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發(fā)光二極管和包括發(fā)光二極管的發(fā)光二極管陣列的制作方法

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發(fā)光二極管和包括發(fā)光二極管的發(fā)光二極管陣列的制造方法與工藝
實(shí)施例涉及一種發(fā)光二極管和包括該發(fā)光二極管的發(fā)光二極管陣列。
背景技術(shù)
:諸如gan和algan等第iii-v族化合物半導(dǎo)體由于其許多優(yōu)點(diǎn)(例如,寬且容易調(diào)節(jié)的帶隙能量)而廣泛用于光電子學(xué)以及電子設(shè)備。特別地,使用第iii-v族或第ii-vi族化合物半導(dǎo)體材料的發(fā)光器件(諸如發(fā)光二極管和激光二極管)能夠憑借薄膜生長(zhǎng)技術(shù)和器件材料的發(fā)展呈現(xiàn)諸如紅色、綠色、藍(lán)色和紫外等各種顏色,能夠使用熒光材料或通過(guò)混色產(chǎn)生高效率的白光,并且與諸如熒光燈和白熾燈等常規(guī)光源相比,具有諸如低功耗、半永久壽命、快速響應(yīng)速度、安全以及環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。因此,這樣的發(fā)光器件越來(lái)越多地應(yīng)用于光通信單元的發(fā)送模塊、作為構(gòu)成液晶顯示(lcd)器件背光的冷陰極熒光燈(ccfl)的替代的發(fā)光二極管背光、使用白色發(fā)光二極管作為熒光燈或白熾燈的替代的照明裝置、車前燈、以及紅綠燈。在傳統(tǒng)的發(fā)光器件中,形成包括n型半導(dǎo)體層、有源層和p型半導(dǎo)體層的發(fā)光結(jié)構(gòu),并且當(dāng)經(jīng)由n型半導(dǎo)體層注入有源層的電子與經(jīng)由p型半導(dǎo)體層注入有源層的空穴結(jié)合時(shí),傳統(tǒng)發(fā)光器件發(fā)射的光具有的能量是由有源層的材料的本征能帶決定的。已經(jīng)作出了形成像素同時(shí)減小發(fā)光結(jié)構(gòu)的橫截面積的許多嘗試,但是因?yàn)槊總€(gè)發(fā)光結(jié)構(gòu)的厚度太大,所以難以實(shí)現(xiàn)超薄單位像素。也就是說(shuō),上述發(fā)光結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)在由藍(lán)寶石等形成的襯底上,然而,在生長(zhǎng)發(fā)光結(jié)構(gòu)之后將襯底保持原樣的水平型發(fā)光二極管中,或者在將金屬支撐件耦合到發(fā)光結(jié)構(gòu)的一部分之后去除襯底的垂直型發(fā)光二極管中,因?yàn)橐r底或金屬支撐件具有的厚度大,所以難以實(shí)現(xiàn)超薄像素。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:【技術(shù)問(wèn)題】實(shí)施例提供一種省略了生長(zhǎng)襯底或金屬支撐件的超薄發(fā)光二極管?!炯夹g(shù)方案】在一個(gè)實(shí)施例中,一種發(fā)光二極管包括:發(fā)光結(jié)構(gòu),包括:第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層;有源層,布置在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上;以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層,布置在有源層上;第一電極,布置在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層的一部分上;絕緣層,布置在第一電極、第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層、以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的一部分上,絕緣層具有dbr結(jié)構(gòu);以及第二電極,布置在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上,其中第一電極包括第一表面和第二表面,第一表面與布置在第一電極上的絕緣層接觸,第二表面與第一表面相對(duì)并被暴露。發(fā)光結(jié)構(gòu)可以包括第一臺(tái)面(mesa)區(qū)域,第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層可以包括第二臺(tái)面區(qū)域,并且第一電極可以布置在第二臺(tái)面區(qū)域中的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上。第一電極可以布置在第二臺(tái)面區(qū)域中的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層的側(cè)表面上。第一電極可以延伸到第二臺(tái)面區(qū)域的周邊。使第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層暴露的開放(open)區(qū)域可以布置在第一臺(tái)面區(qū)域上,并且第二電極的至少一部分可以布置在開放區(qū)域上。