透明导电层，设置于所述第二半导体层远离衬底一侧的上表面上；侧壁，形成于所述半导体外延叠层以及衬底的边缘;其特征在于：还包括钝化层，覆盖所述透明导电层的表面，并且钝化层连接至所述侧壁，侧壁未被钝化层包覆的部分具有粗化结构,粗化结构包括凸起。本发明专利技术中钝化层的设置，可以提升半导体发光二极管的可靠性，提升发光二极管的光电性能。的光电性能。的光电性能。

【技术实现步骤摘要】
发光二极管、发光装置及发光二极管的制作方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种发光二极管、发光装置、及发光二极管的制作方法。

技术介绍

[0002]发光二极管 (英文：Light Emitting Diode，简称：LED)，具有低功耗，亮度大，高寿命，高可靠性，小体积等良好光学特性，目前已经被广泛用于照明，屏幕显示，背光源等领域。进一步提高发光二极管的发光效率是当前行业的重点。
[0003]影响发光二极管发光效率的因素主要有两个，一个是电子转化为光子的效率，称之为内量子效率（IQE），一个是活性层产生的光子从发光二极管内部出射的效率，称之为外量子效率（EQE）,两者共同决定了发光二极管的发光效率。提升内量子效率包括改善外延生长的品质，增加电子和空穴结合的几率。另一方面，发光二极管产生的光线若无法有效被取出，部分光线因为全反射会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，因此通常采用对出光面进行粗化，来提升外量子效率（EQE），从而提升发光二极管的发光亮度和发光效率。
[0004]表面粗化提高发光二极管出光效率的原理是利用发光二极管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发光二极管外部的光线比例。一般地，可以选择对发光二极管的正面或侧面进行粗化，以提高其外部量子效率。在对发光二极管的表面和侧壁进行粗化时，由于使用的强酸性溶液对发光二极管正面的透明导电层以及外延层会有一定的损害，一般会采用化学沉积法（CVD）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。
[0005]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，后续利用酸溶液去除氮化硅层的过程，以及酸溶液对发光二极管侧壁粗化的过程中，会产生杂质附着于半导体外延叠层，尤其是活性层，容易造成IR漏电问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术目的在于解决
技术介绍
的问题。
[0007]本专利技术提出一种发光二极管，包括：衬底，具有相对的上表面和下表面；半导体外延叠层，包含层叠于所述衬底的上表面之上的第一半导体层，活性层和第二半导体层；透明导电层，设置于所述第二半导体层远离衬底一侧的上表面；侧壁，形成于所述半导体外延叠层以及衬底的边缘；其特征在于：还包括钝化层，覆盖所述透明导电层的表面，并且钝化层连接至所述侧壁，侧壁未被钝化层包覆的部分具有粗化结构，粗化结构包括凸起。
[0008]优选地，所述钝化层至少包裹活性层的整个侧壁。
[0009]优选地，所述钝化层包覆的侧壁部分不超过第一半导体层侧壁厚度的二分之一。
[0010]优选地，所述外延叠层的外围形成为所述发光二极管的切割道。
[0011]优选地，所述切割道宽度范围为10μm—30μm。
[0012]优选地，所述钝化层由SiO
x
、SiN
x
、MgF2、TiO
x
、Ti3O5及Al2O3的其中一种或几种组成。
[0013]优选地，所述钝化层的厚度大于0.1微米。
[0014]优选地，所述钝化层的厚度小于0.3微米。
[0015]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。
[0016]优选地，所述半导体外延叠层辐射红外光。
[0017]优选地，所述衬底为GaAs衬底。
[0018]本专利技术还提供一种发光装置，其采用上述任一实施例提供的发光二极管。
[0019]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，在所述衬底的上表面之上生长半导体外延叠层（2） 在所述半导体外延叠层的上表面设置透明导电层；（3） 在所述透明导电层上方以及衬底下方分别设置第二电极，第一电极；（4） 自透明导电层表面开始，干蚀刻至第一半导体层，露出第一半导体层表面形成切割道，蒸镀钝化层覆盖透明导电层和部分侧壁以及切割道表面；（5） 对发光二极管进行切割形成独立的芯粒，将分离的芯片置于溶液湿法蚀刻，得到侧壁具有粗化结构的发光二极管。
