本公開的實(shí)施例涉及一種發(fā)光二極管裝置的制作方法以及發(fā)光二極管裝置。
背景技術(shù):
發(fā)光二極管(lightemittingdiode,led)是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光電子元件,具有體積小、亮度高、能耗小、壽命長等特點(diǎn),被廣泛的應(yīng)用于顯示屏,背光源、照明等顯示領(lǐng)域。
隨著技術(shù)的發(fā)展,led顯示面板向高分辨率的方向發(fā)展,逐漸受到一些高端顯示應(yīng)用的青睞。目前,全彩led顯示面板中的紅色子像素、綠色子像素以及藍(lán)色子像素需要單獨(dú)制作,然后將紅色子像素、綠色子像素、藍(lán)色子像素組裝或封裝成為一個像素單元,實(shí)現(xiàn)彩色發(fā)光,然而由于制作工藝的限制,led顯示面板中每個子像素的尺寸以及子像素之間的間距成為制約led顯示面板向高分辨率發(fā)展的關(guān)鍵因素。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本公開至少一實(shí)施例提供一種發(fā)光二極管(led)裝置的制作方法,其包括:在襯底上形成發(fā)光疊層,發(fā)光疊層包括在襯底上依次形成的第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層、第一發(fā)光層、第二導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體層、第二發(fā)光層和第一導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體層;分割發(fā)光疊層,以形成相互間隔的多個發(fā)光單元,每個發(fā)光單元包括相互間隔的第一區(qū)域和第二區(qū)域;去除第一區(qū)域內(nèi)的第三半導(dǎo)體層和第二發(fā)光層,以用于形成第一子發(fā)光單元,第二區(qū)域用于形成第二子發(fā)光單元。
例如,本公開至少一個實(shí)施例提供的發(fā)光二極管裝置的制作方法,還包括:刻蝕第一子發(fā)光單元的第二半導(dǎo)體層和第一發(fā)光層以暴露出部分第一半導(dǎo)體層;刻蝕第二子發(fā)光單元的第三半導(dǎo)體層和第二發(fā)光層以暴露出部分第二半導(dǎo)體層。
例如,本公開至少一個實(shí)施例提供的發(fā)光二極管裝置的制作方法,還包括:在第一子發(fā)光單元的暴露出的第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層上分別形成第一電極和第二電極;在第二子發(fā)光單元的第三半導(dǎo)體層和暴露出的第二半導(dǎo)體層上分別形成第三電極和第四電極。
例如,在本公開至少一個實(shí)施例提供的發(fā)光二極管裝置的制作方法中,發(fā)光疊層還包括在第三半導(dǎo)體層上依次形成的第三發(fā)光層和第二導(dǎo)電類型的第四半導(dǎo)體層;每個發(fā)光單元還包括與第一區(qū)域和第二區(qū)域相互間隔的第三區(qū)域;該制作方法還包括:去除第一區(qū)域內(nèi)的第四半導(dǎo)體層、第三發(fā)光層、第三半導(dǎo)體層和第二發(fā)光層,以用于形成第一子發(fā)光單元,去除第二區(qū)域內(nèi)的第四半導(dǎo)體層和第三發(fā)光層,以用于形成第二子發(fā)光單元,第三區(qū)域用于形成第三子發(fā)光單元。
例如,本公開至少一個實(shí)施例提供的發(fā)光二極管裝置的制作方法,還包括:刻蝕第三子發(fā)光單元的第四半導(dǎo)體層和第三發(fā)光層以暴露出部分第三半導(dǎo)體層。
例如,本公開至少一個實(shí)施例提供的發(fā)光二極管裝置的制作方法,還包括:在第三子發(fā)光單元暴露出的第三半導(dǎo)體層和第四半導(dǎo)體層上分別形成第五電極和第六電極。
例如,本公開至少一個實(shí)施例提供的發(fā)光二極管裝置的制作方法,還包括:提供基板,在基板上形成有多個相互絕緣的接觸電極;將發(fā)光單元倒裝焊接在基板上,且與相應(yīng)的接觸電極電連接。
例如,本公開至少一個實(shí)施例提供的發(fā)光二極管裝置的制作方法,還包括:在襯底上形成緩沖層,發(fā)光疊層形成在緩沖層上。
本公開至少一個實(shí)施例提供一種發(fā)光二極管(led)裝置,包括:多個發(fā)光單元。該發(fā)光單元包括相互間隔的第一子發(fā)光單元和第二子發(fā)光單元;其中,第一子發(fā)光單元包括依次設(shè)置的第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層、第一發(fā)光層和第二導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體層;第二子發(fā)光單元包括依次設(shè)置的第一半導(dǎo)體層、第一發(fā)光層、第二半導(dǎo)體層、第二發(fā)光層和第一導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體層。
