发光二极管制造技术

本发明专利技术提供了一种发光二极管。在一些实施中，该发光二极管包括半导体发光叠层、第一电极和第二电极，其中所述半导体发光叠层具有相对的第一表面、第二表面及连接该第一表面和第二表面的侧壁，包含第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层，所述第一电极电连接至所述第一导电型半导体层，所述第二电极电连接至所述第二导电型半导体层，其特征在于：所述第一电极和第二电极位于半导体发光叠层的第一表面之上，两者之间的间距为80μm以下，所述半导体发光叠层的侧壁覆盖有具有载流子俘获效应的绝缘层，所述绝缘层之上设置有钝化层，所述钝化层覆盖所述半导体发光叠层的侧壁及露出的第一表面、第一电极和第二电极的侧壁。壁。壁。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发光二极管


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体为一种发光二极管及采用该发光二极管的显示设备。

技术介绍

[0002]近年来，LED显示行业加速发展，显示技术不断地成熟并加速迭代，其中Mini/Micro LED作为提供显示和背光源的核心器件，不仅可以实现曲面显示及超薄应用，而且在宽色域、HDR显示、动态区域调节等方面有明显的优势。
[0003]图1显示了现有的一种LED芯片结构。该LED芯片包括衬底101、缓冲层110、第一导电型半导体层121、有源层123、第二导电型半导体层123、电流扩展层130、绝缘保护层140、第一电极151和第二电极152。该钝化层140通常采用氧化硅或者氮化硅，其中氧化硅因润湿角接近0
°
，导致在有水汽循环的气氛中水汽不易被带走，氮化硅的润湿角虽为25~30
°
，但其针孔(pin-hole)尺寸较大，因此上述两种材料均存在水汽渗透的风险。该LED芯片在有水汽循环及逆向负载条件下，由于水汽渗透使得电流扩展层130与第一导电型半导体层121之间会有电流通过，引起透明导电层被烧伤，如图2所示。
[0004]随着LED芯片尺寸的减小，电极间最近距离D减小，而电场强度与电极间距成反比，故LED芯片由PN结内建电场引起的电极间电场强度随芯片尺寸缩小而增大。因此即使在未通电的情况下，由于内建电场效应（如图3所示），水汽的渗透依然会有微弱电流通过，而当LED芯片处于恶劣环境中时（如含Na、Cl离子等的环境），表面金属会通过原电池反应消耗，最终导致电极表面粗糙，如图4所示，甚至出现掉电极，如图5所示。

