本發明涉及半導體器件領域,具體地,涉及一種發光二極管及其制造方法及發光二極管封裝體及顯示裝置。
背景技術:
1、micro?led(micro?light?emitting?diode,微型發光二極管)顯示已經廣泛應用,其被廣泛地應用到背光、vr屏幕、手機顯示屏、小型顯示屏等領域。
2、當前mini?led倒裝發光二極管(flip?chip)通常直接于發光二極管上方制作錫電極取代傳統的金電極,并搭配助焊劑來固定發光二極管,再經由回流焊工藝進行固晶作業,此方法藉由取消刷錫膏作業,大大地提高焊接的便利性,因此受到許多制造商采用。然而,近年來micro?led芯片結構開始使用錫電極結構,然后使用與上述金電極同樣的焊接技術來進行micro?led巨量轉移后的固晶工藝。上述僅僅采用錫電極取代傳統的金電極,但對于尺寸較小的micro?led,位于表面的錫電極面積也會相應縮小(單邊尺寸<20μm),這就導致焊接難度也隨之增加,并且在容易造成焊接效果差、電極易出現斷裂、剝離等缺陷,導致焊接良率不佳,進而影響器件的可靠性和電學及光學性能。
技術實現思路
1、鑒于以上所述現有技術中micro?led芯片的焊機及轉移中存在的問題,本技術提供一種發光二極管及其制造方法及發光二極管封裝體及顯示裝置,本發明的發光二極管中,外延結構具有在第一方向上相對設置的第一表面和第二表面。電極結構形成在發光外延結構的第一表面側,電極結構包括形成在外延結構的電極臺面上方與第一半導體層連接的第一電極,以及位于外延結構的發光臺面上方與第二半導體層連接的第二電極,第一電極和第二電極在第二方向上間隔排布,第一電極自所述電極臺面延伸覆蓋第一電極側的外延結構的部分表面以及至少一個側壁,第二電極覆蓋第二電極側的外延結構的部分表面及至少一個側壁。
2、為實現上述目的及其它相關目的,本發明一方面提供了一種發光二極管,其包括:
3、外延結構,具有在第一方向上相對設置的第一表面和第二表面;所述外延結構包括沿所述第一方向依次疊置的第一半導體層、有源層及第二半導體層,所述外延結構形成發光臺面及電極臺面,所述電極臺面貫穿所述第二半導體層和有源層暴露所述第一半導體層;
4、電極結構,形成在所述發光外延結構的第一表面側,所述電極結構包括形成在所述電極臺面上方與所述第一半導體層連接的第一電極,以及位于所述發光臺面上方與所述第二半導體層連接的第二電極,所述第一電極和所述第二電極在第二方向上間隔排布,所述第一電極自所述電極臺面延伸覆蓋所述第一電極側的所述外延結構的部分表面以及至少一個側壁,所述第二電極覆蓋所述第二電極側的所述外延結構的部分表面及至少一個側壁;所述第一方向和所述第二方向相交。
5、本發明的另一方面提供一種發光二極管制造方法,包括以下步驟:
6、提供生長襯底,在所述生長襯底上方依次生長第一半導體層、有源層及第二半導體層以形成外延結構,所述外延結構靠近所述生長襯底的一側的表面為第二表面,遠離所述生長襯底的一側的表面為第一表面;
7、自所述第一表面側依次刻蝕所述第二半導體層和所述有源層以形成暴露所述第一半導體層的電極臺面,所述電極臺面之外的外延結構形成發光臺面;
8、形成電極結構,所述發光外延結構的第一表面側,在所述電極臺面上方形成與所述第一半導體層連接的第一電極,在所述發光臺面上方形成與所述第二半導體層連接的第二電極,所述第一電極和所述第二電極在第二方向上間隔排布,所述第一電極自所述電極臺面延伸覆蓋所述第一電極側的所述外延結構的部分表面以及至少一個側壁,所述第二電極覆蓋所述第二電極側的所述外延結構的部分表面及至少一個側壁。
