一种微型发光器件及其制备方法技术

本发明专利技术提供了本发明专利技术提供了一种微型发光器件及其制备方法，通过将第一金属反射层层叠于具有岛状结构的透明导电层的表面，使得经第一金属反射层向下反射的光在岛状结构处形成漫反射效果，再经第二、第三反射层反射进一步扩大发光角度；所述第一金属反射层和所述透明导电层通过合金工艺与所述第二型半导体层形成欧姆接触的同时，由于第一金属反射层具有导电性能，且其电阻值低于透明导电层，更有利于电流的横向传导，从而降低电压，进一步提升微型发光器件的光电转换效率。型发光器件的光电转换效率。型发光器件的光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种微型发光器件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及发光二极管领域，尤其涉及一种微型发光器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着半导体发光技术的不断发展，LED的应用日新月异，特别是LED在显示技术的发展。同时，由于LED显示屏的高分辨率的需要，LED芯片的间距及芯片的尺寸也越来越小，如Mini
‑
LED等微发光器件。
[0003]MiniLED是尺寸在100微米量级的LED芯片，主要应用于背光和直显。从尺寸上看，MiniLED的单颗led芯片尺寸在50
‑
200μm之间，像素点间距在0.5
‑
1mm左右。相比于传统的LED芯片背光产品具有更小的点间距，这样同一块显示屏幕上可以集成更多的LED背光灯珠，从而将屏幕划分成更多的精细的背光分区，有利于实现更精细的区域发光调节，可以拥有接近OLED屏幕的对比度。另外相比于OLED屏幕，Mini
‑
LED背光屏幕具有长寿命、不易烧屏等优点。
[0004]然而，Mini
‑
LED芯片发光角度在130～140
°
，为了达到比较好的显示效果需要集成了更多的背光灯珠以及背光设计，厚度不易做薄，同时，多背光灯珠集聚也容易产生更大的热量，对设备散热要求更高；因此，使得Mini
‑
LED难以应用在较大规格的屏幕上。
[0005]有鉴于此，本专利技术人专门设计了一种微型发光器件及其制备方法，本案由此产生。