例如,在本公開至少一個實(shí)施例提供的發(fā)光二極管裝置中,在第一子發(fā)光單元中,第一發(fā)光層和第二半導(dǎo)體層部分覆蓋第一半導(dǎo)體層,且在暴露的第一半導(dǎo)體層上設(shè)置有第一電極,在第二半導(dǎo)體層上設(shè)置有第二電極;在第二子發(fā)光單元中,第二發(fā)光層和第三半導(dǎo)體層部分覆蓋第二半導(dǎo)體層,且在暴露的第二半導(dǎo)體層上設(shè)置有第四電極,在第三半導(dǎo)體層上設(shè)置有第三電極。
例如,在本公開至少一個實(shí)施例提供的發(fā)光二極管裝置中,發(fā)光單元還包括與第一子發(fā)光單元和第二子發(fā)光單元相互間隔的第三子發(fā)光單元。該第三子發(fā)光單元包括依次設(shè)置的第一半導(dǎo)體層、第一發(fā)光層、第二半導(dǎo)體層、第二發(fā)光層、第三半導(dǎo)體層、第三發(fā)光層和第二導(dǎo)電類型的第四半導(dǎo)體層。
例如,在本公開至少一個實(shí)施例提供發(fā)光二極管裝置中,在第三子發(fā)光單元中,第三發(fā)光層和第四半導(dǎo)體層部分覆蓋第三半導(dǎo)體層,且在暴露的第三半導(dǎo)體層上設(shè)置有第五電極,在第四半導(dǎo)體層上設(shè)置有第六電極。
例如,本公開至少一個實(shí)施例提供的發(fā)光二極管裝置,還包括:基板,基板包括相互絕緣設(shè)置的多個接觸電極;發(fā)光單元倒裝設(shè)置在基板上,且與相應(yīng)的接觸電極電連接。
例如,在本公開至少一個實(shí)施例提供的發(fā)光二極管裝置中,發(fā)光單元還包括緩沖層,且第一半導(dǎo)體層設(shè)置在緩沖層上。
例如,在本公開至少一個實(shí)施例提供的發(fā)光二極管裝置中,第一子發(fā)光單元和第二子發(fā)光單元所發(fā)光的顏色不同。
本公開至少一實(shí)施例提供一種發(fā)光二極管裝置的制作方法以及發(fā)光二極管裝置。該發(fā)光二極管裝置的制作方法通過分割同一個發(fā)光疊層以形成發(fā)光單元中的多個子發(fā)光單元,提高了生產(chǎn)效率,降低了生產(chǎn)成本,減小了子發(fā)光單元的間距,提高了發(fā)光二極管裝置的分辨率;另一方面,該多個子發(fā)光單元可以發(fā)出不同顏色的光,實(shí)現(xiàn)彩色發(fā)光。
需要理解的是本公開的上述概括說明和下面的詳細(xì)說明都是示例性和解釋性的,用于進(jìn)一步說明所要求的發(fā)明。
附圖說明
為了更清楚地說明本公開實(shí)施例的技術(shù)方案,下面將對實(shí)施例的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅涉及本公開的一些實(shí)施例,而非對本公開的限制。
圖1為本公開一實(shí)施例提供的一種發(fā)光二極管(led)裝置的制備方法的示意圖;
圖2a-2j為本公開一實(shí)施例提供的一種發(fā)光二極管(led)裝置的制備方法的工藝流程圖;
圖3為本公開一實(shí)施例提供的一種發(fā)光二極管(led)裝置的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使得本公開實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本公開實(shí)施例的附圖,對本公開實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然,所描述的實(shí)施例是本公開的一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;谒枋龅谋竟_的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無需創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本公開保護(hù)的范圍。
除非另外定義,本公開使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本公開所屬領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本公開中使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性,而只是用來區(qū)分不同的組成部分?!鞍ā被蛘摺鞍钡阮愃频脑~語意指出現(xiàn)該詞前面的元件或者物件涵蓋出現(xiàn)在該詞后面列舉的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。
