发光二极管器件的制作方法

本公开的实施例总体上涉及发光二极管(led)器件及其制造方法。更特别地，实施例涉及包括图案化透明导电氧化物层的发光二极管器件。

背景技术：

1、发光二极管(led)是一种半导体光源，当电流流过它时，其发射可见光。led组合了p型半导体和n型半导体。led通常使用iii-v族化合物半导体。iii-v族化合物半导体在比使用其他半导体的器件更高的温度下提供稳定的操作。iii-v族化合物通常形成在由蓝宝石氧化铝(al2o3)或碳化硅(sic)形成的衬底上。

2、各种新兴的显示器应用(其包括可穿戴设备、头戴式显示器和大面积显示器)需要由高密度microled(μled或uled)阵列组成的小型化芯片，其横向尺寸低至小于100μm×100μm。microled(uled)的直径或宽度通常具有约50μm或更小的尺寸，其用于通过紧密排列包含红色、蓝色和绿色波长的microled来制造彩色显示器。

3、低损耗光学材料和结构的使用已经促进了开发更有效的半导体光电器件的动力。通常，在这些器件中，存在一种与电接触相关联的光学和电学性能参数之间的折衷，较好的电学性质通常导致较高的光学损耗，并且反之亦然。透明导电氧化物(tco)是这样一类已经被探索用来提高半导体发光器件效率的材料，因为透明导电氧化物可以提供足够的电流扩散和电注入，同时相对于金属接触引入相对少的光学损耗。这些tco的开发通常涉及膜厚度和材料参数的优化，使得对于给定的应用获得期望的光学和电学性质，但是光学和电学性质之间的折衷仍然是基本的。因此，需要具有改善的光电性质的led器件。

技术实现思路

1、本公开的实施例针对led器件和用于它们的制造的方法。第一方面涉及一种发光二极管(led)器件，其包括：包括半导体层的台面，该半导体层包括n型层、有源层和p型层；台面的顶表面上的图案化透明导电氧化物层，该图案化透明导电氧化物层具有第一厚度的第一部分和第二厚度的第二部分，第二厚度小于第一厚度；在图案化透明导电氧化物层的顶表面上的电介质层，该电介质层包括至少一个通孔开口，该至少一个通孔开口具有暴露图案化透明导电氧化物层的第一部分的顶表面的侧壁和底部；以及在电介质层上并与图案化透明导电氧化物层的第一部分电连通的接触。

2、本公开的另一方面涉及制造发光二极管(led)器件的方法，包括：在半导体表面上沉积透明导电氧化物层；图案化所述透明导电氧化物层以形成图案化透明导电氧化物层，所述图案化透明导电氧化物层具有第一厚度的第一部分和第二厚度的第二部分；在图案化透明导电氧化物层上沉积电介质层；在电介质层中形成通孔开口；以及在电介质层上和通孔开口中形成接触，该接触与图案化透明导电氧化物层电连通。

3、本公开的另一方面涉及发光二极管(led)器件，包括：包括半导体层的台面，所述半导体层包括n型层、有源层和p型层；在台面的顶表面上的图案化透明导电氧化物层，该图案化透明导电氧化物层具有第一厚度的第一部分和第二厚度的第二部分，第二厚度小于第一厚度，该图案化透明导电氧化物层包括掺铟氧化锡、掺铝氧化锌、掺铟氧化镉、氧化铟、氧化锡、氧化钨、铜铝氧化物、锶铜氧化物、掺钆氧化锌和掺锌氧化锡中的一种或多种，第一厚度在从约1nm至约100nm的范围内，并且第二厚度在从约0nm至约50nm的范围内；在图案化透明导电氧化物层的顶表面上的电介质层，该电介质层包括至少一个通孔开口，该至少一个通孔开口具有暴露图案化透明导电氧化物层的第一部分的顶表面的侧壁和底部；以及在电介质层上并与图案化透明导电氧化物层的第一部分电连通的接触。

技术特征：

1.一种发光二极管(led)器件，包括：

2.根据权利要求1所述的led器件，其中所述第一厚度在从约1nm至约500nm的范围内。

3.根据权利要求1所述的led器件，其中所述第二厚度在从约0nm至约500nm的范围内。

4.根据权利要求1所述的led器件，其中所述至少一个通孔开口的宽度在约1微米至约30微米的范围内。

5.根据权利要求1所述的led器件，其中所述第二部分的宽度在约1微米至约30微米的范围内。

6.根据权利要求1所述的led器件，其中所述电介质层的厚度大于约300nm。

7.根据权利要求1所述的led器件，其中所述图案化透明导电氧化物层包括掺铟氧化锡、掺铝氧化锌、掺铟氧化镉、氧化铟、氧化锡、氧化钨、铜铝氧化物、锶铜氧化物、掺钆氧化锌和掺锌氧化锡中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的led器件，其中所述接触包括选自银(ag)、铝(al)、金(au)、铜(cu)、钯(pd)和铂(pt)中的一种或多种的材料。

9.根据权利要求1所述的led器件，其中所述电介质层包括氧化硅(siox)、氧化铝(alox)、氮化硅(sin)、氧化钛(tiox)、氧化铌(nbox)、氧化钽(taox)中的一种或多种。

10.一种制造发光二极管(led)器件的方法，所述方法包括：

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一厚度在从约1nm至约500nm的范围内，并且所述第二厚度在从约0nm至约500nm的范围内。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述通孔开口具有至少一个侧壁和底表面，所述底表面包括所述图案化透明导电氧化物层的第一部分的顶表面。

13.根据权利要求10所述的方法，其中所述第二部分的宽度在约2微米至约30微米的范围内。

14.根据权利要求10所述的方法，还包括用干法蚀刻处理和化学处理中的一种或多种处理所述图案化透明导电氧化物层。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述化学处理包括用氧气(o2)、氯气(cl2)、三氯化硼(bcl3)、六氟化硫(sf6)、三氟甲烷(chf3)、氮气(n2)、氩(ar2)、盐酸(hcl)、氢氟酸(hf)、缓冲氧化物蚀刻剂、氨(nh4)、过氧化氢(h2o2)和光刻胶剥离化学品中的一种或多种进行处理。

16.根据权利要求10所述的方法，还包括在沉积所述电介质层之前，在所述图案化透明导电氧化物层上沉积膜，所述膜包括氧化硅(siox)、氮化硅(sin)、氮化镓(gan)和氧化锌(zno)中的一种或多种。

17.根据权利要求15所述的方法，还包括对所述图案化透明导电氧化物层进行退火。

18.根据权利要求10所述的方法，还包括沉积第二透明导电氧化物层并图案化所述第二透明导电氧化物层。

19.根据权利要求10所述的方法，其中所述图案化透明导电氧化物层包括掺铟氧化锡、掺铝氧化锌、掺铟氧化镉、氧化铟、氧化锡、氧化钨、铜铝氧化物、锶铜氧化物、掺钆氧化锌和掺锌氧化锡中的一种或多种。

20.一种发光二极管(led)器件，包括：

技术总结
描述了包括具有半导体层的台面的发光二极管(LED)器件，半导体层包括N型层、有源层和P型层。图案化透明导电氧化物层在台面的顶表面上。图案化透明导电氧化物层具有第一厚度的第一部分和第二厚度的第二部分，第二厚度小于第一厚度。LED的光学损耗在透明导电氧化物层的变薄区域中减少。

技术研发人员：J·迪玛利亚,E·W·杨
受保护的技术使用者：亮锐有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13