1.本发明涉及发光二极管领域，尤其涉及一种微型发光二极管和显示面板。
背景技术：
2.微型发光二极管（micro led）是新一代的显示技术，具有尺寸小、重量轻、亮度高、寿命长、功耗低、响应时间快及可控性强的优点，且微型发光二极管的色域能大于120％，像素密度(每英寸所拥有的像素数量)能达到1500。
3.微型发光二极管的尺寸小于50μm，在微型发光二极管的侧壁会存在缺陷，易产生漏电流，同时侧壁存在的悬空键会导致非辐射复合的产生，从而影响微型发光二极管的发光效率。
4.当微型发光二极管的尺寸越来越小，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。
技术实现要素：
5.为了解决上述问题，本发明提供一种微型发光二极管和显示面板，以实现小电流密度下发光效率的提升。
6.为解决上述问题，本发明提供一种微型发光二极管，包括外延叠层和电流扩展层；所述外延叠层的上表面包括欧姆接触区和非欧姆接触区，所述非欧姆接触区至少包括位于所述外延叠层上表面周边的外边缘区；所述外边缘区的表面经过表面破坏处理；所述电流扩展层位于所述欧姆接触区上。
7.可选的，所述外边缘区表面低于所述述欧姆接触区表面。
8.可选的，所述外边缘区表面比所述欧姆接触区表面低400
å
~1000
å
。
9.可选的，所述外边缘区的表面粗糙度大于所述欧姆接触区的表面粗糙度。
10.可选的，经过所述表面破坏处理，所述外边缘区表面的表面粗糙度在5nm以上。
11.可选的，所述电流扩展层内部具有多个通孔，所述通孔使所述电流扩展层成为图案化结构。
12.可选的，所述电流扩展层包括相互分隔的多个电流扩展块。
13.可选的，所述电流扩展层同时覆盖于所述外边缘区上。
14.可选的，所述微型发光二极管还包括金属反射层，所述金属反射层覆盖于所述非欧姆接触区和电流扩展层之上。
15.可选的，所述电流扩展层的厚度范围为10
å
~3000
å
。
16.可选的，所述金属反射层的厚度范围为300
å
以上。
17.可选的，所述表面破坏处理为电浆轰击处理。
18.可选的，所述表面破坏处理为电感耦合等离子体刻蚀处理。
19.为解决上述问题，本发明还提供了一种显示面板，包括如上所述的微型发光二极管。
20.本发明提供的微型发光二极管结构，外延叠层表面具有被破坏处理的外边缘区，外边缘区导电性下降，使得外边缘区与位于其上的材料层结构接触，形成非欧姆接触，基本不会传导电流，从而可以更好地避免电流向边缘扩散，进而避免因电流流经台面结构侧壁区域而导致的非辐射复合问题，因此能够实现小电流密度效率提升。
21.进一步的，本发明提供的微型发光二极管结构中，电流扩展层位于欧姆接触区上，而且，电流扩展层同时覆盖于外边缘区上。这种结构既方便制作，结构更加完整，产品的可靠性提高，带来结构和工艺的多重优点。
22.进一步的，本发明提供的微型发光二极管结构中，在电流扩展层上覆盖有金属反射层。金属反射层可以增加有源层辐射出的光的反射率，提升发光效率，并且，金属反射层可以搭配台面结构上的欧姆接触区和非欧姆接触区，改变电流扩展，进一步防止侧壁的电流的非辐射复合，进一步提升电流密度，提升小电流密度下的光电效率。
附图说明
23.图1是本发明实施例提供的微型发光二极管示意图；图2是本发明另一实施例提供的另一种微型发光二极管示意图；图3是本发明另一实施例提供的另一种微型发光二极管示意图；图4是本发明另一实施例提供的另一种微型发光二极管示意图；图5是本发明另一实施例提供的另一种微型发光二极管示意图；图6是本发明另一实施例提供的另一种微型发光二极管示意图；图7是本发明实施例提供的显示面板示意图。
具体实施方式
24.在解决背景技术提到的技术问题时，现有微型发光二极管一般采用的方法为以下两种。