第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層、絕緣層和第二電極的至少一部分在第一臺(tái)面蝕刻區(qū)域的開放區(qū)域的周邊彼此重疊。dbr結(jié)構(gòu)可以形成為使得tio2和sio2的配置或ta2o5和sio2的配置重復(fù)至少兩次。第一電極可以包括歐姆層、反射層、以及布置在反射層上的耦合層。耦合層可以包括鈦(ti)。第二電極可以包括歐姆層和反射層。第二電極的歐姆層可以包括鉻(cr)、銀(ag)或鈦(ti)。第二電極的歐姆層可以具有1nm或更小的厚度。反射層可以包括:鉑(pt)和金(au)的合金,鎳(ni)和金(au)的合金,鋁(al)、鉑(au)和金(au)的合金,或鋁(al)、鎳(ni)和金(au)的合金。在另一個(gè)實(shí)施例中,一種發(fā)光二極管陣列包括電路板和多個(gè)發(fā)光二極管,每個(gè)發(fā)光二極管包括:發(fā)光結(jié)構(gòu),布置在電路板上且包括:第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層;有源層,布置在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上;以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層,布置在有源層上;第一電極,布置在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層的一部分上;絕緣層,布置在第一電極、第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層、以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的一部分上,絕緣層具有dbr結(jié)構(gòu);以及第二電極,布置在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上,其中第一電極包括第一表面和第二表面,第一表面與布置在第一電極上的絕緣層接觸,第二表面與第一表面相對(duì)并被暴露;以及各向異性導(dǎo)電膜(acf),布置在電路板與發(fā)光二極管之間,其中acf包括:基材;以及多個(gè)導(dǎo)電球,設(shè)置在基材中,并且導(dǎo)電球與電路板和第二電極接觸。絕緣層可以布置在第一電極的第一表面、第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層、以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的一部分上。第一電極的第二表面可以與第二臺(tái)面區(qū)域中的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層的上表面和側(cè)表面接觸。在再一個(gè)實(shí)施例中,一種發(fā)光二極管陣列包括電路板和多個(gè)發(fā)光二極管,每個(gè)發(fā)光二極管包括:發(fā)光結(jié)構(gòu),布置在電路板上且包括:第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層;有源層,布置在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層上;以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層,布置在有源層上;第一電極,布置在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層的一部分上;絕緣層,布置在第一電極、第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層、以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的一部分上,絕緣層具有dbr結(jié)構(gòu);及第二電極,布置在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上,其中第一電極包括第一表面和第二表面,第一表面與布置在第一電極上的絕緣層接觸,第二表面與第一表面相對(duì)并被暴露;以及各向異性導(dǎo)電膜(acf),布置在電路板與發(fā)光二極管之間,其中acf包括:基材;以及多個(gè)導(dǎo)電球,設(shè)置在基材中,并且導(dǎo)電球與電路板和第二電極接觸。每個(gè)發(fā)光二極管的第一電極可以在與電路板相對(duì)定向的區(qū)域中使用單個(gè)布線結(jié)構(gòu)連接到其他發(fā)光二極管的第一電極?!居幸嫘Ч扛鶕?jù)實(shí)施例的發(fā)光二極管和包括該發(fā)光二極管的發(fā)光二極管陣列,具有dbr結(jié)構(gòu)的絕緣層布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)的上表面、第二電極的上表面的一部分以及第一電極的上表面上,由此,從有源層發(fā)射的光可以被反射到發(fā)光二極管的下表面。此外,除了第一電極和第二電極之外,通過(guò)具有dbr結(jié)構(gòu)的絕緣層的反射,可以提高發(fā)光效率。而且,在形成第二電極的過(guò)程中,可以通過(guò)將第二電極形成得比透射導(dǎo)電層的開放區(qū)域?qū)挘瑏?lái)防止光泄漏。