[0020]本专利技术使用的技术方案带来的有益技术效果包括：所述发光二极管设置了钝化层，可防止发光二极管在粗化过程中蚀刻液对透明导电层和半导体外延叠层的蚀刻破坏，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；同时避免侧壁粗化过程中杂质粘附于活性层产生的IR漏电问题，以提升发光二极管可靠性。
附图说明
[0021]图1为现有技术中发光二极管粗化前的剖面图。
[0022]图2为现有技术中发光二极管粗化后的剖面图。
[0023]图3为本专利技术实施例1中所述发光二极管的剖面图。
[0024]图4
‑
8为本专利技术实施例2中所述发光二极管的制作步骤。
[0025]图9为本专利技术实施例3中所述发光二极管的剖面图。
实施方式
[0026]以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式。在介绍本专利技术之前，应当理解，本专利技术可以由多种不同形式实现，因此，本专利技术并不限于下述的特定实施例。
[0027]参照【图1】所示的现有技术中发光二极管粗化前的剖面图，所述发光二极管包括衬底100，半导体外延叠层110,透明导电层120，第二电极130，第一电极140，氮化硅保护层150。其中，衬底100包括上表面S1以及下表面S2，半导体外延叠层110包括第一半导体层111，活性层112，第二半导体层113。所述外延结构110辐射红外光，其上方设置透明导电层120，可以使电流均匀扩散，透明导电层120上表面设置与第二半导体层113同极性的第二电极130。衬底100具有上表面S1以及下表面S2，在下表面S2下方设置第一电极140。
[0028]为了提高发光二极管的发光亮度，可以通过对侧壁进行粗化，从而提高光提取效率，粗化后的发光二极管剖面图参照【图2】。
[0029]然而，粗化过程中，添加酸溶液会破坏发光二极管的透明导电层120以及电极，影响发光二极管的可靠性以及发光效率。现有技术中，为了解决这一问题，会利用等离子体增强化学气相沉积（PVCVE）的方式，在芯片的表面沉积一层氮化硅层150，来防止酸溶液对透明导电层120和半导体外延叠层110的损伤。
[0030]但是，现有技术中采用的氮化硅层150，存在粘附性差的问题，可能会导致酸溶液透过氮化硅层150，对透明导电层120以及半导体外延叠层110造成一定程度的损伤，并且，粗化过程中以及后续去除氮化硅层150的过程中，会伴随杂质的产生，当杂质附着在半导体外延叠层110中的活性层112上，容易产生IR漏电问题，影响芯片的可靠性。
[0031]为了解决现有技术的缺陷，本专利技术提出一种发光二极管及其制作方法。
实施例一
[0032]本实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管，其特征在于，所述发光二极管包括：衬底，具有相对的上表面和下表面；半导体外延叠层，包含层叠于所述衬底的上表面之上的第一半导体层，活性层和第二半导体层；透明导电层，设置于所述第二半导体层远离衬底一侧的上表面；侧壁，形成于所述半导体外延叠层以及衬底的边缘；其特征在于：还包括钝化层，覆盖所述透明导电层的表面，并且钝化层连接至所述侧壁，侧壁未被钝化层包覆的部分具有粗化结构，粗化结构包括凸起。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述钝化层至少包裹活性层的整个侧壁。3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述钝化层包覆的侧壁部分不超过第一半导体层侧壁厚度的二分之一。4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述外延叠层的外围形成为所述发光二极管的切割道。5.根据权利要求4所述的发光二极管，其特征在于，所述切割道宽度范围为10μm—30μm。6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述钝化层由SiO
x
、SiN
x
、MgF2、TiO

【专利技术属性】
技术研发人员：张妮妮，王进，
申请(专利权)人：天津三安光电有限公司，
类型：发明
国别省市：