25.一、改变电流扩展层上金属电极的设计，达成不同电流扩散效果；这种方法，会造成金属电极因经退火（annealing）或本身金属反射率低而造成吸光，反而使出光效率下降。
26.二、利用电流扩展层的透明电极来做图形化传导；这种方法虽然可以改变电流路径，避开小电流流经台面边缘，克服非辐射复合效应，但纯靠透明电极做图形化分散电流，其效果并不好。
27.为此，本发明提供一种新的微型发光二极管和显示面板，以解决上述现有技术的不足。
28.为更加清楚的表示，下面结合附图对本发明做详细的说明。
29.本发明实施例提供一种微型发光二极管，请参考图1，它包括外延叠层（未标注）和电流扩展层105。
30.如图1所示，所述外延叠层包括：位于衬底100上的缓冲层101，位于缓冲层101上的第一导电型半导体层102，位于第一导电型半导体层102上的有源层103和位于有源层103上的第二导电型半导体层104。所述外延叠层还存在一个台面（可称下台面），位于所述第一导电型半导体层102之上，而第二导电型半导体层104上表面也是一个台面（可称上台面）。在所述台面上具有第一电极1021，与第一导电型半导体层102电性连接。
31.所述外延叠层的上述各层，各自均可以为单层结构或者多层叠层结构，例如第一导电型半导体层102和第二导电型半导体层104通常可以为两层或两层以上叠层结构，各层结构的材料和形成工艺，均可以是各种已知选择和组合，这些可以参考相应现有技术，不再赘述。
32.所述外延叠层的上表面包括欧姆接触区104b和非欧姆接触区（未标注），非欧姆接触区至少包括位于外延叠层上表面周边的外边缘区104a。本实施例中，外边缘区104a和非欧姆接触区的范围是一致的，即外边缘区104a所在区域为外延叠层上表面的全部非欧姆接触区。
33.外边缘区104a的表面经过表面破坏处理，使外边缘区104a的导电能力下降。
34.请参考图1，本实施例中，电流扩展层105不仅位于欧姆接触区104b上，而且，电流扩展层105同时覆盖于外边缘区104a上。这种结构既方便制作，结构也更加规整，可靠性提高，由于不必设计很小的电流扩展层，带来结构和工艺操作的多重优点。
35.本实施例中，非欧姆接触区的外边缘区104a作为表面破坏处理的区域，所采用的破坏处理方法可以为电浆轰击处理。本实施例电浆轰击的具体方式可以是高功率电浆轰击。
36.本实施例主要利用电浆轰击外边缘区104a表面，可以采用氩气（ar）、氧气（o2）或四氯甲烷（ccl4）等产生电浆以做轰击。产生电浆所采用的功率范围可以为1000w以上的高功率。
37.电浆轰击外边缘区104a表面的效果，是破坏表面结构层的晶格结构，使得通常为高掺杂碳（c）的磷化镓（gap）结构，即第二导电型半导体层104上表面层结构，亦即外边缘区104a所在层的晶格结构失效或受到破坏，因此形成非欧姆接触区。
38.本实施例中，外边缘区104a经过表面处理后，具有一层位于表面的稀松结构层。这种稀松结构层的导电性下降，使得外边缘区104a无论与何种材料层结构接触，形成的均是非欧姆接触，均基本不会传导电流。即本实施例这种具有稀松结构层的外边缘区104a，可以更好地避免电流向边缘扩散，即便外边缘区104a直接与电流扩散层或者其它金属层（例如反射金属层）接触（如图1中所示）也不会形成欧姆接触，因此也不会传导电流，从而避免因电流流经台面结构侧壁区域而导致的非辐射复合问题，进而能够实现小电流密度效率提升。
39.相反，未经表面破坏处理的外延叠层，即通常的外延叠层，哪怕它不与电流扩展层接触，然而，由于第二导电型半导体层104自身材料的原因，导致有些电流还是有机会到达台面边缘，无法起到很好的控制电流扩散作用。
40.图1中用箭头显示了电流在这种微型发光二极管结构中的流动位置，可见，电流仅涉及在欧姆接触区104b相应位置传导。因此可得出，本实施例的这种微型发光二极管结构，确保了电流向需要的区域拓展，保证了相应电流密度提高，使微型发光二极管光电性能得到提高。