附圖說(shuō)明圖1是發(fā)光二極管的實(shí)施例的截面圖;圖2是示出第一電極的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)視圖;圖3是示出第二電極的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)視圖;圖4是示出鈍化層的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)視圖;圖5a至圖5j是示出發(fā)光二極管的制造工藝的視圖;圖6是圖1所示的發(fā)光二極管的俯視圖;圖7a和圖7b是圖1所示的發(fā)光二極管的立體圖和側(cè)視圖;以及圖8是示出包括發(fā)光二極管陣列的智能手表的實(shí)施例的視圖。具體實(shí)施方式下文將參考附圖詳細(xì)描述實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解,當(dāng)一個(gè)元件被稱為位于另一個(gè)元件“上”或“下”時(shí),其可以直接位于該元件上/下,或者也可以存在一個(gè)或多個(gè)介于中間的元件。當(dāng)一個(gè)元件被稱為位于“上”或“下”時(shí),基于該元件,可以包括“位于該元件下”以及“位于該元件上”。圖1是發(fā)光二極管的一個(gè)實(shí)施例的截面圖。根據(jù)該實(shí)施例的發(fā)光二極管100包括:發(fā)光結(jié)構(gòu)120,該發(fā)光結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122、有源層124以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層126;透射導(dǎo)電層130,布置在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層126上;第一電極142,布置在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122上;第二電極146,布置在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層126上;以及絕緣層150。發(fā)光結(jié)構(gòu)120包括第一臺(tái)面區(qū)域和第二臺(tái)面區(qū)域,其中第一臺(tái)面區(qū)域可以布置在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122、有源層124和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層126上,第二臺(tái)面區(qū)域可以僅布置在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122上。這是因?yàn)榈谝慌_(tái)面區(qū)域在暴露第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122的上表面以形成布置第一電極142的區(qū)域的第一蝕刻工藝中形成,第二臺(tái)面區(qū)域在蝕刻所暴露的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122的邊緣以增大布置第一電極142的區(qū)域的第二蝕刻工藝中形成,這將在后文進(jìn)行描述。雖然圖1示出了第一臺(tái)面區(qū)域和第二臺(tái)面區(qū)域的側(cè)表面大致垂直定向,但是實(shí)際上它們也可以傾斜預(yù)定角度。第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122可以由第iii-v族或第ii-vi族化合物半導(dǎo)體制成,并且可以摻雜有第一導(dǎo)電摻雜劑。第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122可以包括分子式為alxinyga(1-x-y)n(0≤x≤1,0≤y≤1,以及0≤x+y≤1)的半導(dǎo)體材料,并且可以由例如algan、gan、inalgan、algaas、gap、gaas、gaasp和algainp中的至少之一制成。當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電半導(dǎo)體層122是n型半導(dǎo)體層時(shí),第一導(dǎo)電摻雜劑可以包括諸如si、ge、sn、se或te等n型摻雜劑。第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122可以形成為具有單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu),但本公開不限于此。在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122中,第二臺(tái)面區(qū)域形成在第一臺(tái)面區(qū)域的一側(cè)(圖1中的右側(cè)),并且在第二臺(tái)面區(qū)域的右側(cè)形成高度差。有源層124布置在第一臺(tái)面區(qū)域上的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122的上表面上,并且可以包括單阱結(jié)構(gòu)、多阱結(jié)構(gòu)、單量子阱結(jié)構(gòu)、多量子阱(mqw)結(jié)構(gòu)、量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)以及量子線結(jié)構(gòu)中的一種。