一种发光二极管的制作方法

本实用新型属于半导体领域，尤其涉及一种表面具有疏水层的发光二极管，可以有效改善死灯和金属迁移异常。

背景技术：

常规的发光二极管（led）表面覆盖二氧化硅等材料作为保护层（pv），以保护发光二极管表面免受脏污污染和水氧腐蚀等。然而由于pv表层特殊的亲水性能，易导致pv表层形成水滴聚集，从而使得电极附近区域存在水汽残留，残留的水汽形成电解质环境，进而导致金属在电化学作用下的迁移，并且由于水汽残留，易形成短路从而导致芯粒烧死情况。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本实用新型提供一种发光二极管，在其表面设置疏水层，减少led表面的水汽残留，从而改善其死灯和金属迁移异常。具体技术方案如下：

一种发光二极管，至少包括依次层叠的衬底、第一类型半导体层、发光层、第二类型半导体层、保护层以及分别与第一类型半导体层和第二类型半导体层电性连接的第一电极和第二电极，其特征在于：所述保护层表面设置疏水层。

优选的，所述疏水层为高分子树脂膜。进一步地，所述高分子树脂膜包括丙烯酸酯膜、聚四氟乙烯膜或碳纳米管膜。

优选的，所述疏水层为tio2纳米膜。

优选的，所述疏水层的厚度为10~1000埃。

优选的，所述保护层为二氧化硅层、碳化硅层、氮化硅层或者三氧化二铝层中的一种或者几种的组合。

优选的，所述第二类型半导体层和第二电极之间还设置有用于扩展电流的电流扩展层。进一步地，所述电流扩展层包括氧化铟锡层、氧化锌层、氧化锌铟锡层、氧化铟锌层、氧化锌锡层、氧化镓铟锡层、氧化镓铟层、氧化镓锌层、掺杂铝的氧化锌层或掺杂氟的氧化锡层中的一种或者几种的组合。

优选的，所述第二类型半导体层和电流扩展层之间还设置有用于阻挡电流的电流阻挡层。进一步地，所述电流阻挡层包括二氧化硅层、碳化硅层、氮化硅层或三氧化铝层中的一种或者几种的组合。

本实用新型在led的保护层表面设置疏水层，减少水汽在led表面的粘附和残留，从而改善因水汽而导致的led死灯及金属迁移异常。

附图说明

图1为本实用新型之发光二极管截面图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。需说明的是，本实用新型的附图均采用非常简化的非精准比例，仅用以方便、明晰的辅助说明本实用新型。

本实用新型公开了一种发光二极管，至少包括依次层叠的衬底10、第一类型半导体层21、发光层22、第二类型半导体层23、保护层30以及分别与第一类型半导体层21和第二类型半导体层23电性连接的第一电极41和第二电极42。

其中，衬底10的材质材料是选自al2o3、sic、gaas、gan、aln、gap、si、zno、mno及上述的任意组合中择其中之一。本实施例的的外延成长衬底10以蓝宝石衬底10（sapphiresubstrate）为例说明，晶格方向例如为(0001)，但本发明不限制所使用的衬底10材质与晶格方向。可以对衬底10进行图形化处理，改变光的传播路径，提升发光二极管的出光效率。

第一类型半导体层21、发光层22和第二类型半导体层23均是由多层iii-v族化合物半导体层层叠形成，其中第一类型半导体层21和/或第二类型半导体层23可以具有单层结构或多层结构，第一类型半导体层21为p或n型掺杂半导体层，第二类型半导体层23为n或p型掺杂半导体层。本实施例中优选第一类型半导体层21为n型掺杂半导体层，用于提供电子，第二类型半导体层23为p型掺杂半导体层，用于提供空穴，空穴和电子在发光层22内进行复合发光。p型掺杂杂质类型可以为mg、zn、ca、sr、或者ba，n型掺杂杂质类型可以为si、ge、或者sn，本发明不排除其他的元素等效替代的掺杂。