41.需要说明的是，前面提到本实施例中，外延叠层的上表面包括欧姆接触区104b和非欧姆接触区，具体指台面结构上台阶面的上表面包括欧姆接触区104b和非欧姆接触区。并且，进一步是指在第二导电型半导体层104上表面包括欧姆接触区104b和非欧姆接触区。台面结构是最初的外延叠层经过各蚀刻步骤后形成的具有特定形状的外延叠层，台面结构
具有上台阶面和下台阶面，可参考相应现有技术，在此不再赘述。
42.第二导电型半导体层104未经过表面破坏处理且与电流扩展层105直接接触的表面属于欧姆接触区104b；而第二导电型半导体层104经过表面破坏处理且与电流扩展层105直接接触的表面属于非欧姆接触区，即外边缘区104a。
43.本实施例提供的微型发光二极管，通过搭配电浆轰击，对外延叠层上表面的外边缘区104a（即非欧姆接触区），进行表面破坏处理，使得这些外边缘区104a导电性能下降，可以使电流扩散更加局限，使电流往设定的方向做扩散，从而可以提高电流密度，提升微型发光二极管的光电效率。
44.其中，电流扩展层105的材料通常为透明导电材料，具体可以为铟锡氧化物（ito）、铟锌氧化物（izo）或者氧化锌（zno）等。
45.请继续参考图1，本实施例中，电流扩展层105上直接覆盖有金属反射层106。前面提到的电浆轰击等处理步骤，针对非欧姆接触区的外边缘区104a表面做破坏后，再形成电流扩展层105，之后再形成金属反射层106，可以增加有源层103辐射的光线的反射率，提升发光效率。并且，金属反射层106可以搭配上台面上的欧姆接触区104b和非欧姆接触区，来改变电流扩展，进一步防止电流的非辐射复合，进一步提升电流密度，提升效率，小电流密度的效率性能进一步提高。
46.金属反射层106由金属反射镜材料形成，相应的金属反射镜材料可以为金（au）、铝（al）、银（ag）、镍金（niau）、钛金（tiau）和铂（pt）中的一种或者多种。
47.金属反射层106的设置，使得本实施例可以为倒装结构，从而使微型发光二极管整体器件具有倒装结构的相应优点。
48.其它实施例中，微型发光二极管也可以是不具有金属反射层而封装为正装结构，或者再其它实施例中，可以将外延叠层蚀刻为其它结构，使整个微型发光二极管为垂直封装结构，本发明中，只要形成位于外延叠层上表面周边的外边缘区104a且外边缘区104a的表面经过表面破坏处理既可。
49.本实施例中，电流扩展层105的厚度范围可以为10
å
~3000
å
。第二导电型半导体层104的顶层结构通常是用于产生红光的高掺杂碳的磷化镓，或者用于产生蓝光的p-gan，这种顶层结构在与电流扩展层105实现欧姆接触时，电流扩展层105的透明导电材料多采用ito。并且，通常需要ito的厚度较厚（达到一定厚度以上），才能较好的形成欧姆接触。因此，本实施例中设置电流扩展层105的厚度在10
å
~3000
å
。
50.本实施例中，金属反射层106的厚度范围可以为300
å
以上。金属反射层106通常需要有足够的厚度，以保证相应的反射率，而反射在300
å
以上，反射效果较好。
51.本发明另一实施例提供另一种微型发光二极管，请参考图2，它同样包括前述图1的相应结构。
52.图2的微型发光二极管，同样包括外延叠层（未标注，各结构参考图1相应内容）和电流扩展层105。
53.外延叠层的上表面包括欧姆接触区104b和非欧姆接触区（未标注），非欧姆接触区至少包括位于外延叠层上表面周边的外边缘区104a。外边缘区104a的表面经过表面破坏处理。电流扩展层105位于欧姆接触区104b上。
54.与图1不同的是，如图2所示，本实施例中，电流扩展层105内部具有多个通孔（未标
