[發明專利]薄膜型發光二極管及其制作方法

有效

• 申請號: 201710057326.1
• 申請日: 2017-01-26
• 公開（公告）號: CN106876547B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 鐘志白;鄭錦堅;楊力勛;李佳恩;徐宸科;康俊勇
• 申請（專利權）人: 廈門市三安光電科技有限公司
• 主分類號: H01L33/20
• 分類號: H01L33/20;H01L33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種薄膜型發光二極管及其制作方法，其采用圖形化襯底進行外延生長，然后進行芯片制程中在襯底剝離過程中，使襯底圖形的尖端從其襯底主體上斷裂并保留在外延層上，從而在發光外延疊層的出光面上形成藍寶石微透鏡。所述薄膜型發光二極管包括發光外延疊層，所述發光外延疊層包含第一類型導體層、發光層和第二類型半導體層，其表面設有一系列由透明生長襯底構成的微透鏡。

技術領域

本發明涉及一種半導體發光器件的制作方法，更具體地為一種薄膜型發光二極管及其制作方法。

背景技術

發光二極管（Light Emitting Diode，簡稱LED）具有低能耗、高壽命、穩定性好、體積小、響應速度快以及發光波長穩定等良好光電特性，被廣泛應用于照明、家電、顯示屏及指示燈等領域。

對于傳統LED來說，有諸多因素限制了它的發光效率，例如：在外延生長方面，生長襯底與外延晶格失配導致內量子效率低下；在芯片方面，橫向型LED芯片中常用藍寶石、AlN等絕緣襯底，其導熱率比較低導致PN結溫度比較高；在光導出方面，半導體折射率與空氣折射率差，抑制了光從半導體出射等。

為提升發光二極管發光效率，業內出現了多種方法，例如：利用圖形化藍寶石襯底進行外延生長，可以降低位錯密度提高晶體質量，并提升光功率；采用激光剝離藍寶石襯底制作垂直類的大功率發光二極管，可以改善橫向結構的電流分布問題，也可以解決電極的遮光問題，從而提升LED的發光效率。

發明內容

本發明提供了一種薄膜型發光二極管及其制作方法，其采用圖形化襯底進行外延生長，然后在襯底剝離過程中，使襯底圖形的尖端從其襯底主體上斷裂并保留在外延層上，從而在發光外延疊層的出光面上形成藍寶石微透鏡。

本發明的技術方案為：薄膜型發光二極管，包括發光外延疊層，所述發光外延疊層包含第一類型半導體層、發光層和第二類型半導體層，具有相對的上表面和下面，所述發光層在電激發下輻射光線并向所述上表面射出，所述發光外延疊層的上表面設有一系列由透明生長襯底構成的微透鏡。

優選地，所述薄膜型發光二極管還包括一支撐結構，其位于所述發光外延疊層的下表面，用于支撐和保護所述發光外延疊層。

在一些實施例，所述支撐結構為一導電基板，其通過一粘結層與所述發光外延疊層的下表面粘結，從而構成垂直型發光二極管。

在一些實施例中，所述支撐結構可以是一具有足夠厚度的電極結構，該電極結構的厚度一般達50微米以上，以具有足夠的強度以保護所述外延層，從而構成倒裝型發光二極管，此時發光外延疊層的出面光上即可不用制作電極結構，可增加出光面積。

在一些實施例中，所述支撐結構還可以是具有良好散熱性能的絕緣基板，其通過絕緣接合層與發光外延疊層的下表面接合，此時可在出光面上制作電極。

優選地， 所述微透鏡呈上寬下窄狀，其尺寸高度為0.5~3.0微米。

優選地， 所述微透鏡側面的錐度為30~85°。

優選地，所述微透鏡離散分布，相鄰微透鏡之間的間距為1.0~6.0微米。

優選地，所述微透鏡之遠離所述發光外延疊層的端面為球面狀。

優選地，所述發光層的發光波長為λ時，所述微透鏡的尺寸為λ/4以上。

優選地，所述微透鏡呈錐體狀，其尺寸高度為0.5~3.0微米，中心間距1.0~6.0微米。

優選地，所述微透鏡具有兩個相對的端部，其中第一個端部嵌入所述發光外延疊層內，第二個端部高出所述發光外延疊層的上表面。

優選地，所述生長襯底為藍寶石襯底或AlN襯底。