一种发光二极管元件制造技术

一种发光二极管元件，其包括半导体序列，半导体序列一侧为出光面，另一侧包括半导体的电流扩展层，半导体序列包括第一导电性半导体层、活性层和第二导电性半导体层，其特征在于：电流扩展层为掺杂的导电性半导体层，电流扩展层远离出光面的一侧的部分区域形成凹处，凹处内设置有透明绝缘层，透明绝缘层的另一侧和电流扩展层非凹处设置有反射层。通过在电流扩展层的部分区域形成凹处，凹处内填充有透明绝缘层，透明绝缘层和电流扩展层非凹处部分的一侧有反射层，降低半导体序列辐射的光经过掺杂形成的电流扩展层时被吸收的负面影响，增加出光效率。

A kind of LED element

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种发光二极管元件
本专利技术涉及一种发光二极管元件。
技术介绍
近几年，发光二极管飞速发展，在市场上得到广泛的应用。在发光二极管
中，亮度提升一直是研究热点，并取得突破性进展。砷化镓发光二极管作为发光二极管其中一种类型，可以根据半导体序列的材料制作出红、黄、绿以及红外不同发光区域的光，同时根据电极和基板的不同类型，分为正装、倒装、垂直结构。其中采用砷化镓发光二极管，由于外延生长衬底的不透光的局限性，更多采用置换生长衬底获得发光二极管，其包括背面金属层、转移基板、基板正面的键合层、键合层上的反射层、反射层上的透明绝缘层、透明绝缘层上的半导体发光序列、半导体发光序列的正面电极，透明绝缘层具有通孔，反射层一侧通过填充在透明绝缘层通孔之间的欧姆接触层与半导体序列形成电连接。其中半导体序列的背面侧与透明绝缘层之间还存在一层电流扩展层。为了保证电流扩展效应，电流扩展层为高掺杂的导电性半导体层，如p-磷化镓，然而高掺杂的导电性半导体层会产生吸光的效应，导致出光效率降低。
技术实现思路
为了提高出光效率，本专利技术提供如下一种发光二极管元件，其包括半导体序列，半导体序列一侧为出光侧，另一侧包括半导体的电流扩展层，半导体序列包括第一导电性半导体层、活性层和第二导电性半导体层，其特征在于：电流扩展层为掺杂的导电性半导体层，电流扩展层远离出光面的一侧的部分区域形成凹处，凹处内设置有透明绝缘层，透明绝缘层的另一侧和电流扩展层非凹处设置有反射层。通过在电流扩展层的部分区域形成凹处，凹处内填充有透明绝缘层，透明绝缘层和电流扩展层非凹处部分的一侧有反射层，降低半导体序列辐射的光经过掺杂形成的电流扩展层时被吸收的负面影响，增加出光效率。更优选的，所述非凹处形成为多个独立的结构，凹处为连续的结构，并且被非凹处包围形成为相对的多个凸起。更优选的，所述的电流扩展层的凹处绝缘层与电流扩展层接触的界面面积与电流扩展层与第二导电性半导体层的接触面积之间比例为50-90%。更优选的，所述的凹处为多个，并且被非凹处连续的形成包围多个凹处的结构。更优选的，电流扩展层非凹处设置有欧姆接触层，欧姆接触层为透明的导电层或金属层或合金层。更优选的，所述的电流扩展层为P-GaP。更优选的，所述的电流扩展层p-GaP的掺杂浓度≥5E+19cm-3。更优选的，所述的凹处贯穿或非贯穿电流扩展层。更优选的，所述的第二导电性半导体层材料为掺杂型的导电性半导体层，所述的凹处深入第二导电性半导体层的部分厚度方向。更优选的，所述的凹处为贯穿电流扩展层，深入第二导电性半导体层的部分厚度50~200nm。更优选的，所述的反射层为金属反射层。更优选的，所述的绝缘层为氧化物或氮化物或氟化物。更优选的，所述的绝缘层为单层或多层。更优选的，所述的绝缘层的折射率优选为低于1.4。更优选的，所述的绝缘层厚度为60-150nm。更优选的，所述的欧姆接触层的厚度为2-50nm。更优选的，所述的欧姆接触层仅形成在反射层与电流扩展层非凹处之间的界面。更优选的，所述的欧姆接触层同时位于绝缘层与反射层之间。更优选的，欧姆接触层与绝缘层之间还存在第二反射层，第二反射层与绝缘层在凹处区域形成反射结构。附图说明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。图1-5示出了本专利技术具体实施方式的发光二极管的结构。图6-10示出了获得本专利技术具体实施方式的发光二极管结构的工艺流程示意图。具体实施方式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，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。根据本专利技术的实施方式，提供以下为一种发光二极管元件，如图1所示，其包括半导体序列，半导体序列包括第一导电性半导体层11、发光层10以及第二导电性半导体层9，半导体序列第一导电性半导体层11一侧为出光侧，半导体发光序列包括作为第一导电型的第一半导体层的n型包覆层、作为与第一导电型不同的第二导电型的第二半导体层的p型包覆层、夹于p型包覆层和n型包覆层并可发出规定波长的光的活性层的发光层10；活性层、n型接触层和p型接触层分别由III-V族化合物半导体形成。