一种发光二极管的制作方法

1.本实用新型涉及显示技术领域，特别涉及一种发光二极管。


背景技术：

2.led芯片因其高亮度、低电压、低能耗、寿命长等优点广泛的应用在照明、户内外显示屏、背光源、显示灯等各个领域。所面临的使用条件和环境各种各样，尤其是在户内外显示屏使用环境更加严苛。在显示屏终端应用过程中受到高温、水汽、化学腐蚀等环境影响。芯片通电点亮(正向电流)及关闭(负向电压)的状态下，金属元素被电解成离子状态，在正向电流及负向电压的电场作用下发生迁移的现象，导致死灯异常。
3.这种死灯现象发生的根本原因是发生了电化学反应，要想杜绝这种现象的发生，必须要隔绝水汽，让芯片表面以及内部形成不了电解质溶液的环境。在传统的户内显示发光二极管芯片工艺中，一般采用pecvd沉积sio2材料钝化层进行芯片保护，但由于sio2本身具有一定的亲水性，且致密性不够，无法阻隔水汽沾到芯片表面以及进入芯片内部。


技术实现要素：

4.基于此，本实用新型的目的是提供一种发光二极管，用于解决现有技术中采用sio2材料钝化层进行芯片保护，无法阻隔水汽沾到芯片表面以及进入芯片内部，导致对芯片的防护效果差的技术问题。
5.本实用新型一方面提出一种发光二极管，包括衬底以及设置在所述衬底上的外延结构，所述外延结构包括依次层叠设置在所述衬底上的第一类型半导体层、发光层、第二类型半导体层及钝化层，所述第一类型半导体层和所述第二类型半导体层分别电性连接有第一电极和第二电极；
6.所述钝化层的上表面通过蚀刻形成有多个凸起结构。
7.上述发光二极管，通过在常规钝化层的表面蚀刻形成多个凸起结构，使得钝化层的表面具有超疏水特性，水滴就不容易沾到芯片表面，解决了现有技术中，采用sio2材料钝化层进行芯片保护，无法阻隔水汽沾到芯片表面以及进入芯片内部，导致对芯片的防护效果差的技术问题。
8.进一步地，所述发光二极管，其中，所述凸起结构的直径为1～50nm。
9.进一步地，所述发光二极管，其中，所述凸起结构的高度为1～50nm。
10.进一步地，所述发光二极管，其中，相邻两个凸起结构之间形成有凹槽。
11.进一步地，所述发光二极管，其中，所述凹槽纵截面的宽度为1～50nm。
12.进一步地，所述发光二极管，其中，所述凹槽的深度为1～50nm。
13.进一步地，所述发光二极管，其中，所述钝化层由sio2、al2o3或sin
x
的一种或多种组成。
14.进一步地，所述发光二极管，其中，所述钝化层的厚度为40～2000nm。
15.进一步地，所述发光二极管，其中，所述第二类型半导体层和所述第二电极之间还
设置有用于扩展电流的透明导电层。
16.进一步地，所述发光二极管，其中，所述透明导电层是氧化铟锡层、氧化锌层、石墨烯层、氧化镉锡层、氧化铟层、氧化锑锡层氧化锌锡层中的一种或者至少两种的组合。
附图说明
17.图1为本实用新型中发光二极管的层状结构示意图；
18.图2为本实用新型中钝化层的制备工艺流程图；
19.图3为本实用新型中钝化层的结构示意图；
20.主要元件符号说明：
[0021][0022][0023]
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
[0024]
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。
[0025]
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0026]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0027]
请参阅图1至图3，所示为本实用新型第一实施例中的发光二极管，包括衬底1以及设置在所述衬底1上的外延结构，所述外延结构包括依次层叠设置在所述衬底1上的第一类型半导体层2、发光层3、第二类型半导体层4及钝化层6，所述第一类型半导体层2和所述第二类型半导体层4分别电性连接有第一电极7和第二电极8；
[0028]
所述钝化层6的上表面通过蚀刻形成有多个凸起结构9。
[0029]
本实施例中，衬底1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1以蓝宝石衬底1(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1材质与晶格方向。可以对衬底1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。
[0030]
本实施例中，第一类型半导体层2为n型掺杂半导体层，用于提供电子，第二类型半导体层4为p型掺杂半导体层，用于提供空穴，空穴和电子在发光层3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，其中，第一电极7和第二电极8分别是n型电极和p型电极，两者可以是包含cr、al、au、pt、ni、ti等金属或与其合金组成的叠层或单层。
[0031]
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法于衬上制作而成。发光层3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2或/和第二类型半导体层4可以为氮化镓基、砷化镓基或者磷化镓基材质。发光层3可以为单量子阱或多量子阱结构。
[0032]
具体参阅图2，在本实施例中，凸起结构9形成的工序为：先通过镀膜设备在常规钝化层6表面镀膜一层金属层10，再对其进行高温有氧退火，在常规钝化层6表面形成微观粗糙颗粒11，通过微观粗糙颗粒11充当掩膜，在此基础上，利用干法刻蚀，在常规钝化层6表面刻出凹凸不平的凹槽，即凸起结构9，最后去除常规钝化层6表面的微观粗糙颗粒11，得到具有超疏水结构的钝化层6。其中，所述金属层10为al、zn、ag中的任意一种。本实施例优选采用al。
[0033]
在本实施例中，所述金属层10的厚度为1～10nm。具体可以用电子束蒸镀或者磁控溅射镀膜设备进行高精度控制厚度镀膜，可根据需求适应性调整金属层10的厚度。
[0034]
在本实施例中，所述凸起结构9的直径为1～50nm，所述凸起结构9的高度为1～50nm。相邻两个凸起结构9之间形成有凹槽，所述凹槽纵截面的宽度为1～50nm，所述凹槽的深度为1～50nm。
[0035]
进一步地，所述第二类型半导体层4和所述第二电极8之间还设置有用于扩展电流的透明导电层5。在本实施例中，所述透明导电层5是氧化铟锡层、氧化锌层、石墨烯层、氧化镉锡层、氧化铟层、氧化锑锡层或氧化锌锡层中的一种或者至少两种的组合。本实施例优选为氧化锌层。
[0036]
具体地，所述钝化层6由sio2、al2o3或sin
x
的一种或多种组成。所述钝化层6的厚度为40～2000nm。钝化层6覆盖整个芯片表面，但在对应第一电极7和第二电极8端面的位置需要做开孔，用于露出焊线部分。
[0037]
实际应用中，为检验钝化层6的疏水性，可将水滴在超疏水钝化层6上，利用接触角测量仪器量测出接触角θ，大于150
°
就判断为具有超疏水特性。
[0038]
综上，本实用新型上述实施例当中的发光二极管，通过在常规钝化层6的表面蚀刻形成多个凸起结构9，无须增加新设备或新材料，就可以让芯片表面达到超疏水特性，从根本上解决了电化学金属迁移引起的显示发光二极管失效问题。解决了现有技术中，采用sio2材料钝化层6进行芯片保护，无法阻隔水汽沾到芯片表面以及进入芯片内部，导致对芯
片的防护效果差的技术问题。
[0039]
本实用新型第二实施例还提供了一种电子设备，包括上述技术方案中所述的发光二极管。
[0040]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0041]
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。