发光二极管晶粒及其制造方法

文档序号:9689501阅读:461来源:国知局
发光二极管晶粒及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种发光二极管晶粒及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 现有技术中,为降低发光二极管晶粒的压电场效应并能够节约成本,通常在平面 蓝宝石衬底上利用选择性嘉晶生长成长出无极性的半导体氮化镓(nonpolar,semipolar GaN),但是此结构的尖部是缺陷密度最多的地方。同时传统的发光二极管晶粒一般将ρ、η 电极设置在Ρ型半导体层的侧边及上方,如此在注入电流时因电流会选择走最短路径,而 此最短路径就是发光二极管晶粒的尖部缺陷密度最多的地方,从而使在磊晶结构的表面做 Ρ、Ν电极以将次磊晶结构做成发光二极管元件时会有漏电的情况产生。

【发明内容】

[0003] 有鉴于此,有必要提供一种可降低漏电现象的发光二极管晶粒及其制造方法。
[0004] -种发光二极管晶粒,包括一基板,依次设于基板上的一预生长层和一发光结构, 其特征在于:所述基板包括一第一电极,一包覆第一电极的第二电极和一设于第一电极和 第二电极之间的绝缘部,所述第一电极位于所述预生长层下方;所述发光二极管晶粒还包 括一绝缘层和一金属层,所述金属层形成于所述第二电极上,所述绝缘层将所述金属层和 所述预生长层间隔;所述第二电极通过所述金属层与所述发光结构电导通,所述第一电极 通过所述预生长层与所述发光结构电导通。
[0005] -种发光二极管晶粒的制造方法,其中,该发光二极管晶粒的制造方法包括以下 步骤: 提供一衬底,在衬底一侧外延磊叠生长一缓冲层、一掺杂层和一预生长层; 在所述预生长层上形成一第一绝缘层并开设若干均匀分布的窗口; 在所述窗口上生长一发光结构,所述发光结构包括依次磊叠的一第一半导体层、一有 源层和一第二半导体层; 提供一辅助基板,将上述结构倒扣地固定于辅助基板上,并移除所述衬底,同时蚀刻掉 所述缓冲层和掺杂层直至预生长层; 蚀刻所述预生长层和第一绝缘层直至第二半导体层; 在保留的预生长层外围形成一第二绝缘层,并镀上一金属层; 提供一具有第一电极和第二电极的基板,将上述结构倒置于所述基板上,并移除所述 辅助基板。
[0006] 相比于现有技术,本发明的发光二极管晶粒的第一电极和第二电极设于第一半导 体层和第二半导体层的下方以达到降低漏电情况的发生,同时可以增加发光二极管晶粒的 的光取出面积。
【附图说明】
[0007] 图1为本发明实施例中的所述发光二极管晶粒的立体图。
[0008] 图2为图1中所示相邻二单晶粒的沿中轴的纵向剖面图。
[0009] 图3为图1中所示发光二极管晶粒的基板的俯视图。
[0010] 图4为图1中所示发光二极管晶粒的制作流程图。
[0011] 图5为图2中所示发光二极管单晶粒开设窗口的示意图。
[0012] 图6为图2中所示发光二极管单晶粒生长发光结构后的示意图。
[0013] 图7为图3中所述发光二极管晶粒蚀刻掉所述缓冲层和掺杂层后的示意图。
[0014] 图8为图3中所述发光二极管晶粒镀上金属层后的示意图。
[0015] 主要元件符号说明
如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0016] 请参见图1,本发明的发光二极管晶粒100包括一基板110和设于基板上的若干相 同的单晶粒200。所述单晶粒200按照一定的规则周期性排列。在本实施例中,所述单晶粒 200紧密排列,每个单晶粒200都与6个相同的其它单晶粒200相接,且被其均匀环绕。
[0017] 请参见图2,所述单晶粒200包括一基板210,依次设于所述基板210上的一预生 长层220和一发光结构250,设于所述预生长层220外围的一金属层240,以及用以间隔所 述金属层240和预生长层220的一绝缘层230。