附圖中各個部件或結(jié)構(gòu)并非嚴(yán)格按照比例繪制,為了清楚起見,可能夸大或縮小各個部件或結(jié)構(gòu)的尺寸,例如增加層的厚度、電極的寬度等,但是這些不應(yīng)用于限制本公開的范圍。為了保持本公開實(shí)施例的以下說明清楚且簡明,可省略已知功能和已知部件的詳細(xì)說明。
目前,全彩發(fā)光二極管(led)顯示面板中的每個子像素需分別由不同的外延晶片制成,然后對每個子像素進(jìn)行單獨(dú)裂片,最后通過真空吸嘴將其放置于基板上的對應(yīng)位置處進(jìn)行貼附,以形成led顯示面板,其生成效率較低,產(chǎn)品制備時間長,產(chǎn)品造價(jià)昂貴,每個子像素之間的間距較大,led顯示面板的分辨率較低,從而限制了led顯示面板向高分辨率方向的發(fā)展。
本公開至少一實(shí)施例提供一種發(fā)光二極管裝置的制作方法以及發(fā)光二極管裝置。該發(fā)光二極管裝置的制作方法包括:在襯底上形成發(fā)光疊層,發(fā)光疊層包括在襯底上依次形成的第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層、第一發(fā)光層、第二導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體層、第二發(fā)光層和第一導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體層;分割發(fā)光疊層,以形成相互間隔的多個發(fā)光單元,每個發(fā)光單元包括相互間隔的第一區(qū)域和第二區(qū)域;去除第一區(qū)域內(nèi)的第三半導(dǎo)體層和第二發(fā)光層,以用于形成第一子發(fā)光單元,第二區(qū)域用于形成第二子發(fā)光單元。該發(fā)光二極管裝置的制作方法通過分割同一個發(fā)光疊層以形成發(fā)光單元中的多個子發(fā)光單元,提高了生產(chǎn)效率,降低了生產(chǎn)成本,減小了子發(fā)光單元的間距,提高了發(fā)光二極管裝置的分辨率;另一方面,該多個子發(fā)光單元可以發(fā)出不同顏色的光,實(shí)現(xiàn)彩色發(fā)光。
例如,本公開至少一實(shí)施例提供一種發(fā)光二極管裝置的制作方法還包括提供基板,在基板上形成有多個相互絕緣的接觸電極;將所述發(fā)光單元倒裝焊接在所述基板上,且與相應(yīng)的接觸電極電連接。由此,該實(shí)施例的制備方法可以通過一道倒裝焊接工序,將多個子發(fā)光單元焊接在基板上的對應(yīng)位置,以形成發(fā)光二極管裝置,從而簡化了制作工序,減少了工藝步驟,進(jìn)一步提高了生產(chǎn)效率、降低了生產(chǎn)成本。
下面對本公開的幾個實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明,但是本公開并不限于這些具體的實(shí)施例。
實(shí)施例一
本實(shí)施例提供一種發(fā)光二極管(led)裝置的制作方法,圖1為本實(shí)施例提供的一種發(fā)光二極管(led)裝置的制備方法的示意圖,圖2a-2j為本實(shí)施例提供的一種發(fā)光二極管(led)裝置的制備方法的工藝流程圖。圖2a至2j中僅示出相關(guān)結(jié)構(gòu)的一部分以便更清楚地說明。
例如,本實(shí)施例提供一種發(fā)光二極管(led)裝置的制作方法,如圖1所示,該制作方法可以包括如下步驟:
s01、在適當(dāng)?shù)囊r底上形成發(fā)光疊層,發(fā)光疊層包括在襯底上依次形成的第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層、第一發(fā)光層、第二導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體層、第二發(fā)光層和第一導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體層;
s02、分割發(fā)光疊層,以形成相互間隔的多個發(fā)光單元,每個發(fā)光單元包括相互間隔的第一區(qū)域和第二區(qū)域;
s03、去除第一區(qū)域內(nèi)的第三半導(dǎo)體層和第二發(fā)光層,以用于形成第一子發(fā)光單元,第二區(qū)域用于形成第二子發(fā)光單元。
該發(fā)光二極管裝置的制作方法通過分割同一個發(fā)光疊層以形成發(fā)光單元中的多個子發(fā)光單元,簡化了生產(chǎn)工藝,提高了生產(chǎn)效率,降低了生產(chǎn)成本,減小了子發(fā)光單元的間距,提高了發(fā)光二極管裝置的分辨率;另一方面,該多個子發(fā)光單元可以發(fā)出不同顏色的光,實(shí)現(xiàn)彩色發(fā)光。
