具有多个发光元件的发光二极管及其制造方法_2

文档序号:9355420阅读:来源:国知局
57a而暴露的上表面。虽然蚀刻凹槽57a可连续形成于发光元件60周围,但蚀刻凹槽57a可限于其上形成布线63的一些区域。隔离沟槽60h形成于发光元件60周围,且隔离沟槽60h的至少一部分形成于蚀刻凹槽57a内。如图2所示,蚀刻凹槽57a具有侧壁,侧壁形成的斜坡比隔离沟槽60h的侧壁更缓。隔离沟槽60h的侧壁可具有相对陡峭的斜坡且隔离沟槽60h的入口可具有小于5 μπι的宽度。此处,使用干法或湿法蚀刻形成隔离沟槽60h。
[0036]透明电极59设置在每个发光元件60的第二导电型半导体层59上,并与第二导电型半导体层59形成欧姆接触。透明电极59可以由例如铟锡氧化物(ITO)的透明氧化物或例如镍/金(Ni/Au)的透明金属层形成。
[0037]绝缘材料60i填充隔离沟槽60h。绝缘材料60i可包括聚酰亚胺。聚酰亚胺由于其良好的耐热性而表现出较小的热收缩性,并表现出突出的耐冲击性、尺寸稳定性和绝热性能。此外,聚酰亚胺具有比氮化镓的折射率(约2.45)更低的折射率(约1.7),且因此适合于在第一导电型半导体层53中传播的光的全反射。
[0038]绝缘材料60i设置在隔离沟槽60h中且可具有与第一导电型半导体层53的暴露的上表面齐平或设置在其下方的上表面。
[0039]绝缘层61覆盖发光元件60的侧面,并具有使第一导电型半导体层53的上表面和透明电极59的上表面暴露的开口。绝缘层61可由氧化硅或氮化硅形成,且绝缘层61的一部分可覆盖绝缘材料60i的上表面。
[0040]布线63将一个(第一)发光元件的第一导电型半导体层53电连接到另一个(第二)发光元件的第二导电型半导体层57。如图2所示,布线63可将第一导电型半导体层53的暴露的上表面连接到透明电极59。
[0041]布线63设置在绝缘材料60i的上侧之上,并通过绝缘层61与第二发光元件60的侧面绝缘。此外,被布线63所覆盖的发光元件60的侧面具有相对平缓斜坡。此外,布线63形成于其上的发光元件60的侧面的一部分具有比发光元件60的总高度或隔离沟槽60h的高度更小的高度。因此,由于布线63可具有比典型发光二极管的布线更短的长度,因此可减少通过布线63的光吸收,并且可以更容易地形成布线63且可以防止其断开。
[0042]根据所述实施例,由于不必将布线63形成于隔离沟槽60h中,因此隔离沟槽60h可以具有窄的宽度。因此,可以减轻由于形成隔离沟槽60h而引起的发光区域的减小。
[0043]图3是根据本发明的另一实施例的发光二极管的剖视图。
[0044]参照图3,除了隔离沟槽70h是由激光加工形成之外,根据所述实施例的发光二极管大体上类似于图2的发光二极管。
[0045]也就是说,隔离沟槽70h由激光辐射形成,且因此可延伸至基板51的内部。由于隔离沟槽70h由激光辐射形成,因此隔离沟槽70h可随着隔离沟槽70h与基板51之间的距离的减小而具有更小的宽度。当隔离沟槽70h由激光辐射形成时,进行磷酸处理(90°C至120°C,5分钟至12分钟)以除去由于激光辐射形成的氮化镓层缺陷。
[0046]根据所述实施例,隔离沟槽70h由激光加工形成且因此可具有进一步减小的宽度。
[0047]图4是根据本发明的再一个实施例的发光二极管的剖视图。
[0048]参照图4,除了绝缘材料70i是由纳米颗粒形成之外,根据所述实施例的发光二极管大体上类似于图2的发光二极管。
[0049]也就是说,根据所述实施例,绝缘材料70i包括纳米颗粒,且这些纳米颗粒可为(例如)纳米级球形二氧化硅。使用具有相对较低的折射率(特别是约1.46的折射率)的纳米颗粒,从而通过纳米颗粒经第一导电型半导体层53中传播的光的反射来提高光提取效率。此外,由于折射率为I的空气保留在纳米颗粒之间,因此光可更好地被反射。