注），通孔使电流扩展层105成为图案化结构。通孔俯视投影形状可以是多种多样，例如圆孔和多边形孔等。
55.需要理解的是，本实施例中，电流扩展层105仍然是一个整体结构，只是整体结构内部有相应的通孔。请继续参考图2，本实施例中，非欧姆接触区和电流扩展层105上同样直接覆盖有金属反射层106。此时，金属反射层106直接覆盖的是图案化（图型化）后的电流扩展层105，本实施例中，金属反射层106也同时覆盖外边缘区104a。
56.由于金属反射层106覆盖的是图案化后的电流扩展层105，因此，有部分金属反射层106直接接触第二导电型半导体层104上表面，这部分第二导电型半导体层104上表面指的是除外边缘区104a以外，属于孔底非欧区104c（孔底非欧区104c即位于通孔底部的非欧姆接触区）的部分。也就是说，本实施例中，非欧姆接触区的区域包括了外边缘区104a和孔底非欧区104c，其中，孔底非欧区104c不是与电流扩展层105直接接触，同样是非欧姆接触区。
57.本实施例中，被破坏处理的外边缘区104a，同样是具有位于表面的稀松结构层，这种稀松结构层导电性能的下降，下降程度强于未经过表面处理且未与电流拓展层105接触的结构。而且，由于非欧姆接触区还包括孔底非欧区104c。因此，不仅外边缘区104a起到了前述实施例的功能作用，而且，孔底非欧区104c能够进一步起到对电流扩散的局限控制作用。
58.图2中用箭头显示了电流在这种微型发光二极管结构中的流动位置，电流在欧姆接触区104b相应位置传导。因此可见，本实施例的这种微型发光二极管结构，确保了电流向需要的区域传导，保证了相应电流密度提高，进一步提供了微型发光二极管的性能。
59.本实施例同样可以通过电浆轰击等步骤，对外边缘区104a表面做破坏后，形成稀松结构层（即外边缘区104a，未区分标注），再制作电流扩展层105，并且对电流扩展层105进行图案化。然后在上述结构基础上，制备金属反射层106，使得台面结构上具有高反射率的金属反射镜结构，从而增加了有源层103反射率，提升亮度贡献。制备金属反射层106搭配台面结构上外边缘区104a、欧姆接触区104b和孔底非欧区104c的设置，可以更好地提升电流扩展的效果，进一步防止电流的非辐射复合，形成一种双重优化的结构。
60.需要说明的是，如果不制备金属反射层106，而是制作相应的正装结构的电极（如p电极，未示出），台面结构上面的所述电极的大小、位置或图案化设计，尽管也可以改变部分电流扩展作用，但是，由于电极是金属材料，金属的反射率差，且金属与其它结构形成欧姆接触后，再经过退火，会加剧这些层结构的吸光作用，导致出光效率下降，这正如前面的分析所述。
61.因此，本实施例中：一方面，利用电流扩展层105能够与第二导电型半导体层104（第二导电型半导体层104通常包括以gan作为基底的p
+-gan；或者以algainp作为基底的p
+-gap）形成欧姆接触的原理；另一方面，又不仅仅是简单地对电流扩展层105的边缘位置做设计（不是简单使外边缘区104a不覆盖电流扩展层105，如前述图1和后续图6均显示电流扩展层105可以直接覆盖外边缘区104a），而是直接使外边缘区104a的导电性能下降；再一方面，还同时利用电流扩展层105的图案化设计进一步控制电流的走向。三个方面一起，共同实现提升电流的扩展的效果，使小电流操作时，电流不会流经台面结构侧壁附近，从而避免非辐射复合效应增加，进而提升微型发光二极管小电流密度下的光电效率。
