微发光二极管和显示面板制造技术

本发明专利技术公开微发光二极管和显示面板，所述微发光二极管包括半导体外延叠层，具有相对的第一表面和第二表面，自第一表面至第二表面方向包含依次堆叠的第一类型半导体层、有源层和第二类型半导体层；所述有源层包括n个周期的量子阱结构，每个周期的量子阱结构包括依次沉积的阱层和势垒层，所述势垒层的带隙大于阱层的带隙；其特征在于：所述势垒层的带隙自半导体外延叠层的第一表面至第二表面方向是逐渐增大的。本发明专利技术可解决微发光二极管在小电流密度下发光效率低的问题，提升微发光二极管在小电流密度下的发光效率。电流密度下的发光效率。电流密度下的发光效率。

【技术实现步骤摘要】
微发光二极管和显示面板


[0001]本专利技术涉及半导体制造领域，具体涉及微发光二极管及制备方法和显示面板。

技术介绍

[0002]微型LED（mLED）具有自发光、高效率、低功耗、高亮度、高稳定性、超高分辨率与色彩饱和度、响应速度快、寿命长等优点，已经在显示、光通信、室内定位、生物和医疗领域获得了相关的应用，并有望进一步扩展到可穿戴/可植入器件、增强显示/虚拟现实、车载显示、超大型显示以及光通信/光互联、医疗探测、智能车灯、空间成像等多个领域，具有明确可观的市场前景。
[0003]微型LED的尺寸小于100μm，在微型LED的侧壁存在缺陷，会导致非辐射复合的产生，从而影响微型LED的发光效率。当微型LED的尺寸越来越小，其台面结构(Mesa)侧壁的缺陷造成非辐射复合的现象会越来越严重。
[0004]现有微型LED由于侧壁效应引起的非辐射复合，在小电流密度条件下发光效率低下，急需开发出一种提高小电流密度条件下的发光效率的微发光二极管。