有源層124可以具有使用第iii-v族元素的化合物半導(dǎo)體材料的阱層和阻擋層,例如,可以具有由algan/algan、ingan/gan、ingan/ingan、algan/gan、inalgan/gan、gaas(ingaas)/algaas和gap(ingap)/algap中的至少之一制成的對(duì)結(jié)構(gòu),但本公開不限于此。阱層可以由能帶隙比阻擋層的能帶隙低的材料制成。第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層126可以使用半導(dǎo)體化合物形成在有源層124的表面上。第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層126可以由第iii-v族或第ii-vi族化合物半導(dǎo)體制成,并且可以摻雜有第二導(dǎo)電摻雜劑。第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層126可以由分子式例如為inxalyga1-x-yn(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤x+y≤1)的半導(dǎo)體材料制成,并且可以由algan、gan、alinn、algaas、gap、gaas、gaasp和algainp中的至少之一制成。第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層126可以摻雜有第二導(dǎo)電摻雜劑,并且當(dāng)?shù)诙?dǎo)電半導(dǎo)體層126是p型半導(dǎo)體層時(shí),第二導(dǎo)電摻雜劑可以是諸如mg、zn、ca、sr或ba等p型摻雜劑。第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層126可以形成為具有單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu),但是本公開不限于此。由氧化銦錫(ito)制成的透射導(dǎo)電層130形成在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層126上,從而促進(jìn)電流從第二電極146傳到第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層126。第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層126、有源層124和第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122被臺(tái)面蝕刻,使得蝕刻從第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層126進(jìn)行到第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122的一部分,從而暴露第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122以確保形成第一電極146的區(qū)域。第一電極142和第二電極146可以分別布置在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層126上。絕緣層150形成在發(fā)光結(jié)構(gòu)120上以及第一電極142的暴露表面上,絕緣層150的一部分在透射導(dǎo)電層130上是開放的,以暴露透射導(dǎo)電層130,并且絕緣層150可以形成為具有帶有至少兩個(gè)層的結(jié)構(gòu),后文對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述。在上述透射導(dǎo)電層130的暴露區(qū)域中,第二電極146可以與透射導(dǎo)電層直接接觸。在圖1中,使第二電極146與透射導(dǎo)電層130緊密接觸的區(qū)域的寬度w0與使透射導(dǎo)電層130和絕緣層150彼此接觸的開放區(qū)域的兩個(gè)相對(duì)側(cè)部分的寬度w1和w2之和的比的范圍可以為1比1至3比5,其中w0可以大于w1或w2,w1和w2可以彼此相等。具體地,使第二電極146與透射導(dǎo)電層130直接接觸的區(qū)域的寬度w0可以處于10μm至30μm的范圍,更具體地為22μm,而使透射導(dǎo)電層130和絕緣層150彼此接觸的開放區(qū)域的兩個(gè)相對(duì)側(cè)部分的寬度w1和w2之和可以處于10μm至50μm的范圍,更具體地為30μm。隨著使第二電極146與透射導(dǎo)電層130直接接觸的區(qū)域的寬度w0增加,到第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層126的電流注入增加,但是dbr結(jié)構(gòu)(后文進(jìn)行描述)的反射率可能降低。隨著使透射導(dǎo)電層130和絕緣層150彼此接觸的開放區(qū)域的兩個(gè)相對(duì)側(cè)部分的寬度w1和w2之和增大,dbr結(jié)構(gòu)的反射率增加,但是到第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層126的電流注入可能減少。下文參考圖6詳細(xì)描述透射導(dǎo)電層130、第二電極146和絕緣層150之間的配置關(guān)系。