形成每个iii族化合物半导体层的方法没有特别限制，例如金属有机化学气相沉积（mocvd），分子束外延法（mbe）、卤化物气相外延法（hvpe法）、溅射法，离子镀法，电子喷淋法等。本发明采用常规的mocvd法于衬底10上制作而成。发光层22受电压驱动时会发出光线，该光线的颜色取决于化合物半导体层的材料。第一类型半导体层21或/和第二类型半导体层23可以为氮化镓基、砷化镓基或者磷化镓基材质。发光层22可以为单量子阱或多量子阱结构。

本实用新型在第二类型半导体层23和第二电极42之间还设置电流扩展层50，用于扩展电流，本实施例中电流扩展层50为氧化铟锡层，在其他实施例中也可以为氧化锌层、氧化锌铟锡层、氧化铟锌层、氧化锌锡层、氧化镓铟锡层、氧化镓铟层、氧化镓锌层、掺杂铝的氧化锌层或掺杂氟的氧化锡层中的一种或者几种的组合。本实施例优选为氧化锌层。

本实用新型在第二类型半导体层23和电流扩展层50之间还设置有电流阻挡层60，用于阻挡第二电极42下方的电流，防止其聚集产生电流拥挤效益。电流阻挡层60包括二氧化硅层、碳化硅层、氮化硅层或三氧化铝层中的一种或者几种的组合，本实施例优选为二氧化硅层。

刻蚀第二类型半导体层23至第一类型半导体层21，露出第一类型半导体层21，第一电极41位于第一类型半导体层21表面。第二电极42通过电流扩展层50与第二类型半导体层23电性连接。第一电极41和/或第二电极42还包括焊盘部和指状部，指状部用于扩展电流。

保护层30覆盖在电流扩展层50表面，防止脏污、水汽、氧粘附于发光二极管表面，影响其光电性能。保护层30可以为二氧化硅层、碳化硅层、氮化硅层或者三氧化二铝层中的一种或者几种的组合，本实施例中优选为二氧化硅层。进一步地，保护层30还可以覆盖第一电极41和/或第二电极42的外周部分。外周部分包括焊盘部和指状部的外周部分，后者全部的指状部和焊盘部的外周部分。

现有技术中的保护层30常采用二氧化硅作为保护层30，而二氧化硅为亲水性无机物，而led的制作工艺中，常需将led暴露在湿度较高的环境中，此时，led表面易吸附水汽，而水汽易导致led通电时产生短路，进而烧死led。并且，led通电时，由于其表面水汽产生的导电介质层，电极中的活泼金属例如铝等易通过该导电介质层从电极内迁移，进而导致led的异常。

因此，针对上述的led死灯和金属迁移异常，本实用新型在保护层30表面覆盖疏水层70，水汽不易在疏水层70表面聚集，因此可以有效改善死灯和金属迁移异常。

具体地，疏水层70可以为高分子树脂膜或者tio2纳米膜，其厚度范围可以为10~1000埃。其中高分子树脂膜进一步地包括丙烯酸酯膜、聚四氟乙烯膜或碳纳米管膜。tio2纳米膜可以通过在保护层60表面镀ti膜，然后在高温的含氧环境中熔融形成。

疏水层70还可进一步地覆盖在第一电极41和/或第二电极42表面，并且在第一电极41和/或第二电极42的焊盘部设置孔洞，用于打线时金线与电极表面的金属接触。或者，疏水层70可进一步地覆盖在第一电极41和/或第二电极42的指状部。

本实用新型在保护层30表面设置疏水层70，减少水汽在led表面的粘附，从而改善因水汽而导致的死灯及金属迁移异常。

应当理解的是，上述具体实施方案为本实用新型的优选实施例，本实用新型的范围不限于该实施例，凡依本实用新型所做的任何变更，皆属本实用新型的保护范围之内。