技术实现思路

[0005]本专利技术之目的，即在提供一种能够克服先前技术的至少一个缺点的发光二极管。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的技术方案为：一种发光二极管，包括半导体发光叠层、第一电极和第二电极，其中所述半导体发光叠层具有相对的第一表面、第二表面及连接该第一表面和第二表面的侧壁，包含第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层，所述第一电极电连接至所述第一导电型半导体层，所述第二电极电连接至所述第二导电型半导体层。
[0007]其中，所述第一电极和第二电极位于半导体发光叠层的第一表面之上，两者之间的间距为80μm以下，所述半导体发光叠层的侧壁覆盖具有载流子俘获效应的绝缘层，所述绝缘层之上设置有钝化层，所述钝化层覆盖所述半导体发光叠层的侧壁及露出的第一表面、第一电极和第二电极的侧壁。
[0008]在上述发光二极管中，第一电极和第二电极均位于同一侧，且电极之间的间距为80μm以下，导致其内建电场效应明显，因此在半导体发光叠层的侧壁形成具有载流子俘获效应的绝缘层，能够有效削弱内建电场效应，从而改善电极的金属迁移问题。
[0009]具体的，该绝缘层可以采用富硅类型的介电材料。相较于氧化硅仅有非桥氧空穴
俘获中心，氮化硅类材料的硅含量较高，具有相对较高密度的电子和空穴陷阱能级（俘获中心），可以提高其载流子俘获中心的浓度，降低内建电场效应。在一些实施例中，该绝缘层可以选用Si
x1
N、Si x2
ON、Si
x1
N：P或者Si
x2
ON：P。优选地，其中Si
x1
N的Si组份的摩尔比X1为0.8~2，所述Si
x2
ON的Si组份的摩尔质量比X2为0.5~1.0。进一步的，该绝缘层由于Si含量较高，容易吸光，因此为兼顾亮度及内电场效应，其厚度优选是2~100nm。
[0010]本专利技术还提供另一种发光二极管，包括半导体发光叠层、第一电极和第二电极，其中所述半导体发光叠层具有相对的第一表面、第二表面及连接该第一表面和第二表面的侧壁，包含第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层，所述第一电极电连接至所述第一导电型半导体层，所述第二电极电连接至所述第二导电型半导体层，其特征在于：所述第一电极和第二电极位于半导体发光叠层的第一表面之上，两者之间的间距为80μm以下，所述半导体发光叠层的侧壁覆盖有交替堆叠的第一绝缘层和第二绝缘层，其中第一绝缘层为氮化硅，其厚度为2~100nm，位于所述半导体发光叠层与所述第二绝缘层之间，第二绝缘层为氧化硅或者氧化铝，其厚度为50~500nm。
[0011]在上述发光二极管中，首先第一绝缘层具有载流子俘获效应，可以降低小尺寸发光二极管的内建电场效应，第二绝缘层具有较小的针孔(pin-hole)尺寸，降低针孔对水汽的渗透，从而改善芯片可靠性。进一步的，第一绝缘层和第二绝缘层交替堆叠，形成针孔的交叠，进一步降低水汽渗透的机率。
[0012]上述发光二极管可应用于显示设备或者背光源。
[0013]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。
附图说明
[0014]通过参考附图会更加清楚的理解本专利技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本专利技术进行任何限制。
[0015]图1为现有的一种发光二极管芯片的结构示意图。
[0016]图2为图1所示的LED芯片在高温85℃高湿85%湿度、逆向电压-10V的条件进行老化实验168小时后的照片。
[0017]图3示意了LED芯片的内建电场效应。
[0018]图4为将图1所示的LED芯片进行盐水测试20小时后的照片。
[0019]图5为将图1所示的LED芯片进行盐雾测试20小时后的照片。
[0020]图6为本专利技术第一个实施例所述LED芯片的侧面剖视图。
[0021]图7为本专利技术第一个实施例所述LED芯片的俯视图。
[0022]图8为本专利技术第二个实施例所述LED芯片的侧面剖视图。
[0023]图9为本专利技术第三个实施例所述LED芯片的侧面剖视图。
[0024]图10为图9所示的LED芯片在温度85℃、湿度85%、逆向电压-10V的条件进行老化实验168小时后的照片。
[0025]图11为将图9所示的LED芯片进行盐水测试20小时后的照片。
[0026]图12为将图9所示的LED芯片进行盐雾测试36小时后的照片。
[0027]图13显示了对图1所示的LED芯片进行盐雾测试36小时后进行EDX元素分析结果。
[0028]图14显示了对图9所示的LED芯片进行盐雾测试36小时后进行EDX元素分析结果。
[0029]图15为本专利技术第四个实施例所述LED芯片的侧面剖视图。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0031]实施例一本实施例公开如下一种小尺寸LED芯片，如图6所示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.发光二极管，包括半导体发光叠层、第一电极和第二电极，其中所述半导体发光叠层具有相对的第一表面、第二表面及连接该第一表面和第二表面的侧壁，包含第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层，所述第一电极电连接至所述第一导电型半导体层，所述第二电极电连接至所述第二导电型半导体层，其特征在于：所述第一电极和第二电极位于半导体发光叠层的第一表面之上，两者之间的间距为80μm以下，所述半导体发光叠层的侧壁覆盖有具有载流子俘获效应的绝缘层，所述绝缘层之上设置有钝化层，所述钝化层覆盖所述半导体发光叠层的侧壁及露出的第一表面、第一电极和第二电极的侧壁。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述绝缘层的材料选自Si
x1
N、Si x2
ON、Si
x1
N：P或者Si
x2
ON：P，其中Si
x1
N的Si组份的摩尔比X1为0.8~2，所述Si
x2
ON的Si组份的摩尔质量比X2 为0.5~1.0。3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述绝缘层的厚度为5~100nm。4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述半导体发光叠层的第一表面包括电极区和发光区，所述绝缘层覆盖所述半导体发光叠层的发光区，其材料为Si
x1
N，其中Si
x1
N的Si组份的摩尔比X1为0.8~2。5.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述绝缘层还覆盖第一电极和第二电极的侧壁。6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述半导体发光叠层的第一表面包括电极区和发光区，所述绝缘层还覆盖所述半导体发光叠层的发光区。7.根据权利要求7所述的发光二极管，其特征在于：所述钝化层的厚度为200~1500nm。8.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述钝化层的厚度为100nm~1500nm。9.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述绝缘层和钝化层交替堆叠，对数为2~5。10.根据权利要求9所述的发光二极管，其特征在于：所述钝化层的厚度为50~500nm。11.根据权利要求9所述的发光二极管，其特征在于：该交替堆叠的绝缘层和钝化层的最外层为钝化层。12.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述钝化层的材料为SiO2或者Al2O3。13.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述绝缘层为Si
a1
N，所述钝化层为Si
a2
N，其中0.8<a1≤2，0.6≤a2≤0.8。14.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述发光二极管的至少一个边长介于200~300μm或100~200μm或40~100μm。15.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述有源层的水平截面积为30000~40000μm2，其发射的光线由所述第一表面射出，所述第一电极和第二电极之间的间距为60~80μm。16.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述有源层的水平截面积为20000~30000μm2，其发射的光线由所述第一表面射出，所述第一电极与第二电极之间的间距为40~60μm。17.根据权利要求1所述的发光二极管，...

【专利技术属性】
技术研发人员：林素慧，黄禹杰，王锋，何安和，王庆，朱秀山，彭康伟，洪灵愿，
申请(专利权)人：厦门三安光电有限公司，
类型：发明
国别省市：