例如,發(fā)光疊層還可以包括在第三半導(dǎo)體層上再依次形成的第三發(fā)光層和第二導(dǎo)電類型的第四半導(dǎo)體層;每個發(fā)光單元還包括與第一區(qū)域和第二區(qū)域相互間隔的第三區(qū)域;該led裝置的制作方法還包括:去除第一區(qū)域內(nèi)的第四半導(dǎo)體層、第三發(fā)光層、第三半導(dǎo)體層和第二發(fā)光層,以用于形成第一子發(fā)光單元,去除第二區(qū)域內(nèi)的第四半導(dǎo)體層和第三發(fā)光層,以用于形成第二子發(fā)光單元,第三區(qū)域用于形成第三子發(fā)光單元。
下面將以每個發(fā)光單元包括三個子發(fā)光單元為例對本實(shí)施例的led裝置的制作方法進(jìn)行詳細(xì)說明,但是本實(shí)施例還可以適用于每個發(fā)光單元包括二個子發(fā)光單元、多于三個子發(fā)光單元,每個子發(fā)光單元發(fā)出的光可以相同或不同。
例如,如圖2a所示,提供一襯底基板10,在襯底基板10上依次形成第一緩沖層11和第二緩沖層12;然后在第二緩沖層12上形成發(fā)光疊層,該發(fā)光疊層包括依次形成在第二緩沖層12上的第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層20、第一發(fā)光層30、第二導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體層21、第二發(fā)光層31、第一導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體層22、第三發(fā)光層32和第二導(dǎo)電類型的第四半導(dǎo)體層23。
例如,襯底基板10的可以為各種適當(dāng)?shù)囊r底基板,例如襯底基板10的材料可以為藍(lán)寶石(al2o3)、硅(si)、砷化鎵(gaas)、碳化硅(sic)、鋁酸鋰(lialo2)、氮化鋁(aln)或氮化鎵(gan)等,又或者襯底基板10還可以為各種外延晶片等,本實(shí)施例對此不做限制。
例如,第一導(dǎo)電類型可以為摻有第一雜質(zhì)的n型,或者為摻有第二雜質(zhì)的p型;相應(yīng)地,第二導(dǎo)電類型可以為摻有第二雜質(zhì)的p型,或者為摻有第一雜質(zhì)的n型。例如,第一雜質(zhì)為施主雜質(zhì),第二雜質(zhì)為受主雜質(zhì),根據(jù)所使用的半導(dǎo)體材料,第一雜質(zhì)和第二雜質(zhì)可以為不同的元素,例如對于gan半導(dǎo)體,第一雜質(zhì)可以為硅(si)元素,第二雜質(zhì)可以為鎂(mg)元素。
例如,第一半導(dǎo)體層20、第二半導(dǎo)體層21、第三半導(dǎo)體層22和第四半導(dǎo)體層23的材料可以為透明摻雜氮化物化合物,例如第一半導(dǎo)體層20和第三半導(dǎo)體層22可以為p型摻雜gan,第二半導(dǎo)體層21和第四半導(dǎo)體層23相應(yīng)地為n型摻雜gan。需要說明的是,第一半導(dǎo)體層20、第二半導(dǎo)體層21、第三半導(dǎo)體層22和第四半導(dǎo)體層23還可以由其他合適的透明材料形成,本實(shí)施例對此不做限制。
例如,第一緩沖層11和第二緩沖層12的材料為透明材料。第一緩沖層11和第二緩沖層12可以為由氮化鋁(aln)或氮化鎵(gan)等形成的低溫成核層,第一緩沖層11例如可以為低溫gan層,第二緩沖層12例如可以為非摻雜gan層。第一緩沖層11和第二緩沖層12可以減輕襯底基板10和發(fā)光疊層之間的晶格不匹配,降低晶格失配引起的晶體缺陷,降低錯位密度,提高發(fā)光疊層的質(zhì)量,同時還可以防止降溫過程中發(fā)光疊層的龜裂等。
需要說明的是,如果襯底基板10具有接近第一半導(dǎo)體層20的晶格常數(shù),則可以不設(shè)置第一緩沖層11和第二緩沖層12。例如,若襯底基板10的材料為gan,第一半導(dǎo)體層20的材料為摻雜的gan時,gan襯底為同質(zhì)襯底,可以避免晶格失配以及熱膨脹失配等引起的應(yīng)力、缺陷或龜裂的問題,從而可以不設(shè)置緩沖層。
例如,第一發(fā)光層30、第二發(fā)光層31和第三發(fā)光層32可以為各種類型適當(dāng)?shù)陌l(fā)光層,其類型可以彼此相同或不同。例如,第一發(fā)光層30、第二發(fā)光層31和第三發(fā)光層32可以為本征半導(dǎo)體層或低摻雜半導(dǎo)體層(其摻雜濃度較相鄰的同種摻雜類型的半導(dǎo)體層的更低),或者可以為由量子阱形成的單層量子阱(sqw)發(fā)光層或多層量子阱(mqw)發(fā)光層,第一發(fā)光層30、第二發(fā)光層31和第三發(fā)光層32例如可以為由量子阱和勢壘層交替形成的多層,量子阱作為發(fā)光層可以提高發(fā)光單元100的發(fā)光效率和亮度。但本實(shí)施例不限于此,第一發(fā)光層30、第二發(fā)光層31和第三發(fā)光層32還可以為由量子點(diǎn)形成的單層或多層發(fā)光層。