62.图2显示电流扩展层105图形化，电流扩展层105实体部分的区域与高掺杂的外延叠层上层接触，即电流扩展层105与第二导电型半导体层104上表面接触，可以形成欧姆接触区。因此，电流扩展层105的实体部分面积范围就是欧姆接触区范围。而无论外边缘区104a还是孔底非欧区104c的面积，均属于非欧姆接触区的面积。再次参考图2中表示电流的箭头可知，当电流从金属反射层106流入时，电流会沿电流扩展层105的实体部分流向外延叠层内部的有源层103，实现有效的辐射复合，而不会往没有电流扩展层105实体部分的地方传导。亦即外边缘区104a无论有没有被电流扩展层105覆盖，电流都不会往那边传导，避免导致非辐射复合。
63.电流扩展层105的作用主要是可以改变电流扩展，本实施例的电流扩展层105图案化结构中，电流扩展层105的实体面积占总面积的10%~95%。实体面积不包括通孔的面积，而总体面积指实体面积加通孔面积，可知此时，通孔面积占电流扩展层105整体面积的5%~90%。
64.更多有关本实施例的结构、性质和优点，请参考前述实施例相应内容。
65.本发明另一实施例提供另一种微型发光二极管，请参考图3，它同样包括前述图1的相应结构。
66.图3的微型发光二极管，同样包括外延叠层（未标注，各结构参考图1相应内容）和电流扩展层105。
67.外延叠层的上表面包括欧姆接触区104b和非欧姆接触区（未标注），非欧姆接触区至少包括位于外延叠层上表面周边的外边缘区104a。外边缘区104a的表面经过表面破坏处理。电流扩展层105位于欧姆接触区104b上。
68.与图1不同的是，如图3所示，本实施例中，外边缘区104a表面比欧姆接触区104b表面低。
69.具体的，外边缘区104a表面可以比欧姆接触区104b表面低400
å
~1000
å
。
70.本实施例中，外边缘区104a（即第二导电型半导体层104的上层结构）对应的材料，可以是主要为高掺杂碳（c）的磷化镓（gap），本实施例中具体厚度可以为约400
å
。外边缘区104a表面可以比欧姆接触区104b表面低400
å
以上的，实现非欧姆接触效果更好，更加能够避免电流在此区域传导，但外边缘区104a表面越低，工艺时间越长，成本越高，带来不利。因此，相应深度选择控制在400
å
~1000
å
。
71.图3这种外边缘区104a表面低于欧姆接触区104b表面的结构，可以采用电感耦合等离子体（icp）刻蚀处理形成，icp等干蚀刻步骤可以形成相应凹陷，使外边缘区104a表面低于欧姆接触区104b表面，同时使外边缘区104a表面的导电性能下降，达到与前述稀松结构层相同的效果。
72.icp所采用的蚀刻气体，可以为cl2、bcl3、ar或sf6、hbr或o2等，它们可以采用搭配方式来形成外边缘区104a的非欧姆接触区。
73.如图3所示，本实施例中，电流扩展层105也同时覆盖了外边缘区104a。这方便了相应的制作，同时结构更加规整，可靠性高。
74.经过上述icp刻蚀处理的破坏后，外边缘区104a表面的粗糙度会比没有破坏表面的粗糙度大，外边缘区104a表面的表面粗糙度为5nm以上。即外延表面被电浆轰击等破坏的状况，直观体现为表面粗糙度增大。而欧姆接触区104b表面的粗糙度，一般为2nm，或者通常
在2nm~5nm范围内。
75.更多有关本实施例的结构、性质和优点，请参考前述实施例相应内容。
76.本发明另一实施例提供另一种微型发光二极管，请参考图4，它同样包括前述图1的相应结构。
77.图4的微型发光二极管，同样包括外延叠层（未标注，各结构参考图1相应内容）和电流扩展层105。
78.外延叠层的上表面包括欧姆接触区104b和非欧姆接触区（未标注），非欧姆接触区至少包括位于外延叠层上表面周边的外边缘区104a。外边缘区104a的表面经过表面破坏处理。电流扩展层105位于欧姆接触区104b上。
79.与图1不同的是，如图4所示，本实施例中，外边缘区104a表面和图3一样，同样比欧姆接触区104b表面低。
80.同时，本实施例中，与图2类似的，具有电流扩展层105是图案化的，从而使非欧姆接触区包括了孔底非欧区104c（即位于通孔底部的非欧姆接触区）。
