发光二极管及其制备方法技术

本申请涉及半导体技术领域，特别是涉及提供一种发光二极管及其制备方法，该发光二极管至少包括：衬底；外延层，设置在衬底的一侧，外延层包括层叠设置的第一半导体层、有源层以及第二半导体层；叠层增透膜层，包括第一钝化层和透明导电层，第一钝化层设置在第二半导体层背离衬底的一侧，且第一钝化层上设置有外露第二半导体层的开口区域，透明导电层设置在第一钝化层背离第二半导体层的一侧并延伸至开口区域内，透明导电层与第二半导体层电性连接。通过上述方式，本申请能够提高发光二极管的出光效率。光效率。光效率。

【技术实现步骤摘要】
发光二极管及其制备方法


[0001]本申请涉及半导体
，特别是涉及一种发光二极管及其制备方法。

技术介绍

[0002]由于发光二极管(LED)具有结构简单、体积小、节能、高效、长寿、光线清晰等优点，近年来已逐渐取代白炽灯、荧光灯等传统照明灯具，正成为新一代照明市场的主流产品，在光电系统中的应用也极为普遍。目前，半导体发光二极管都是采用在衬底上生长GaN材料体系或磷材料体系发光功能层(也称外延结构)。
[0003]经本申请专利技术人研究发现，由于相对于周围的材料(如环氧树脂折射率为1.3～1.5)，GaN材料体系在可见光波段具有很高的折射率(2.35～2.71)，磷材料体系在可见光波段也具有较高的折射率(3～3.5)，导致在顶层或底层出光面全反射的临界角过小，光线到达顶层或底层后，部分光线会发生全反射，使得这部分光线在LED内部来回反射，甚至被化为热量散发出去，大大降低了出光效率，以至于在大电流密度下，外量子效率非常低。
[0004]因此，如何提高LED的出光效率，是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本申请主要解决的技术问题是提供一种发光二极管及其制备方法。
[0006]为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种发光二极管，至少包括：衬底；外延层，设置在衬底的一侧，外延层包括层叠设置的第一半导体层、有源层以及第二半导体层；叠层增透膜层，包括第一钝化层和透明导电层，第一钝化层设置在第二半导体层背离衬底的一侧，且第一钝化层上设置有外露第二半导体层的开口区域，透明导电层设置在第一钝化层背离第二半导体层的一侧并延伸至开口区域内，透明导电层与第二半导体层电性连接。
[0007]其中，外延层被第一钝化层覆盖的面积不超过外延层背离衬底的一侧表面积的三分之二，外延层被透明导电层覆盖的面积不超过外延层背离衬底的一侧表面积的三分之一。
[0008]其中，第一钝化层的折射率为1.34～2.35，透明导电层的折射率为1.34～2.1。
[0009]其中，第一钝化层的材料为SiO
X
、SiN
X
或SiON
X
，透明导电层的材料为ITO或IZO。
[0010]其中，叠层增透膜层的厚度为300
‑
500nm。
[0011]其中，外延层在第一半导体层朝向第二半导体层一侧形成有台面结构，以外露部分第一半导体层；发光二极管还包括：第一电极层，覆盖外露的第一半导体层，并与第一半导体层电性连接；第二电极层，覆盖透明导电层，并通过透明导电层与第二半导体层电性连接。
[0012]其中，发光二极管还包括：第二钝化层，覆盖透明导电层外露的上表面、外延层外露的上表面、第一电极层的边缘区域、以及第二电极层的边缘区域，并外露部分第一电极层和第二电极层。
[0013]其中，第一电极层和/或第二电极层成颗粒状；第一电极层和/或第二电极层的材料为Au、Pt、Al或Ni中的至少一种。
[0014]其中，发光二极管为氮化物基发光二极管或磷化物基发光二极管，发光二极管用于发出380～780nm波长的光线。
[0015]其中，发光二极管为氮化物基发光二极管，台面结构的深度为1000～2000nm。
[0016]为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种发光二极管的制备方法，该方法包括：在衬底的一侧形成外延层，外延层包括层叠设置的第一半导体层、有源层以及第二半导体层；在第二半导体层背离衬底的一侧形成第一钝化层，其中，第一钝化层上设置有外露第二半导体层的开口区域；在第一钝化层背离第二半导体层的一侧形成透明导电层，其中，透明导电层延伸至开口区域内，并与第二半导体层电性连接。
[0017]其中，外延层被第一钝化层覆盖的面积不超过外延层背离衬底的一侧表面积的三分之二，外延层被透明导电层覆盖的面积不超过外延层背离衬底的一侧表面积的三分之一。
[0018]其中，在第二半导体层背离衬底的一侧形成第一钝化层的步骤之前，该方法还包括：从第二半导体层刻蚀到第一半导体层，以在第一半导体层朝向第二半导体层一侧形成有台面结构，并外露部分第一半导体层；在第一钝化层背离第二半导体层的一侧形成透明导电层的步骤之后，该方法还包括：在外露的第一半导体层上形成第一电极层，第一电极层与第一半导体层电性连接；在透明导电层背离第二半导体层的一侧形成第二电极层，第二电极层通过透明导电层与第二半导体层电性连接。