例如,第一發(fā)光層30發(fā)出的光的波長小于第二發(fā)光層31和第三發(fā)光層32發(fā)出的光的波長,第二發(fā)光層31發(fā)出的光的波長小于第三發(fā)光層32發(fā)出的光的波長,即,第一發(fā)光層30發(fā)出的光的能量最高,第三發(fā)光層32發(fā)出的光的能量最低,從而可以防止第一發(fā)光層30發(fā)出的光被第二發(fā)光層31和第三發(fā)光層32所吸收,第二發(fā)光層31發(fā)出的光被第三發(fā)光層32所吸收,提高發(fā)光亮度,提升發(fā)光效果。
例如,第一發(fā)光層30、第二發(fā)光層31和第三發(fā)光層32可以為發(fā)出相同波段或不同波段的量子阱發(fā)光層。例如,第一發(fā)光層30可以為發(fā)出藍(lán)光波段的量子阱,藍(lán)光波段發(fā)光層的材料可選銦氮化鎵(ingan)、硒化鋅(znse)、銦氮化鎵/氮化鎵(ingan/gan)等材料中的一種或多種;第二發(fā)光層31可以為發(fā)出綠光波段的量子阱,綠光波段發(fā)光層的材料可選用銦氮化鎵/氮化鎵(ingan/gan)、磷化鎵(gap)、鋁磷化鎵(algap)等材料中的一種或多種;第三發(fā)光層32可以為發(fā)出紅光波段的量子阱,紅光波段發(fā)光層的材料可選用鋁砷化鎵(algaas)、磷砷化鎵(gaasp)、磷化鎵(gap)等材料中的一種或多種,從而發(fā)光單元100可以實(shí)現(xiàn)彩色發(fā)光。又例如,第一發(fā)光層30、第二發(fā)光層31和第三發(fā)光層32可以為發(fā)出相同波段的量子阱,例如,可以為發(fā)出黃光波段的量子阱,黃光波段發(fā)光層的材料可選磷砷化鎵(gaasp)、磷化鎵(gap)、硒化鋅(znse)、銦氮化鎵(ingan)、碳化硅(sic)等材料中的一種或多種,從而發(fā)光單元100進(jìn)行單色發(fā)光。
又例如,第一發(fā)光層30、第二發(fā)光層31和第三發(fā)光層32還可以發(fā)出不可見光,例如發(fā)出紅外光或紫外光,紅外波段發(fā)光層的材料例如可選用鋁砷化鎵(algaas)、磷化銦鎵鋁(algainp)、摻雜氧化鋅的磷化鎵(gap:zno)等材料中的一種或多種,紫外波段發(fā)光層的材料例如可選用氮化鋁(aln)、氮化鋁鎵(algan)等材料中的一種或多種。
例如,發(fā)光疊層的各層、第一緩沖層11和第二緩沖層12可以采用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法(mocvd)、氫化物氣相外延法(hvpe)、分子束外延(mbe)、金屬有機(jī)氣相外延法(movpe)或鹵化物化學(xué)氣相沉積法(hcvd)等方法沉積形成。
例如,如圖2b所示,分割發(fā)光疊層,以形成相互間隔的多個發(fā)光單元100,每個發(fā)光單元100包括相互間隔的第一區(qū)域a1、第二區(qū)域a2和第三區(qū)域a3。
需要說明的是,雖然圖中僅示出了一個發(fā)光單元100,但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以知道led裝置可以包括多個發(fā)光單元100。例如,圖2c示出了分割發(fā)光疊層后發(fā)光單元的平面結(jié)構(gòu)圖,分割發(fā)光疊層后可以形成多個發(fā)光單元100,且該多個發(fā)光單元100可以布置為m行n列的陣列(m、n為整數(shù)),第一區(qū)域a1、第二區(qū)域a2和第三區(qū)域a3例如可以排布為一行,也可以排布為一列,本實(shí)施例對此不做限制。
例如,如圖2d所示,采用第一次刻蝕工藝依次去除第一區(qū)域a1內(nèi)的第四半導(dǎo)體層23、第三發(fā)光層32、第三半導(dǎo)體層22和第二發(fā)光層31,以用于形成第一子發(fā)光單元101;采用第二次刻蝕工藝依次去除第二區(qū)域a2內(nèi)的第四半導(dǎo)體層23和第三發(fā)光層32,以用于形成第二子發(fā)光單元102;第三區(qū)域a3用于形成第三子發(fā)光單元103。
例如,分割發(fā)光疊層可以采用干法刻蝕或激光劃槽等方法,從而可以減小第一區(qū)域a1、第二區(qū)域a2和第三區(qū)域a3之間的間距(例如其間距可以減小到10μm),進(jìn)而減小各子發(fā)光單元間的距離,減小發(fā)光單元100的面積,提高分辨率。
例如,第一次刻蝕工藝和第二次刻蝕工藝可以為同一道構(gòu)圖工藝,從而減少生產(chǎn)步驟,降低生產(chǎn)成本。
例如,如圖2e所示,采用第三次刻蝕工藝刻蝕第一子發(fā)光單元101的第二半導(dǎo)體層21和第一發(fā)光層30以暴露出部分第一半導(dǎo)體層20;采用第四次刻蝕工藝刻蝕第二子發(fā)光單元102的第三半導(dǎo)體層22和第二發(fā)光層31以暴露出部分第二半導(dǎo)體層21;采用第五次刻蝕工藝刻蝕第三子發(fā)光單元103的第四半導(dǎo)體層23和第三發(fā)光層32以暴露出部分第三半導(dǎo)體層22。
例如,第三次刻蝕工藝、第四次刻蝕工藝和第五次刻蝕工藝也可以為同一道構(gòu)圖工藝,從而進(jìn)一步減少生產(chǎn)步驟,縮短生產(chǎn)時間,降低生產(chǎn)成本。