[0018] 请同时参见图3,在本实施例中,所述基板210为一平面板体。所述基板210包括 一第一电极211,环绕所述第一电极211的一第二电极212,以及环绕所述第一电极211并 位于所述第一电极211和第二电极212之间的一绝缘部213。所述第一电极211与第二电 极212之间相互绝缘,且以所述绝缘部213间隔开。
[0019] 所述第一电极211为一N型电极,设于所述基板210的中心部位。所述第一电极 211呈一六棱柱体结构,其横截面为一正六边形,纵截面为一矩形。所述绝缘部213可采用 树脂、氮化铝(A1N)等高阻值材料。在本实施例中,所述绝缘部213是由树脂材料制成,用 以隔绝所述第一电极211和第二电极212之间的之间电导通。所述绝缘部213呈一中空六 棱柱体结构,其横截面为一正六边形环,纵截面为分列所述第一电极211两侧的二矩形。所 述绝缘部213设于所述第一电极211的侧面外围,并完全包覆所述第一电极211的侧表面。 所述绝缘部213的高度与所述第一电极211的高度相同。所述第二电极212为一P型电 极。所述第二电极212呈一中空六棱柱体结构,其横截面为一正六边形环,纵截面为分列所 述绝缘部213两侧的二矩形。所述第二电极212设于所述绝缘部213的侧面外围,并完全 包覆所述绝缘部213的侧表面。所述第二电极212的高度与所述绝缘部213的高度相同。
[0020] 若干单晶粒200的基板210之间按照所述单晶粒200的排列规则周期性排列以形 成所述基板110。在本实施例中,每个基板210都与6个相同的其它基板210相接,且被其 均匀环绕。二相邻的所述基板210之间共用一部分第二电极212,即所述基板210的第二电 极212的其中一侧面电极与其相邻的另一基板210的第二电极212的对应电极重合。
[0021] 请再次参见图2,所述预生长层220为一N型半导体层。在本实施例中,所述预生 长层220采用氮化镓(GaN)制成。所述预生长层220呈一六棱柱体结构,其横截面为一正 六边形,纵截面为一矩形。所述预生长层220设于所述基板210的中央部位,其横截面尺寸 介于所述基板210的绝缘部213的横截面的内环尺寸与外环尺寸之间。在本实施例中,所 述预生长层220完全覆盖所述第一电极211,并同时部分覆盖所述绝缘部213。所述预生长 层220与所述基板210的第一电极211直接电性连接。
[0022] 所述绝缘层230是绝缘材料制成,在本实施例中,所述绝缘层230采用二氧化硅 (Si02)材料。所述绝缘层230包括一水平设置的第一绝缘层231和一坚直设置的第二绝缘 层232。所述第一绝缘层231和所述第二绝缘层232相互垂直,且所述第二绝缘层232的上 端与所述第一绝缘层231的外缘相接。
[0023] 所述第一绝缘层231自所述预生长层220的上表面的外缘背向所述预生长层220 向上凸起形成。所述第一绝缘层231的厚度均匀。所述第一绝缘层230呈一中空的六棱柱 体结构,其横截面的外环为一正六边形,内环为一圆形,且该外环尺寸与所述预生长层220 的横截面尺寸相等。所述第一绝缘层230的空心内环形成一圆洞形窗口 2311。所述窗口 2311部分裸露出所述预生长层220的中央区域。
[0024] 所述第二绝缘层232形成于所述基板210的绝缘部213上并包覆所述预生长层 220和所述第一绝缘层231的侧表面。所述第二绝缘层232的厚度均匀。所述第二绝缘层 232呈一中空六棱柱体结构,其横截面为一正六边形环,纵截面为分列所述预生长层220和 第一绝缘层231两侧的二矩形。所述第二绝缘层232的高度等于所述预生长层220和第一 绝缘层231的高度之和。所述第二绝缘层232和所述预生长层220共同完全覆盖所述基板 210的第一电极211和绝缘部213,即所述第二绝缘层240的横截面的外环尺寸等于所述基 板210的绝缘部213的横截面的外环尺寸。
[0025] 所述金属层240可采用钛(Ti),铝(A1),钼(Pt),金(Au)等金属材料制成。
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