第一電極142可以布置在形成第二臺(tái)面區(qū)域的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122的上表面和側(cè)表面的一部分上,并且還可以從第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122的側(cè)表面向外延伸。第一電極142還可以布置在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122的與第二臺(tái)面區(qū)域具有高度差的一部分上。圖2是示出第一電極的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)視圖。第一電極142可以包括歐姆層142a、反射層142b和耦合層142c。歐姆層142a可以包括鉻(cr)或銀(ag),反射層142b可以包括鉑(pt)和金的合金、鎳(ni)和金的合金、鋁(al)、鉑(au)和金(au)的合金、以及鋁(al)、鎳(ni)和金(au)的合金之一或其組合,并且耦合層142c可以包括鈦(ti)。歐姆層142a是用于在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122與反射層142b之間進(jìn)行耦合的薄膜,并且可以具有厚度t1,其范圍為0.5nm至3nm,具體為1nm。如果歐姆層142a的厚度t1小于0.5nm,則可能不能平滑地實(shí)現(xiàn)第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122與反射層142b之間的歐姆接觸,而如果歐姆層142a的厚度t1大于3nm,則發(fā)生光吸收,因此第一電極142的光反射率可能降低。用于在反射層142b與絕緣層150之間進(jìn)行耦合的耦合層142c可以具有厚度t2,其范圍為10nm至200nm,具體為50nm。如果耦合層142c的厚度t2小于10nm,則可能不能平滑地實(shí)現(xiàn)絕緣層150與反射層142b之間的耦合,而如果耦合層142c的厚度t2大于200nm,則耦合層142c的應(yīng)力增加,因此產(chǎn)品的質(zhì)量可能會(huì)下降。第一電極142可以具有大約1μm的總厚度t3。圖3是示出第二電極的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)視圖。第二電極146可以包括歐姆層146a和反射層146b。歐姆層146a可以由鉻、銀或鈦制成,并且是在透射導(dǎo)電層130與反射層146b之間進(jìn)行耦合的薄膜,具有厚度t4,其范圍為0.5nm至3nm,具體為1nm。如果歐姆層146a的厚度t4小于0.5nm,則可能無(wú)法平滑地實(shí)現(xiàn)第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122與反射層146b之間的歐姆接觸,而如果歐姆層146a的厚度t4大于3nm,則發(fā)生光吸收,因此第二電極146的光反射率可能降低。反射層146b可以包括鉑(pt)和金的合金、鎳(ni)和金的合金、鋁(al)、鉑(au)和金(au)的合金、以及鋁(al)、鎳(ni)和金(au)的合金之一、或其組合。第二電極146具有總厚度t5,其可以等于第一電極142的總厚度t3。第二電極146布置在透射導(dǎo)電層130的開放區(qū)域上,如圖1所示,第二電極146可以在透射導(dǎo)電層130的一部分區(qū)域中與絕緣層150重疊。在形成第二電極146的過(guò)程中,當(dāng)?shù)诙姌O146形成為比透射導(dǎo)電層130的開放區(qū)域?qū)挄r(shí),可以防止光泄漏。此外,在圖1所示的發(fā)光二極管中,絕緣層150布置在發(fā)光二極管的上側(cè),并且由金屬制成的第二電極146布置在透射導(dǎo)電層130的開放區(qū)域上。絕緣層150和第二電極146都用作反射膜,并沿圖1中的向下方向反射光。圖4是示出絕緣層的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)視圖。在圖1的發(fā)光二極管100中,絕緣層150布置為覆蓋第一臺(tái)面蝕刻區(qū)域和第二臺(tái)面蝕刻區(qū)域,并且在其中形成有開放區(qū)域,通過(guò)該開放區(qū)域暴露透射導(dǎo)電層130的一部分。具有這種結(jié)構(gòu)的絕緣層150可以布置在表1中的區(qū)域a、區(qū)域b、區(qū)域c和區(qū)域d中,這將在后文進(jìn)行描述。為了防止第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122與第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層126之間的電接觸,絕緣層150可以由絕緣材料制成,特別是由具有高反射率的材料制成,用于反射從有源層124發(fā)出的光,并且例如可以形成dbr結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō),dbr結(jié)構(gòu)可以形成為使得具有不同折射率的兩種材料交替布置幾次至幾十次,圖4示出了第一層150a和第二層150b交替布置。第一層150a和第二層150b可以由例如tio2和sio2或ta2o5和sio2制成。在第一層150a和第二層150b由例如tio2和sio2制成的情況下,三個(gè)第一層150a和三個(gè)第二層150b可以被交替布置,其中第一層150a的厚度可以處于0.70nm至0.90nm的范圍,分別具體為0.75nm、0.82nm和0.75nm,而第二層150b的厚度可以處于0.35nm至0.55nm的范圍,分別具體為0.50nm、0.43nm和0.50nm。