例如,刻蝕工藝可以采用干法刻蝕或濕法刻蝕。例如,干法刻蝕可以采用化學(xué)方法(例如等離子體腐蝕pe)、物理方法(例如離子腐蝕ie)或物理與化學(xué)相結(jié)合的方法(例如反應(yīng)離子腐蝕rie)。例如,刻蝕工藝還可以采用離子束刻蝕(ibe),其具有方向性好,各向異性,分辨率高、陡直度高以及不受刻蝕材料限制等特點(diǎn),從而可以精確刻蝕。
需要說明的是,“同一道構(gòu)圖工藝”指的是使用同一個掩模板,進(jìn)行一次光刻膠涂覆和剝離,其可能包括單次刻蝕工藝,也可能包括多次刻蝕工藝。例如,同一道構(gòu)圖工藝可以采用灰色調(diào)掩膜或半色調(diào)掩膜工藝,刻蝕工藝可以采用離子束刻蝕。首先,在發(fā)光單元上涂覆光刻膠;對該光刻膠進(jìn)行曝光、顯影,從而在第一區(qū)域a1、第二區(qū)域a2和第三區(qū)域a3分別形成光刻膠去除區(qū)域、光刻膠半保留區(qū)域和光刻膠全保留區(qū)域;采用第一次刻蝕工藝去除第一區(qū)域a1的第四半導(dǎo)體層23和第三發(fā)光層32;采用灰化工藝去除光刻膠半保留區(qū)域的光刻膠;采用第二次刻蝕工藝分別去除第一區(qū)域a1的第三半導(dǎo)體層22、第二發(fā)光層31和第二區(qū)域a2的第四半導(dǎo)體層23、第三發(fā)光層32,從而分別形成第一子發(fā)光單元101和第二子發(fā)光單元102;剝離光刻膠全保留區(qū)域的光刻膠,形成第三子發(fā)光單元103。
例如,如圖2f所示,在第一子發(fā)光單元101中,在暴露出的第一半導(dǎo)體層20和第二半導(dǎo)體層21上分別形成第一電極41和第二電極42;在第二子發(fā)光單元102中,在第三半導(dǎo)體層22和暴露出的第二半導(dǎo)體層21上分別形成第三電極43和第四電極44;在第三子發(fā)光單元103中,在暴露出的第三半導(dǎo)體層22和第四半導(dǎo)體層23上分別形成第五電極45和第六電極46。
例如,第一電極41、第二電極42、第三電極43、第四電極44、第五電極45和第六電極46的材料可以為不透明的導(dǎo)電材料,不透明的導(dǎo)電材料可以包括鈦(ti)、鉑(pt)、金(au)、鉻(cr)等金屬材料,不透明的導(dǎo)電材料還可以鋁(al)、銀(ag)等高反射材料,從而第一電極41、第二電極42、第三電極43、第四電極44、第五電極45和第六電極46為高反射電極,在發(fā)光層進(jìn)行發(fā)光時,減少電極對光的吸收,提高發(fā)光亮度。又例如,第一電極41、第二電極42、第三電極43、第四電極44、第五電極45和第六電極46的材料也可以是透明導(dǎo)電材料,透明導(dǎo)電材料可以包括氧化銦錫(ito)、氧化銦鋅(izo)、氧化鋅(zno)、氧化銦(in2o3)或氧化銦鎵(igo)等,本實(shí)施例對此不作限制。
例如,第一電極41、第二電極42、第三電極43、第四電極44、第五電極45和第六電極46可以采用同一道構(gòu)圖工藝形成,或者也可以由不同的構(gòu)圖工藝形成。
例如,如圖2g所示,以發(fā)光單元100為單位對襯底基板10進(jìn)行分割,以形成相互分割的多個發(fā)光單元100。分割發(fā)光單元100可以采用激光切割裂片等方法。
例如,如圖2h所示,本實(shí)施例的led裝置的制作方法,還包括:提供基板200,在基板200上形成有多個接觸電極;將分割開的發(fā)光單元100倒裝焊接在基板200上,且第一電極41、第二電極42、第三電極43、第四電極44、第五電極45和第六電極46分別與相應(yīng)的接觸電極電連接。該led裝置的制作方法可以通過一道倒裝焊接工序,將發(fā)光單元中的多個子發(fā)光單元焊接在基板上的對應(yīng)位置,從而形成發(fā)光二極管裝置,簡化了制作工序,提高了生產(chǎn)效率,降低了生產(chǎn)成本。
例如,如圖2h所示,基板200上可以形成有相互絕緣的第一接觸電極204、第二接觸電極205、第三接觸電極206、第四接觸電極207、第五接觸電極208和第六接觸電極209,從而第一電極41、第二電極42、第三電極43、第四電極44、第五電極45和第六電極46可以分別與第一接觸電極204、第二接觸電極205、第三接觸電極206、第四接觸電極207、第五接觸電極208和第六接觸電極209一一對應(yīng)電連接。又例如,基板200上還可以形成有相互絕緣的p型接觸電極和n型接觸電極,當(dāng)?shù)谝浑姌O41、第三電極43和第五電極45為n型電極,相應(yīng)地第二電極42、第四電極44和第六電極46為p型電極時,第一電極41、第三電極43和第五電極45可以與同一個n型接觸電極電連接,第二電極42、第四電極44和第六電極46可以與同一個p型接觸電極電連接;第一電極41、第三電極43和第五電極45還可以與不同的n型接觸電極電連接,第二電極42、第四電極44和第六電極46還可以與不同的p型接觸電極電連接。