具体而言，可通过使用GaAs系、GaP系、InP系等化合物半导体，InGaAs系、AlInP系、AlGaAs系等三元系化合物半导体，AlGaInP系等四元系化合物半导体而形成。例如，发光层具有n型包覆层(其通过含有n型的AlGaInP、AlInP或AlGaAs形成)和p型包覆层(其通过含有p型的AlGaInP、AlInP或AlGaAs而形成)夹持活性层(其由未掺杂的AlGaInP、AlInP或AlGaAs系的化合物半导体的本体形成)的结构，通过活性层的成分调控出发光波长的区域可以介于红、黄、绿等可见光以及红外光等不可见光，活性层的成分可以提供的发光区域介于550-850nm。第一导电性半导体层11侧形成出光侧，更优选地，为了提高发光效率，在半导体序列的第一导电性半导体层11侧形成的出光侧和半导体序列的侧面分别形成的凹凸部；覆盖凹凸部的透明绝缘膜（图中未示出）。出光侧的一面可以形成一个正面电极，即在n型包覆层的活性层侧的相反侧的表面的一部上形成的n型接触层（图中未示出），常见为砷化镓或高掺杂的透明导电层；即n型接触层上的正面电极12；设置于正面电极12上的作为导线接合用焊盘电极；正面电极12不受限于这样的形状，从上方观看时，也可形成为圆形状、多边形状(例如，六边形等)。另外，焊盘电极形成为与正面电极12的表面相接触。正面电极12由欧姆接触于n型接触层的金属材料形成。例如，正面电极由含有Au、Ge、Ni等的金属材料来形成。另外，焊盘电极由含有例如Ti、Au等的金属材料来形成。第二导电性半导体层9与出光侧相反的另一侧包括金属反射层4，金属反射层4优选高反射率的金属，如金、银或金属合金。在第二导电性半导体层9侧和金属反射层4之间，还包括一层p型掺杂的GaP层形成电流扩展层5，电流扩展层5为掺杂的半导体形成的导电层，电流扩展层5也称为窗口层，用于保证反射层与第二导电性半导体层9之间的电流扩展和电接触，电流从外部经过金属反射层传输至电流扩展层后通过电流扩展层后再扩散至第二导电性半导体层9。该电流扩展层5为高掺杂浓度层，掺杂浓度范围≥5E+19cm-3，常见使用的是P-GaP层，掺杂元素为镁、锌、碳，厚度为50-300nm。如图1所示，在电流扩展层7远离半导体序列的一侧形成凹处和非凹处，即非凹处的电流扩展层厚度大于凹处的电流扩展层厚度，凹处的电流扩展层厚度大于等于零。非凹处可以形成为独立的多个，凹处为连续的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光二极管元件，其包括半导体序列，半导体序列一侧为出光面，另一侧包括半导体的电流扩展层，半导体序列包括第一导电性半导体层、活性层和第二导电性半导体层，其特征在于：电流扩展层为掺杂的导电性半导体层，电流扩展层远离出光面的一侧的部分区域形成凹处，凹处内设置有透明绝缘层，透明绝缘层的另一侧和电流扩展层非凹处设置有反射层。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种发光二极管元件，其包括半导体序列，半导体序列一侧为出光面，另一侧包括半导体的电流扩展层，半导体序列包括第一导电性半导体层、活性层和第二导电性半导体层，其特征在于：电流扩展层为掺杂的导电性半导体层，电流扩展层远离出光面的一侧的部分区域形成凹处，凹处内设置有透明绝缘层，透明绝缘层的另一侧和电流扩展层非凹处设置有反射层。


2.根据权利要求1所述的发光二极管元件，其特征在于：非凹处形成为多个独立的结构，凹处为连续的结构，并且被非凹处包围形成为相对的多个凸起。


3.根据权利要求1所述的发光二极管元件，其特征在于：所述的电流扩展层的凹处绝缘层与电流扩展层接触的界面面积与电流扩展层与第二导电性半导体层的接触面积之间比例为50-90%。


4.根据权利要求1所述的发光二极管元件，其特征在于：所述的凹处为多个，并且被非凹处连续的形成包围多个凹处的结构。


5.根据权利要求1所述的发光二极管元件，其特征在于：电流扩展层非凹处设置有欧姆接触层，欧姆接触层为透明的导电层或金属层或合金层。


6.根据前述任一项权利要求所述的发光二极管元件，其特征在于：所述的电流扩展层为P-GaP。


7.根据前述任一项权利要求所述的发光二极管元件，其特征在于：所述的电流扩展层p-GaP的掺杂浓度≥5E+19cm-3。


8.根据前述任一项权利要求所述的发光二极管元件，其特征在于：所述的凹处贯穿或非贯穿电流扩展层。


9.根据前述任一项权利要求所述的发光二极管元件，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王进，吴俊毅，钟秉宪，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：天津;12