絕緣層150布置在第一電極142上和發(fā)光結(jié)構(gòu)120的暴露表面上,并且可以是開放的,使得透射導(dǎo)電層130的僅一部分通過(guò)其暴露。因此,在圖1的第一臺(tái)面蝕刻區(qū)域中,第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層126、絕緣層150和第二電極146的至少一部分在透射導(dǎo)電層130的開放區(qū)域的周邊彼此重疊。在具有上述結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管100中,沿圖1中的向上方向和橫向方向從有源層124發(fā)射的光被第一電極142、第二電極146和絕緣層150反射,因此被沿圖1中的向下方向引導(dǎo)。圖5a至圖5j是示出發(fā)光二極管的制造工藝的視圖。在單個(gè)工藝中在晶片級(jí)襯底上制造多個(gè)發(fā)光二極管;然而,為了便于理解,在一些附圖中僅示出了一個(gè)發(fā)光二極管。如圖5a所示,發(fā)光結(jié)構(gòu)120和透射導(dǎo)電層130在襯底110上生長(zhǎng)。襯底110可以是導(dǎo)電襯底或絕緣襯底,例如,可以由藍(lán)寶石(al2o3)、sio2、sic、si、gaas、gan、zno、gap、inp、ge和ga2o3中的至少之一形成。當(dāng)發(fā)光結(jié)構(gòu)120在由藍(lán)寶石形成的襯底110上生長(zhǎng)時(shí),因?yàn)橛傻壔牧闲纬傻陌l(fā)光結(jié)構(gòu)120與襯底110之間的晶格失配較大,并且它們之間的熱膨脹系數(shù)之差較大,所以可能發(fā)生位錯(cuò)、回熔、裂紋、凹坑、表面形態(tài)缺陷以及其它原因的結(jié)晶度惡化,因而可以形成由aln形成的緩沖層(未示出)。包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層的發(fā)光結(jié)構(gòu)120可以通過(guò)例如金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(mocvd)、化學(xué)氣相沉積(cvd)、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(pecvd)、分子束外延(mbe)、氫化物氣相外延(hvpe)等形成,但是本公開不限于此。由ito形成的透射導(dǎo)電層130可以生長(zhǎng)到例如40nm的厚度。襯底110的厚度可以是發(fā)光結(jié)構(gòu)120和透射導(dǎo)電層130的厚度的幾倍到幾百倍,但是為了便于說(shuō)明,以減小的厚度示出襯底110。隨后,如圖5b所示,通過(guò)對(duì)發(fā)光結(jié)構(gòu)120的一部分進(jìn)行第一蝕刻,暴露第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122的上表面的一部分。在這種情況下,發(fā)光結(jié)構(gòu)120的第一蝕刻部分的厚度t6可以為大約1μm,并且有源層124和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層126可以從除了第一臺(tái)面區(qū)域之外的區(qū)域去除。隨后,如圖5c所示,對(duì)通過(guò)第一蝕刻工藝暴露的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122的一部分執(zhí)行第二蝕刻工藝,并且通過(guò)第二蝕刻工藝去除的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122的區(qū)域的厚度t7可以是大約2μm。此外,第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122可以沿第二臺(tái)面區(qū)域的向上方向暴露。隨后,如圖5d所示,第一電極142可以形成在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122的形成第二臺(tái)面區(qū)域的上表面和側(cè)表面的一部分上以及第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122的與第二臺(tái)面區(qū)域具有高度差的一部分上。第一電極142具有上述結(jié)構(gòu),并且與第一臺(tái)面區(qū)域中發(fā)光結(jié)構(gòu)120的側(cè)表面間隔開,同時(shí)在其間形成預(yù)定區(qū)域,在該預(yù)定區(qū)域中布置有絕緣層150。例如,第一電極142可以形成為使得歐姆層由生長(zhǎng)到50nm厚度的ti形成,反射層由分別生長(zhǎng)到50nm、900nm厚度的ni和au形成,耦合層由生長(zhǎng)到50nm厚度的ti形成。隨后,如圖5e所示,絕緣層150可以通過(guò)沉積工藝生長(zhǎng)在第一電極142、透射導(dǎo)電層130上和發(fā)光結(jié)構(gòu)120的暴露表面上,并且絕緣層150可以形成為具有上述dbr結(jié)構(gòu),并且可以具有例如300nm的厚度。如上所述,在第二臺(tái)面區(qū)域中,第一電極142僅布置在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122的上表面的一部分上,因此絕緣層150可以在第二臺(tái)面區(qū)域上形成為具有臺(tái)階區(qū)域s。