例如,該多個發(fā)光單元100可以根據(jù)實(shí)際需要焊接在不同的位置,以滿足多樣化需求,例如形成led數(shù)字時鐘。
例如,基板200可以為透明絕緣基板或者金屬基板,透明絕緣基板例如可以包括玻璃基板、石英基板、陶瓷基板或其他合適的基板;金屬基板例如可以包括銅基覆銅板、鋁基覆銅板或鐵基覆銅板等。
例如,倒裝焊接可以采用倒裝焊、共晶焊、超聲熱壓焊、導(dǎo)電膠粘接或其它焊接技術(shù)。倒裝焊接例如可以采用凸點(diǎn)焊接技術(shù),在進(jìn)行倒裝焊接前,在基板200上的每個接觸電極上可以形成凸起的導(dǎo)電凸點(diǎn)203,然后將發(fā)光單元100中的第一電極41、第二電極42、第三電極43、第四電極44、第五電極45、第六電極46和基板200上相應(yīng)的接觸電極進(jìn)行對位,最后利用凸點(diǎn)焊接技術(shù)通過導(dǎo)電凸點(diǎn)203焊接在一起,從而制得led裝置。需要說明的是,發(fā)光單元100例如還可以采用轉(zhuǎn)印方法轉(zhuǎn)印到基板200上,本實(shí)施例對此不做限制。
例如,導(dǎo)電凸點(diǎn)203的材料可以為金、鉛、錫、銅、銀、銦等其中的一種金屬材料或多種金屬材料。
例如,導(dǎo)電凸點(diǎn)203可以使用印刷、電鍍、化學(xué)鍍或金屬濺鍍等工藝形成。
需要說明的是,led裝置的制作方法中,還可以先進(jìn)行倒裝焊接,然后再分割發(fā)光單元100,或者直接剝離襯底基板10。例如,如圖2i所示,將發(fā)光單元100倒裝焊接在基板200上,然后剝離襯底基板10以形成led裝置。多個發(fā)光單元100可以通過一次倒裝焊接工藝焊接在基板200上,減少單獨(dú)焊接每個發(fā)光單元100的工藝步驟,縮短生產(chǎn)時間;同時,還可以減少切割襯底基板10的步驟,進(jìn)一步簡化制作工序,降低生產(chǎn)成本。
例如,如圖2j所示,剝離襯底基板10以形成led裝置。剝離襯底基板10例如可以采用激光剝離技術(shù)。
需要說明的是,如果襯底基板10為透明基板時,則可以保留襯底基板10,省去剝離襯底基板10的步驟,減少工藝步驟,縮短生產(chǎn)時間。
在本公開的實(shí)施例中,構(gòu)圖工藝?yán)缈梢詾楣饪虡?gòu)圖工藝,例如包括:在需要被構(gòu)圖的結(jié)構(gòu)層上涂覆光刻膠膜,光刻膠膜的涂覆可以采用旋涂、刮涂或者輥涂的方式;接著使用掩膜板對光刻膠層進(jìn)行曝光,對曝光的光刻膠層進(jìn)行顯影以得到光刻膠圖案;然后使用光刻膠圖案對結(jié)構(gòu)層進(jìn)行蝕刻,可選地去除光刻膠圖案;最后剝離光刻膠以形成需要的結(jié)構(gòu)。
實(shí)施例二
本實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管(led)裝置,其可以采用實(shí)施例一所述的制作方法制作。圖3示出了本實(shí)施例提供的一種發(fā)光二極管(led)裝置的截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3中僅示出相關(guān)結(jié)構(gòu)的一部分以便更清楚地說明。
例如,該發(fā)光二極管(led)裝置包括多個發(fā)光單元,多個發(fā)光單元例如可以陣列排布成多行多列。每個發(fā)光單元可以包括相互間隔的多個子發(fā)光單元。例如,每個發(fā)光單元可以包括第一子發(fā)光單元和第二子發(fā)光單元,且第一子發(fā)光單元可以包括依次設(shè)置的第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層、第一發(fā)光層和第二導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體層;第二子發(fā)光單元可以包括依次設(shè)置的第一半導(dǎo)體層、第一發(fā)光層、第二半導(dǎo)體層、第二發(fā)光層和第一導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體層。
例如,每個發(fā)光單元還可以包括與第一子發(fā)光單元和第二子發(fā)光單元相互間隔的第三子發(fā)光單元,且第三子發(fā)光單元包括依次設(shè)置的第一半導(dǎo)體層、第一發(fā)光層、第二半導(dǎo)體層、第二發(fā)光層、第三半導(dǎo)體層、第三發(fā)光層和第二導(dǎo)電類型的第四半導(dǎo)體層。
下面將以每個發(fā)光單元包括三個子發(fā)光單元為例進(jìn)行詳細(xì)說明,但是發(fā)光單元并不限于這些具體的結(jié)構(gòu)。
例如,如圖3所示,本實(shí)施例的led裝置可以包括發(fā)光單元100,且該發(fā)光單元100包括相互間隔的第一子發(fā)光單元101、第二子發(fā)光單元102和第三子發(fā)光單元103。