9、本發明的另一方面提供一種發光二極管,其至少包括:
10、外延結構,具有在第一方向上相對設置的第一表面和第二表面;所述外延結構包括沿所述第一方向依次疊置的第一半導體層、有源層及第二半導體層,所述外延結構形成發光臺面及電極臺面,所述電極臺面貫穿所述第二半導體層和有源層暴露所述第一半導體層;
11、第一絕緣層,位于所述外延結構的表面,并且覆蓋所述發光臺面及所述電極臺面的側壁及部分表面;
12、金屬反射鏡,形成在所述第一絕緣層上方,所述金屬反射鏡覆蓋所述發光臺面及所述電極臺面的表面及側壁。
13、本發明的另一方面提供一種發光二極管封裝體,其包括多個發光單元,多個所述發光單元為本發明提供的任意一種發光二極管,其中多個所述發光單元的第一電極相互串聯。
14、本發明的又一方面提供一種顯示裝置,其包括電路基板和若干發光體,所述發光體包括本發明提供的發光二極管封裝體和/或發光二極管。
15、如上所述,本發明提供的發光二極管及其制造方法及發光二極管封裝體、顯示裝置,至少具備如下有益技術效果:
16、本發明的發光二極管中,發光外延結構具有在第一方向上相對設置的第一表面和第二表面。電極結構形成在發光外延結構的第一表面側,電極結構包括形成在外延結構的電極臺面上方與第一半導體層連接的第一電極,以及位于外延結構的發光臺面上方與第二半導體層連接的第二電極,第一電極和第二電極在第二方向上間隔排布,第一電極自所述電極臺面延伸覆蓋第一電極側的外延結構的部分表面以及至少一個側壁,第二電極覆蓋第二電極側的外延結構的部分表面及至少一個側壁。如上電極結構自外延結構的表面擴展延伸覆蓋所在側的外延結構的部分表面及至少一個側壁,由此使得電極結構的接觸面積顯著增加,由此能夠降低焊接難度,減少或者避免焊接不良現象,提高發光二極管的可靠性。
17、其次,電極結構覆蓋所在側的外延結構的至少一個側壁,因此可以根據芯片焊接時電極結構的連接位置,選擇性地覆蓋至相應的側壁處,增加發光二極管的焊接可適應性,避免電極結構不必要的外露,由此也能夠進一步提高器件的可靠性。
18、本發明的發光二極管在電極結構和外延結構之間還包括第一絕緣層和金屬反射鏡,第一絕緣層覆蓋外延結構的表面及側壁,金屬反射鏡形成在第一絕緣層的上方覆蓋第一絕緣層,在第一電極和第二電極之間形成一斷開間隙。該第一絕緣層可以是透明絕緣層也可以是由具有不同折射率的材料層交替堆疊形成的dbr結構。dbr結構能夠增加對有外延結構輻射的光的反射,提高發光二極管的出光效率。金屬反射鏡同樣對外延結構輻射的光進行反射,提高發光二極管的出光效果。同時當第一絕緣層為dbr結構時,該dbr結構與金屬反射鏡形成全反射結構,使得外延結構輻射的光能夠被完全反射至出光面,進一步提高出光效果。
19、另外,本發明的發光二極管的邊緣處形成為延伸臺面,第一絕緣層覆蓋該延伸臺面的表面并且端部延伸超出延伸臺面的邊緣。延伸臺面的側壁處形成有第二絕緣層,該第二絕緣層與第一絕緣層形成連續結構。由此使得整個外延結構無外露部分,也就能夠減少甚至避免外延結構受到外界的水汽、雜質等的污染或損傷,由此提高發光二極管的結構完整性,提高其可靠性。外延結構的第二表面側作為發光二極管的出光面側,可以形成為粗化表面,由此增加光取出率。相應地,該粗化表面上方還可以形成有第三絕緣層,該第三絕緣層與第二絕緣層形成連續結構,由此外延結構的表面被絕緣層完整覆蓋,有利于提高其可靠性。該第三絕緣層還可以形成為具有增透特征的絕緣層以進一步提高發光二極管的光取出率。