此外,絕緣層150可以布置在第一臺(tái)面區(qū)域上透射導(dǎo)電層130的周邊區(qū)域上,以暴露透射導(dǎo)電層130的中心區(qū)域。隨后,如圖5f所示,第二電極146可以生長(zhǎng)在透射導(dǎo)電層130的暴露的中心區(qū)域上。例如,第二電極146可以形成為使得歐姆層由生長(zhǎng)到50nm厚度的ti形成,反射層由分別生長(zhǎng)到50nm和900nm厚度的ni和au形成。隨后,如圖5g所示,通過(guò)將電路板200接合到發(fā)光二極管陣列,將第二電極146連接到電路板200。后文描述的各向異性導(dǎo)電膜(acf)可以用于第二電極146與電路板之間的電耦合。盡管圖5g中未示出,但第一電極可以布置在絕緣層150下方。如圖5h所示,acf210形成為使得多個(gè)導(dǎo)電球212設(shè)置在基材211中,其中,如果熱和壓力施加到此,則基材211會(huì)受到壓縮,使得發(fā)光二極管100和電路板200彼此耦合,此時(shí),導(dǎo)電球212可以將發(fā)光二極管100的第二電極146電連接到電路板200。隨后,如圖5i所示,襯底110和一部分的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122被去除。此時(shí),激光剝離(llo)方法可以用于去除襯底;然而,可以可替代地使用干蝕刻方法或濕式蝕刻方法。例如,在激光剝離方法的情況下,當(dāng)沿襯底110的方向聚焦并照射具有指定波長(zhǎng)的準(zhǔn)分子激光束時(shí),熱能可以聚集到襯底110與發(fā)光結(jié)構(gòu)120之間的界面,并且該界面可以分離成鎵和氮分子,因此可以從激光束穿過(guò)的區(qū)域的發(fā)光結(jié)構(gòu)瞬間去除襯底110。隨后,如圖5j所示,第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122的一部分可以通過(guò)蝕刻方法去除,直到第一電極142暴露為止,并且第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層122的被去除部分的厚度t8的范圍可以為例如2μm至3μm。隨后,當(dāng)每個(gè)發(fā)光二極管的第一電極142連接到電路板200時(shí),就完成了使多個(gè)發(fā)光二極管100連接到電路板的發(fā)光二極管陣列的形成。在發(fā)光二極管陣列中,多個(gè)發(fā)光二極管100的第一電極142和第二電極146可以分別連接到電路板200。雖然圖5j示出了發(fā)光二極管100的第二電極146通過(guò)acf210連接到上部電路板200,并且第一電極142沿向下方向暴露,但是相鄰的發(fā)光二極管100的第一電極142可以使用發(fā)光二極管100下側(cè)的單獨(dú)的單個(gè)布線結(jié)構(gòu)彼此連接,然后可以連接到電路板200。發(fā)光二極管陣列的高度(不包括電路板)可以是幾微米,一個(gè)發(fā)光二極管的水平長(zhǎng)度和垂直長(zhǎng)度可以小于100μm,并且多個(gè)發(fā)光二極管、例如400個(gè)發(fā)光二極管和1080個(gè)發(fā)光二極管可以分別布置在水平方向和垂直方向上,從而形成各種顯示裝置中的像素。此外,當(dāng)電路板被具體實(shí)施為柔性印刷電路板(fpcb)時(shí),可以實(shí)現(xiàn)能夠憑借支撐整個(gè)發(fā)光二極管陣列的fpcb的柔性來(lái)彎曲的發(fā)光二極管陣列。圖6是圖1所示的發(fā)光二極管的俯視圖。該圖示出了圖1所示的發(fā)光二極管的各個(gè)部件的尺寸。絕緣層150的垂直長(zhǎng)度w21可以處于10μm至40μm的范圍,具體為26μm,并且絕緣層150的水平長(zhǎng)度w22可以處于10μm至90μm的范圍,具體為73μm。示出了垂直邊(margin)a和水平邊b存在于絕緣層150的周邊,其中a可以為例如4.5μm,b可以為例如2.0μm。包括邊a和b的整個(gè)區(qū)域的垂直長(zhǎng)度w11可以處于10μm至50μm的范圍,具體為30μm,并且其水平長(zhǎng)度w12可以處于10μm至100μm的范圍,具體為82μm。在用于形成各個(gè)單位發(fā)光二極管的切割工藝之后,垂直長(zhǎng)度可以處于10μm至30μm的范圍,具體為20μm,水平長(zhǎng)度可以處于10μm至70μm的范圍,具體為50μm,并且可以從圖6所示的結(jié)構(gòu)去除包括絕緣層150的周邊區(qū)域的一部分。第一臺(tái)面區(qū)域的垂直長(zhǎng)度w31可以處于10μm至20μm的范圍,具體為14μm,第一臺(tái)面區(qū)域的水平長(zhǎng)度w32可以處于10μm至50μm的范圍,具體為30μm,并且第一臺(tái)面區(qū)域的形狀或尺寸可以與第二電極的形狀或尺寸相同。第二臺(tái)面區(qū)域的垂直長(zhǎng)度w41和水平長(zhǎng)度w42可以大于第一臺(tái)面區(qū)域的垂直長(zhǎng)度和水平長(zhǎng)度,其中第二臺(tái)面區(qū)域的垂直長(zhǎng)度w41可以處于10μm至30μm的范圍,具體為20μm,第二臺(tái)面區(qū)域的水平長(zhǎng)度w42可以處于10μm至70μm的范圍,具體為50μm。