81.具体的，外边缘区104a表面可以比欧姆接触区104b表面低400
å
~1000
å
。
82.如图4所示，本实施例中，电流扩展层105未同时覆盖外边缘区104a，相反，金属反射层106覆盖外边缘区104a。这使得相应的金属反射层106反射作用增强。
83.更多有关本实施例的结构、性质和优点，请参考前述实施例相应内容。
84.本发明另一实施例提供另一种微型发光二极管，请参考图5，它同样包括前述图1的相应结构。
85.图5的微型发光二极管，同样包括外延叠层（未标注，各结构参考图1相应内容）和电流扩展层105。
86.外延叠层的上表面包括欧姆接触区104b和非欧姆接触区（未标注），非欧姆接触区至少包括位于外延叠层上表面周边的外边缘区104a。外边缘区104a的表面经过表面破坏处理。电流扩展层105位于欧姆接触区104b上。
87.如图5所示，本实施例的外边缘区104a表面同样比欧姆接触区104b表面低。具体的，外边缘区104a表面可以比欧姆接触区104b表面低400
å
~1000
å
。
88.与图1不同的是，如图5所示，本实施例中，电流扩展层105仅位于欧姆接触区104b表面上方，而外边缘区104a和电流扩展层105同时被金属反射层106覆盖。这使得相应的金属反射层106反射作用增强。
89.更多有关本实施例的结构、性质和优点，请参考前述实施例相应内容。
90.本发明另一实施例提供另一种微型发光二极管，请参考图6，它同样包括前述图1的相应结构。
91.图6的微型发光二极管，同样包括外延叠层（未标注，各结构参考图1相应内容）和电流扩展层105。
92.外延叠层的上表面包括欧姆接触区104b和非欧姆接触区（未标注），非欧姆接触区至少包括位于外延叠层上表面周边的外边缘区104a。外边缘区104a的表面经过表面破坏处理。电流扩展层105位于欧姆接触区104b上。
93.与图1不同的是，如图6所示，本实施例中，外边缘区104a表面和图3一样，同样比欧姆接触区104b表面低。
94.同时，本实施例中，与图2类似的，具有电流扩展层105是图案化的，但不同的是，本实施例中，电流扩展层105包括相互分隔的多个电流扩展块（未区分标），此时它们之间的间距不再是通孔，而是相应的缺口（未标注），缺口将不同电流扩展块完全分隔开。
95.需要说明的是，由于图2和图6均为剖面结构，因此，图6的缺口与图2的通孔显示为一样的结构，但是应该理解，缺口是完全分开两部分电流扩展层105，而通孔则没有。因此，本实施例中，非欧姆接触区包括了口底非欧区104d（口底非欧区104d即位于缺口底部的非欧姆接触区）。
96.如图6所示，本实施例中，电流扩展层105也同时覆盖了外边缘区104a。这方便了相应的制作，同时结构更加规整，可靠性高，可参考前述实施例中提到的相应内容。
97.本实施例中，各电流扩展块之间的距离范围可以为1μm~10μm，间距设计在此范围，可以较好形成不同电流扩展的作用。
98.更多有关本实施例的结构、性质和优点，请参考前述实施例相应内容。
99.本发明实施例还提供一种显示面板200，请参考图7，显示面板200包括如前述任意实施例的多个阵列排布的微型发光二极管，在图7中用放大显示的示意方式显示了一部分微型发光二极管201。
100.本实施例中，显示面板200为智能手机的显示屏对应的显示面板。其它实施例中，显示面板也可以是其它各类电子产品的显示面板，如电脑显示屏的显示面板，或者智能穿戴电子产品显示屏的显示面板等。
101.由于具有前述各实施例的微型发光二极管（微型发光二极管201），显示面板200具有前述各实施例微型发光二极管带来的优点。
102.虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。