技术实现思路

>[0006]本专利技术的目的在于提供一种微型发光器件及其制备方法，以解决微型发光器件因发光角度小所导致的应用存在成本高、显屏厚度大以及发热的问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一种微型发光器件，包括衬底及设置于所述衬底表面且通过沟槽相互隔离的若干个LED阵列单元，所述LED阵列单元包括：
[0009]外延叠层，所述外延叠层包括沿第一方向依次堆叠的第一型半导体层、有源区以及第二型半导体层，且所述外延叠层的局部区域蚀刻至部分所述的第一型半导体层形成凹槽及台面；所述第一方向垂直于所述衬底，并由所述衬底指向所述外延叠层；
[0010]透明导电层，其设置于所述台面且具有岛状结构；
[0011]第一金属反射层，其层叠于所述透明导电层背离所述台面的一侧表面；
[0012]钝化层，其形成于所述第一金属反射层背离所述透明导电层的一侧表面，且具有第一电极接触孔及第二电极接触孔；其中，所述第二电极接触孔位于所述台面上方，所述第一电极接触孔裸露所述凹槽的部分表面；
[0013]第一电极，其沉积于所述第一电极接触孔与所述第一型半导体层电连接；
[0014]第二电极，其沉积于所述第二电极接触孔与所述第二型半导体层电连接，且所述第二电极与所述第一电极相互远离设置。
[0015]优选地，所述第一金属反射层和所述透明导电层通过合金工艺与所述第二型半导
体层形成欧姆接触。
[0016]优选地，所述第一金属反射层具有至少一通孔，且所述钝化层嵌入所述通孔。
[0017]进一步地，所述第一金属反射层包括依次层叠的金属反射镜及金属阻挡层，其中，所述反射金属包括高反射率金属，如Ag、Al等；所述金属阻挡层包括TiW、Pt中的一种或多种交叠。
[0018]优选地，所述钝化层具有图形化结构，且所述图形化结构与所述通孔在所述衬底表面的投影不重叠。
[0019]优选地，还包括第二金属反射层和绝缘反射层；其中，所述第二金属反射层设置于所述图形化结构的表面，所述绝缘反射层覆盖所述第二金属反射层。
[0020]进一步地，所述第二金属反射层包括高反射率金属，如Ag、Al等。
[0021]优选地，所述绝缘反射层覆盖所述外延叠层的侧壁。
[0022]优选地，所述绝缘反射层包括DBR反射镜。
[0023]优选地，所述钝化层具有锥形或碗状的图形化结构。
[0024]优选地，所述钝化层包括SiO2、SiC、AlN、SiONx、SiN
x
中的一种或多种。
[0025]优选地，所述钝化层以被保持在所述沟槽侧壁的方式层叠于所述衬底。
[0026]优选地，所述钝化层环绕所述外延叠层的四周。
[0027]优选地，所述纳米透明导电层具有纳米岛状结构。
[0028]优选地，在所述凹槽底面还设有第一接触金属，所述第一电极层叠于所述第一接触金属表面，所述第一接触金属用于减缓沉积所述第一电极、第二电极时的高度差。
[0029]优选地，所述第一接触金属包括Cr、Ni、Al、Ti、Pt、Au等金属中的一种及多种组合。
[0030]本专利技术还提供了一种微型发光器件的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0031]S01、提供一衬底；
[0032]S02、生长外延叠层，所述外延叠层包括在所述衬底表面依次堆叠的第一型半导体层、有源层和第二型半导体层；
[0033]S03、通过蚀刻所述外延叠层，使部分所述第一型半导体层裸露，从而形成若干个凹槽及台面，所述凹槽与台面相对设置；
[0034]S04、通过深蚀刻所述外延叠层至裸露所述衬底表面，形成通过沟槽相互间隔排布的若干个外延叠层；
[0035]S05、在各所述独立的外延叠层的台面沉积透明导电层，其中，所述透明导电层包括岛状透明导电层；
[0036]S06、在所述透明导电层表面形成第一金属反射层，且所述第一金属反射层具有至少一通孔；
[0037]其中，所述第一金属反射层包括依次层叠的金属反射镜及金属阻挡层；
[0038]S07、制作第一接触金属，其形成于所述凹槽底面；
[0039]S08、制作钝化层，其通过嵌入所述通孔的方式形成于所述第一金属反射层的表面，所述钝化层具有图形化结构，且所述图形化结构与所述通孔在所述衬底表面的投影不重叠；
[0040]S09、在所述钝化层的图形化结构表面制作第二金属反射层；
[0041]S10、制作绝缘反射层，所述绝缘反射层覆盖所述第二金属反射层；
[0042]S11、通过刻蚀工艺形成第一电极接触孔及第二电极接触孔；其中，所述第二电极接触孔位于所述台面上方并裸露所述第一金属反射层，所述第一电极接触孔裸露所述第一接触金属；
[0043]S12、制作第一电极和第二电极，在所述第一电极其沉积于所述第一电极接触孔并延伸至所述绝缘反射层的表面，所述第二电极其沉积于所述第二电极接触孔并延伸至所述绝缘反射层的表面，且所述第一电极和所述第二电极远离设置。
[0044]优选地，步骤S06还包括合金工艺，使所述第一金属反射层、透明导电层通过合金工艺与所述第二型半导体层形成欧姆接触。具体地，所述合金工艺包括但不限定于采用RTA在氮气氛围中快速退火进行合金操作，合金温度范围为400℃
‑
600℃，包括端点值。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微型发光器件，包括衬底及设置于所述衬底表面且通过沟槽相互隔离的若干个LED阵列单元，其特征在于，所述LED阵列单元包括：外延叠层，所述外延叠层包括沿第一方向依次堆叠的第一型半导体层、有源区以及第二型半导体层，且所述外延叠层的局部区域蚀刻至部分所述的第一型半导体层形成凹槽及台面；所述第一方向垂直于所述衬底，并由所述衬底指向所述外延叠层；透明导电层，其设置于所述台面且具有岛状结构；第一金属反射层，其层叠于所述透明导电层背离所述台面的一侧表面；钝化层，其形成于所述第一金属反射层背离所述透明导电层的一侧表面，且具有第一电极接触孔及第二电极接触孔；其中，所述第二电极接触孔位于所述台面上方，所述第一电极接触孔裸露所述凹槽的部分表面；第一电极，其沉积于所述第一电极接触孔与所述第一型半导体层电连接；第二电极，其沉积于所述第二电极接触孔与所述第二型半导体层电连接，且所述第二电极与所述第一电极相互远离设置。2.根据权利要求1所述的微型发光器件，其特征在于，所述第一金属反射层和所述透明导电层通过合金工艺与所述第二型半导体层形成欧姆接触。3.根据权利要求1所述的微型发光器件，其特征在于，所述第一金属反射层具有至少一通孔，且所述钝化层嵌入所述通孔。4.根据权利要求3所述的微型发光器件，其特征在于，所述钝化层具有图形化结构，且所述图形化结构与所述通孔在所述衬底表面的投影不重叠。5.根据权利要求4所述的微型发光器件，其特征在于，还包括第二金属反射层和绝缘反射层；其中，所述第二金属反射层设置于所述图形化结构的表面，所述绝缘反射层覆盖所述第二金属反射层。6.根据权利要求5所述的微型发光器件，其特征在于，所述绝缘反射层覆盖所述外延叠层的侧壁。7.根据权利要求6所述的微型发光器件，其特征在于，所述绝缘反射层包括DBR反射镜。8.根据权利要求4所述的微型发光器件，其特征在于，所述钝化层具有锥形或碗状的图形化结构。9.根据权利要求1所述的微型发光器件，其特征在于，所述钝化层包括SiO2、SiC、AlN、SiONx、SiN
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，刘英策，邬新根，王锐，陈宣良，
申请(专利权)人：厦门乾照光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：