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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体器件,特别涉及一种发光二极管及发光装置。
技术介绍
1、发光二极管(light emitting diode,led)是一种半导体光电器件,能够在电流通过时直接将电能转换为光能,基于电致发光原理工作。led广泛应用于通用照明、背光显示、交通信号灯、汽车照明、医疗设备、植物生长灯等领域。
2、led其中一种设计形式是垂直结构芯片,垂直结构芯片使得电气连接和/或光的发射方向垂直于衬底表面,这种结构允许更高效的热管理、电流通路和光输出,适用于高功率和高亮度应用。
3、垂直结构芯片通常包含p型层和n型层,它们通过特定的工艺步骤形成台面结构,以实现器件的垂直导电通路。然而,由于材料生长、刻蚀工艺以及后续金属化步骤中的固有差异,n型台面(尤其是包含金属化通孔的区域)与p型台面之间往往存在显著的高度差。这种高度差在后续的硅(si)基衬底或其他材料键合过程中,成为了影响键合质量的关键因素。
4、现有技术中的键合工艺在应对这种高度差时,往往难以确保金属层在整个界面上的均匀性和连续性。n型孔处的金属与p台面之间的高度差会导致键合过程中形成孔洞。这些孔洞不仅破坏了金属层的完整性,还成为后续器件运行中热管理的隐患。
5、在器件的长期工作过程中,特别是经历高温、高电流密度的老化测试时,这些孔洞内的空气会由于金属层的热阻效应而聚热,随着热量的不断积累,孔洞周围的金属层温度急剧上升,最终导致金属层发生剥离或漏电现象,严重影响器件的性能和可靠性。
6、为了提高器件的性能和可靠性,本
技术实现思路
1、鉴于现有技术中发光二极管的缺陷及不足,本申请提供一种发光二极管及发光装置。该发光二极管在孔洞内设置修复层,有效改善第一键合层内的空洞率,提高发光二极管的可靠性;修复层的热导率大于第一键合层的热导率,提高热量从第一键合层传导到周围环境的效率,降低局部热点的风险,提高发光二极管的性能;修复层的硬度大于第一键合层的硬度,有效提高第一键合层的机械强度,提高发光二极管的耐用性和可靠性。
2、本申请的一实施例,提供一种发光二极管,包括:
3、半导体叠层,所述半导体叠层由上至下包括依次叠置的第一半导体层、有源层和第二半导体层;
4、导电孔,至少一个所述导电孔设置于所述半导体叠层内,所述导电孔贯穿所述第二半导体层、所述有源层和至少部分所述第一半导体层,且所述导电孔的内侧壁依次设置有绝缘层和第一键合层,所述第一键合层穿过所述导电孔与所述第一半导体层电连接;
5、基板,所述基板通过第二键合层与所述第一键合层键合;
6、其中,对应所述导电孔的下方区域,所述第一键合层内具有孔洞,所述孔洞内设置有修复层,所述修复层的热导率大于所述第一键合层的热导率,且所述修复层的硬度大于所述第一键合层的硬度。
7、根据本申请的另一实施例,提供一种发光装置,包括线路板和设置于所述线路板上的多个发光元件,所述发光元件包括上述的发光二极管、或者包括由上述制备方法制备的发光二极管。
8、如上所述,本申请的发光二极管及发光装置,具有以下有益效果:
9、本申请的发光二极管通过在第一键合层的孔洞内设置修复层修复第一键合层的缺陷,减少第一键合层内的空洞率,提高发光二极管的可靠性;设置修复层的热导率大于第一键合层的热导率,提高第一键合层传导到周围环境的效率,降低局部热点的风险,提高发光二极管的性能;修复层的硬度大于第一键合层的硬度,有效提高第一键合层的机械强度,提高发光二极管的耐用性和可靠性。
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1.一种发光二极管,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,所述修复层具有绝缘性。
3.根据权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,所述孔洞为所述第一键合层填充所述导电孔后,由于高低差自然形成的形状规则或不规则的孔洞。
4.根据权利要求1或2所述的发光二极管,其特征在于,所述修复层靠近所述第二键合层的表面与所述第一键合层靠近所述第二键合层的表面齐平。
5.根据权利要求1或2所述的发光二极管,其特征在于,所述修复层靠近所述第二键合层的表面与所述第一键合层靠近所述第二键合层的表面的高度差的绝对值小于0.1μm。
6.根据权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,所述导电孔的孔径自所述第一半导体层至所述第二半导体层的方向逐渐变大,对应所述导电孔的最大孔径的下方区域,所述第一键合层在所述第二键合层的垂直投影面积大于所述修复层在所述第二键合层的垂直投影面积。
7.根据权利要求6所述的发光二极管,其特征在于,对应所述导电孔的最大孔径的下方区域,所述修复层的宽度与两倍的所述第一键合层的宽度之和与所
8.根据权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,相邻两个所述导电孔的孔心之间的间距小于或等于200μm。
9.根据权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,相邻两个所述修复层的边缘之间的间距小于或等于180μm。
10.根据权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,所述修复层的热导率介于
11.根据权利要求1或2所述的发光二极管,其特征在于,所述修复层的材料为金刚石或者类金刚石。
12.根据权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,所述导电孔的内侧壁还设置有金属层,所述金属层设置于所述绝缘层与所述第一键合层之间,且所述金属层穿过所述导电孔与所述第一半导体层电连接。
13.根据权利要求12所述的发光二极管,其特征在于,所述基板靠近所述第二键合层的表面包括第一区域和第二区域,所述第二区域围绕所述第一区域;
14.根据权利要求13所述的发光二极管,其特征在于,所述第二半导体层背离所述有源层的表面设置有透明导电层,所述透明导电层设置于所述第二半导体层与所述绝缘层之间;
15.根据权利要求14所述的发光二极管,其特征在于,对应所述第二区域,所述第一绝缘层具有中断区域,所述中断区域设置有电极,所述电极与所述金属保护层电连接。
16.一种发光装置,其特征在于,包括线路板和设置于所述线路板上的多个发光元件,所述发光元件包括权利要求1~15任一项所述的发光二极管。
...【技术特征摘要】
1.一种发光二极管,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,所述修复层具有绝缘性。
3.根据权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,所述孔洞为所述第一键合层填充所述导电孔后,由于高低差自然形成的形状规则或不规则的孔洞。
4.根据权利要求1或2所述的发光二极管,其特征在于,所述修复层靠近所述第二键合层的表面与所述第一键合层靠近所述第二键合层的表面齐平。
5.根据权利要求1或2所述的发光二极管,其特征在于,所述修复层靠近所述第二键合层的表面与所述第一键合层靠近所述第二键合层的表面的高度差的绝对值小于0.1μm。
6.根据权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,所述导电孔的孔径自所述第一半导体层至所述第二半导体层的方向逐渐变大,对应所述导电孔的最大孔径的下方区域,所述第一键合层在所述第二键合层的垂直投影面积大于所述修复层在所述第二键合层的垂直投影面积。
7.根据权利要求6所述的发光二极管,其特征在于,对应所述导电孔的最大孔径的下方区域,所述修复层的宽度与两倍的所述第一键合层的宽度之和与所述导电孔的最大孔径相等。
8.根据权利要求1所述的发光二极管,其特征在于,相邻两个所述导电孔的孔心之间的间距小于或等于200μm。
...【专利技术属性】
技术研发人员:蔡家豪,黄敏,徐洪涛,庄曜玮,邓有财,陈铭欣,
申请(专利权)人:泉州三安半导体科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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