技术实现思路

[0005]为了提升微发光二极管的发光效率，本专利技术提出一种微发光二极管，所述微发光二极管包括：半导体外延叠层，具有相对的第一表面和第二表面，自第一表面至第二表面方向包含依次堆叠的第一类型半导体层、有源层和第二类型半导体层；所述有源层包括n个周期的量子阱结构，每个周期的量子阱结构包括依次沉积的阱层和势垒层，所述势垒层的带隙大于阱层的带隙；第一电极，与所述第一类型半导体层形成电连接；第二电极，与所述第二类型半导体层形成电连接；其特征在于：所述势垒层的带隙自所述半导体外延叠层的第一表面至第二表面方向是逐渐增大的。
[0006]在一些可选的实施例里，所述阱层由Al
x
Ga1‑
x
InP材料组成；所述势垒层由Al
y
Ga1‑
y
InP材料组成，其中0≤x≤y≤1。
[0007]在一些可选的实施例里，所述势垒层的Al组分含量y的范围为0.3~1.0。
[0008]在一些可选的实施例里，所述势垒层的Al组分的百分含量自第一表面至第二表面方向是逐渐增大的。
[0009]在一些可选的实施例里，所述有源层的周期数n为2~20。
[0010]在一些可选的实施例里，所述有源层的周期数n为2~12。
[0011]在一些可选的实施例里，所述阱层的厚度为3~7nm；所述势垒层的厚度为4~8nm。
[0012]在一些可选的实施例里，所述势垒层的Al组分的百分含量按一个周期或几个周期的方式从所述第一表面至第二表面方向逐渐增大。
[0013]在一些可选的实施例里，所述发光二极管还包含绝缘保护层，位于所述半导体外延叠层的表面和侧壁。
[0014]在一些可选的实施例里，所述绝缘保护层为单层或者多层结构，由SiO2，SiN
x
，
Al2O3，Ti3O5的至少一种材料形成。
[0015]在一些可选的实施例里，所述绝缘保护层为布拉格反射层结构。
[0016]在一些可选的实施例里，所述第一电极和第二电极由Au、Ag、 Al、Pt、Ti、Ni 、Cr等一种或两种以上材料组合形成。
[0017]在一些可选的实施例里，所述第一电极和第二电极在同侧或相反侧。
[0018]在一些可选的实施例里，所述第一类型半导体层远离有源层的一侧为出光侧。
[0019]在一些可选的实施例里，所述有源层辐射波长为550~950nm的光。
[0020]在一些可选的实施例里，所述发光二极管具有从2μm到5μm、5μm到10μm、10μm到20μm、20μm到50μm或从50μm到100μm的宽度或长度或高度。
[0021]本专利技术还提出一种发光装置，其特征在于：包含前述任一项所述的发光二极管。
[0022]本专利技术提出一种微发光二极管，所述微发光二极管的垒层的带隙自半导体外延叠层的第一表面至第二表面为逐渐递增的，可提升微发光二极管在小电流密度条件下的发光效率。
[0023]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。
[0024]虽然在下文中将结合一些示例性实施及使用方法来描述本专利技术，但本领域技术人员应当理解，并不旨在将本专利技术限制于这些实施例。反之，旨在覆盖包含在所附的权利要求书所定义的本专利技术的精神与范围内的所有替代品、修正及等效物。
附图说明
[0025]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。
[0026]图1为本专利技术实施例1中所提到的微发光二极管的剖面示意图。
[0027]图2~图3为本专利技术实施例1中所提到的有源层的带隙变化的示意图。
[0028]图4为本专利技术实施例1中所提到的微发光元件的剖面示意图。
[0029]图5为本专利技术实施例1的微发光二极管的光电转换效率
‑
电流密度的测试数据与传统结构的对比。
[0030]图6~图12为本专利技术实施例2的制造微发光二极管的过程示意图。
[0031]图13为本专利技术实施例3的微发光元件的剖面示意图。
[0032]图14为本专利技术实施例4的微发光二极管的剖面示意图。
[0033]图15为本专利技术实施例5的微发光二极管的剖面示意图。
[0034]图16为本专利技术实施例6的显示面板的示意图。
[0035]附图标记：生长衬底：100；缓冲层：101；蚀刻截止层：102；第一电流扩展层：104；第一覆盖层：105；有源层：106；第二覆盖层：107；第二电流扩展层：108；第二欧姆接触层：109；基板：200；键合层：201；第一电极：203；第一电极的欧姆接触部分：203a；第二电极的欧姆接触部分：204a；第二电极：204；第一电极的焊盘电极：203b；第二电极的焊盘电极：204ab；第一台面：S1；第二台面：S2；绝缘保护层：207；绝缘保护层的水平部分：2071；牺牲层：208；基
架：250；桥臂：240；第一台面：S1；第二台面：S2；半导体外延叠层的第一表面：A1；半导体外延叠层的第二表面：A2。
具体实施方式
[0036]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0037]需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图示中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.微发光二极管，包括：半导体外延叠层，具有相对的第一表面和第二表面，自第一表面至第二表面方向包含依次堆叠的第一类型半导体层、有源层和第二类型半导体层；所述有源层包括n个周期的量子阱结构，每个周期的量子阱结构包括依次沉积的阱层和势垒层，所述势垒层的带隙大于阱层的带隙；第一电极，与所述第一类型半导体层形成电连接；第二电极，与所述第二类型半导体层形成电连接；其特征在于：所述势垒层的带隙自所述半导体外延叠层的第一表面至第二表面方向是逐渐增大的。2.根据权利要求1所述的微发光二极管，其特征在于：所述阱层由Al
x
Ga1‑
x
InP材料组成；所述势垒层由Al
y
Ga1‑
y
InP材料组成，其中0≤x≤y≤1。3.根据权利要求2所述的微发光二极管，其特征在于：所述势垒层的Al组分含量y的范围为0.3~1。4.根据权利要求2所述的微发光二极管，其特征在于：所述势垒层的Al组分的百分含量自第一表面至第二表面方向是逐渐增大的。5.根据权利要求1所述的微发光二极管，其特征在于：所述有源层的周期数n为2~20。6.根据权利要求5所述的微发光二极管，其特征在于：所述有源层的周期数n为2~12。7.根据权利要求1所述的微发光二极管，其特征在于：所述阱层的厚度为3~7nm；所述势垒层的厚度为4~8nm。8.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈劲华，王彦钦，徐翀，郭桓邵，黄少华，彭钰仁，许智程，
申请(专利权)人：厦门市三安光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：