第一臺(tái)面區(qū)域中被界定為具有垂直長(zhǎng)度w61和水平長(zhǎng)度w62的區(qū)域可以是使透射導(dǎo)電層130與第二電極146接觸的區(qū)域,因?yàn)榻^緣層150沒有布置在該區(qū)域上,其中上述區(qū)域的垂直長(zhǎng)度w61可以處于2μm至10μm的范圍,具體為6μm,而上述區(qū)域的水平長(zhǎng)度w62可以處于10μm至30μm的范圍,具體為22μm。第一電極142的垂直長(zhǎng)度w51可以處于5μm至20μm的范圍,具體為10μm,第一電極142的水平長(zhǎng)度w52可以處于10μm至40μm的范圍,具體為27μm。第一電極142與第一臺(tái)面區(qū)域之間的距離d可以處于2μm至10μm的范圍,具體為大約7μm。因?yàn)榈谝浑姌O142實(shí)際上布置在第二臺(tái)面區(qū)域中布置的絕緣層150的下方,所以在圖6的俯視圖中可能看不見第一電極142。在上述切割工藝之后,第二臺(tái)面區(qū)域的周邊可以被完全去除,因此,第一電極142可以沿絕緣層150的向下方向暴露。圖7a和圖7b是圖1所示的發(fā)光二極管的立體圖和側(cè)視圖。圖7a和圖7b是示出根據(jù)絕緣層的上述成分的發(fā)光二極管的發(fā)光效率的視圖。a表示第一臺(tái)面區(qū)域的周邊,其中絕緣層和第二電極依次布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)上。b表示第一臺(tái)面區(qū)域的側(cè)表面,其中絕緣層布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)上,c表示第二臺(tái)面區(qū)域的上表面,其中絕緣層布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)上,d表示第二臺(tái)面區(qū)域的側(cè)表面,其中絕緣層布置在發(fā)光結(jié)構(gòu)上,e表示發(fā)光二極管的上部區(qū)域,其中如圖5h所示布置有acf,f表示發(fā)光結(jié)構(gòu)的下部區(qū)域,其中布置有空氣。表1示出根據(jù)圖7a和圖7b所示的a至f的成分變化的發(fā)光效率(lee)。[表1]abcdeflee實(shí)施例dbr/cr/aldbrdbrdbracf空氣37.27比較示例1dbr/cr/aldbr/cr/aldbrdbracf空氣35.24比較示例2sio2/cr/alsio2sio2sio2acf空氣27.60比較示例3sio2/cr/alsio2/cr/alsio2sio2acf空氣28.44比較示例4dbr/cr/aldbrdbrdbr空氣空氣37.89比較示例5dbr/cr/aldbr/cr/aldbrdbr空氣空氣35.59比較示例6sio2/cr/alsio2sio2sio2空氣空氣30.47比較示例7sio2/cr/alsio2/cr/alsio2sio2空氣空氣31.21從表1可以看出,根據(jù)實(shí)施例的包括具有上述成分的a至f的發(fā)光二極管具有優(yōu)異的發(fā)光效率(lee),并且值得注意的是,根據(jù)比較示例4的發(fā)光二極管的發(fā)光效率是在使用acf將發(fā)光二極管接合至電路板之前測(cè)量的。如上所述,發(fā)光二極管陣列可以形成各種顯示裝置中的像素,并且可以用作照明裝置的光源。具體地說(shuō),當(dāng)fpcb用作電路板時(shí),可以實(shí)現(xiàn)能夠憑借fpcb的柔性而彎曲的發(fā)光二極管陣列,因此,發(fā)光二極管陣列可以用作可穿戴裝置(例如,智能手表)的光源。圖8是示出包括發(fā)光二極管陣列的智能手表的實(shí)施例的視圖。智能手表300可以與外部數(shù)字設(shè)備執(zhí)行配對(duì),并且外部數(shù)字設(shè)備可以是可以連接到智能手表300從而與其進(jìn)行通信的數(shù)字設(shè)備,例如,智能手機(jī)400、膝上型電腦410、互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議電視(iptv)420等。上述發(fā)光二極管陣列310可以用作智能手表300的光源,智能手表300可以憑借fpcb的柔性佩戴在用戶的手腕上,并且發(fā)光二極管陣列310由于發(fā)光二極管的細(xì)小尺寸可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)像素。盡管已經(jīng)參考許多說(shuō)明性實(shí)施例描述了實(shí)施例,但是應(yīng)當(dāng)理解,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出落入本公開文本的原理的精神和范圍內(nèi)的許多其它修改和實(shí)施例。更具體地,在公開內(nèi)容、附圖和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi),主題組合排列的組成部分和/或排列的各種變型和修改是可行的。除了組成部分和/或排列的變型和修改之外,替代使用對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)也是顯而易見的。【工業(yè)實(shí)用性】根據(jù)實(shí)施例的發(fā)光二極管和包括該發(fā)光二極管的發(fā)光二極管陣列可以應(yīng)用于顯示裝置,具體地,可以應(yīng)用于諸如智能手表等柔性可穿戴裝置。當(dāng)前第1頁(yè)12
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