[0050]图5是根据本发明的又一实施例的发光二极管的剖视图。
[0051]参照图5,除了如参照图4所描述的绝缘材料70i是由纳米颗粒形成之外,根据所述实施例的发光二极管大体上类似于图3的发光二极管。
[0052]图6是根据本发明的又一实施例的发光二极管的剖视图。
[0053]参照图6,除了空气隙70v保留在绝缘材料60i与基板51之间外,根据所述实施例的发光二极管大体上类似于图3的发光二极管。也就是说,绝缘材料60i没有完全填充隔离沟槽70h,且空气隙70v形成于隔离沟槽70h的下部中。
[0054]由于空气隙70v具有的反射率为I且因此比聚酰亚胺60i更有利于全内反射,因此发光二极管可具有进一步改善的光提取效率。
[0055]图7是根据本发明的又一实施例的发光二极管的剖视图。
[0056]参照图7,除了设置纳米颗粒70i代替空气隙70v之外,根据所述实施例的发光二极管大体上类似于图6的发光二极管。
[0057]也就是说,纳米颗粒70i设置于隔离沟槽70h的下部中,且聚酰亚胺60i可设置在纳米颗粒70i上。
[0058]图8是根据本发明的又一实施例的发光二极管的剖视图。
[0059]参照图8,除了隔离沟槽SOh具有反向倾斜的侧壁之外,根据所述实施例的发光二极管大体上类似于图2的发光二极管。
[0060]由于在第一导电型半导体层53中传播的光可通过调整侧壁的斜坡而容易地发射到外面,因此发光二极管可具有进一步改善的光提取效率。
[0061 ] 可通过形成图2中的隔离沟槽60h来形成隔离沟槽80h,接着进行硫酸-磷酸处理(H2SO4: H 3P04= 3: I,280°C,约 5 分钟)。
[0062]图9是根据本发明的又一个实施例的发光二极管的剖视图。
[0063]参照图9,除了隔离沟槽90h具有反向倾斜的侧壁之外,根据所述实施例的发光二极管大体上类似于图3的发光二极管。
[0064]可通过形成图3中的隔离沟槽70h来形成隔离沟槽90h,接着进行硫酸-磷酸处理(H2SO4: H3PO4= 3: 1,280°C,约5分钟)。因此,延伸至基板51内部的隔离沟槽70h保留下来。
[0065]图10是根据本发明的又一个实施例的发光二极管的剖视图。
[0066]参照图10,除了如参照图4所描述的绝缘材料70i是由纳米颗粒形成之外,根据所述实施例的发光二极管大体上类似于图8的发光二极管。
[0067]图11是根据本发明的又一个实施例的发光二极管的剖视图。
[0068]参照图11,除了纳米颗粒70i设置于隔离沟槽90h的下部中且聚酰亚胺60i设置于隔离沟槽90h的上部中,根据所述实施例的发光二极管大体上类似于图10的发光二极管。
[0069]图12和图13是根据本发明的一个实施例的用于制造发光二极管的方法的剖视图。
[0070]参照图12,首先,在基板51上生长第一导电型半导体层53、有源层55和第二导电型半导体层57。半导体层由基于氮化镓的半导体形成并可使用例如MOCVD、MBE等的生长技术来生长。虽然未在图12中示出,在生长第一导电型半导体层53之前可以生长缓冲层。
[0071]接下来,通过蚀刻第二导电型半导体层57和有源层55来形成暴露第一导电型半导体层53的蚀刻凹槽57a。第一导电型半导体层53具有通过蚀刻凹槽57a暴露的上表面。如图12所示,蚀刻凹槽57a具有侧壁,其具有相对缓的斜坡。
[0072]参照图13,形成将多个发光元件60彼此电隔离的隔离沟槽60h。在形成隔离沟槽60h之前,可形成覆盖除隔离沟槽60h之外的其它区域的掩模图案58。掩模图案58可由氧化硅或氮化硅形成。
[0073]接下来,可通过干法或湿法蚀刻通过掩模图案
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