[0019]其中，该方法还包括：在透明导电层外露的上表面、外延层外露的上表面、第一电极层的边缘区域、以及第二电极层的边缘区域形成第二钝化层，并外露部分第一电极层和第二电极层。
[0020]区别于现有技术的是，本申请实施例的发光二极管采用低折射率的材料进行叠层增透膜层结构光学设计与分析，避免光线到达顶层后发生全反射并在发光二极管内部来回反射，提高出光效率；此外，通过在外延层表面形成叠层增透膜层，该叠层增透膜层包括具有内嵌结构的透明导电层，透明导电层兼具电流扩展及增透作用，进而在达到折射率要求的同时，兼顾透射率的要求，本申请实施例的发光二极管表面光提取效率大大提升，发光效率明显改善。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。其中：
[0022]图1为本申请发光二极管一实施例结构示意图；
[0023]图2为本申请发光二极管另一实施例结构示意图；
[0024]图3为本申请发光二极管又一实施例结构示意图；
[0025]图4为本申请发光二极管的制造方法一实施例的流程示意图；
[0026]图5为本申请发光二极管的制造方法另一实施例的流程示意图。
具体实施方式
[0027]下面便结合附图对本申请若干具体实施例作进一步的详细说明。但以下关于实施例的描述及说明对本申请保护范围不构成任何限制。
[0028]应当理解，本申请所使用的术语仅出于描述具体实施方式的目的，而不是旨在限制本申请。进一步理解，当在本申请中使用术语“包含”、"包括"时，用于表明陈述的特征、整体、步骤、组件、和/或封装件的存在，而不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、组件、封装件、和/或它们的组合的存在或增加或删减。
[0029]除另有定义之外，本申请所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。应进一步理解，本申请所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的意义来理解，除本申请中明确如此定义之外。
[0030]实施例1
[0031]本实施例提供一种发光二极管10，该发光二极管10的局部结构如图1所示，具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管，其特征在于，至少包括：衬底；外延层，设置在所述衬底的一侧，所述外延层包括层叠设置的第一半导体层、有源层以及第二半导体层；叠层增透膜层，包括第一钝化层和透明导电层，所述第一钝化层设置在所述第二半导体层背离所述衬底的一侧，且所述第一钝化层上设置有外露所述第二半导体层的开口区域，所述透明导电层设置在所述第一钝化层背离所述第二半导体层的一侧并延伸至所述开口区域内，所述透明导电层与所述第二半导体层电性连接；所述第一钝化层的折射率为1.34～2.35，所述透明导电层的折射率为1.34～2.1。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述外延层被所述第一钝化层覆盖的面积不超过所述外延层背离所述衬底的一侧表面积的三分之二，所述外延层被所述透明导电层覆盖的面积不超过所述外延层背离所述衬底的一侧表面积的三分之一。3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一钝化层的材料为SiO
X
、SiN
X
或SiON
X
。4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述透明导电层的材料为ITO或IZO。5.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述叠层增透膜层的厚度为300
‑
500nm。6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述外延层在所述第一半导体层朝向所述第二半导体层一侧形成有台面结构，以外露部分所述第一半导体层；所述发光二极管还包括：第一电极层，覆盖外露的所述第一半导体层，并与所述第一半导体层电性连接；第二电极层，覆盖所述透明导电层，并通过所述透明导电层与所述第二半导体层电性连接。7.根据权利要求6所述的发光二极管，其特征在于，所述发光二极管还包括：第二钝化层，覆盖所述透明导电层外露的上表面、所述外延层外露的上表面、所述第一电极层的边缘区域、以及所述第二电极层的边缘区域，并外露部分所述第一电极层和所述第二电极层。8.根据权利要求6所述的发光二极管，其特征在于，所述第一电极层和/或所述第二电极层成颗粒状；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭胜友，蒋振宇，朱酉良，颜改革，闫春辉，马爽，
申请(专利权)人：深圳第三代半导体研究院，
类型：发明
国别省市：