例如,第一子發(fā)光單元101、第二子發(fā)光單元102和第三子發(fā)光單元103可以排列在同一行或同一列中,或者按照δ方式排列等。
例如,如圖3所示,第一子發(fā)光單元101可以包括第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層20、第一發(fā)光層30和第二導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體層21;第二子發(fā)光單元102可包括依次設(shè)置的第一半導(dǎo)體層20、第一發(fā)光層30、第二半導(dǎo)體層21、第二發(fā)光層31和第一導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體層22;第三子發(fā)光單元103可以包括依次設(shè)置的第一半導(dǎo)體層20、第一發(fā)光層30、第二半導(dǎo)體層21、第二發(fā)光層31、第三半導(dǎo)體層22、第三發(fā)光層32和第二導(dǎo)電類型的第四半導(dǎo)體層23。
例如,第一半導(dǎo)體層20和第三半導(dǎo)體層22可以為摻有相同雜質(zhì)或不同雜質(zhì)的第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層,第二半導(dǎo)體層21和第四半導(dǎo)體層23也可以為摻有相同雜質(zhì)或不同雜質(zhì)的第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體層,本實(shí)施例對此不做限制。第一導(dǎo)電類型和第二導(dǎo)電類型的摻雜類型可以與實(shí)施例一相同,第一半導(dǎo)體層20、第二半導(dǎo)體層21、第三半導(dǎo)體層22和第四半導(dǎo)體層23的材料也可以與實(shí)施例一相同,在此不再贅述。
例如,第一發(fā)光層30、第二發(fā)光層31和第三發(fā)光層32可以為可局限載流子的量子阱結(jié)構(gòu),例如其可以為單層量子阱(sqw)或多層量子阱(mqw)結(jié)構(gòu);第一發(fā)光層30、第二發(fā)光層31和第三發(fā)光層32例如可以為量子阱和勢壘層交替設(shè)置的多層結(jié)構(gòu),且量子阱的能量帶隙小于相鄰的勢壘層的能量帶隙,勢壘層的能量帶隙小于第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層的能量帶隙,從而有效地防止載流子逃逸,提高發(fā)光單元的內(nèi)量子效率。但本實(shí)施例不限于此,第一發(fā)光層30、第二發(fā)光層31和第三發(fā)光層32例如還可以為量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)。
例如,第一發(fā)光層30、第二發(fā)光層31和第三發(fā)光層32可以為發(fā)出相同波段或不同波段的量子阱發(fā)光層。第一發(fā)光層30例如可以發(fā)出藍(lán)光,第二發(fā)光層31可以發(fā)出綠光,第三發(fā)光層32可以為出紅光,從而發(fā)光單元100可以實(shí)現(xiàn)彩色發(fā)光。又例如,第一發(fā)光層30、第二發(fā)光層31和第三發(fā)光層32可以為出相同波長的光,第一發(fā)光層30、第二發(fā)光層31和第三發(fā)光層32例如可以發(fā)出黃光,從而發(fā)光單元100進(jìn)行單色發(fā)光。第一發(fā)光層30、第二發(fā)光層31和第三發(fā)光層32例如還可以發(fā)出不可見光,例如紅外光或紫外光。
例如,如圖3所示,在第一子發(fā)光單元101中,第一發(fā)光層30和第二半導(dǎo)體層21部分覆蓋第一半導(dǎo)體層20,在暴露的第一半導(dǎo)體層20上設(shè)置有第一電極41,在第二半導(dǎo)體層21上設(shè)置有第二電極42;在第二子發(fā)光單元102中,第二發(fā)光層31和第三半導(dǎo)體層22部分覆蓋第二半導(dǎo)體層21,在暴露的第二半導(dǎo)體層21上設(shè)置有第四電極44,在第三半導(dǎo)體層22上設(shè)置有第三電極43;在第三子發(fā)光單元103中,第三發(fā)光層32和第四半導(dǎo)體層23部分覆蓋第三半導(dǎo)體層22,在暴露的第三半導(dǎo)體層22上設(shè)置有第五電極45,在第四半導(dǎo)體層23上設(shè)置有第六電極46。
例如,第一電極41、第二電極42、第三電極43、第四電極44、第五電極45和第六電極46的材料可以與實(shí)施例一相同,在此不再贅述。
例如,當(dāng)?shù)谝话雽?dǎo)體層20和第三半導(dǎo)體層22為n型半導(dǎo)體層,第二半導(dǎo)體層21和第四半導(dǎo)體層23為p型半導(dǎo)體層時,第一電極41、第三電極43和第五電極45可以為n型電極,第二電極42、第四電極44和第六電極46相應(yīng)地可以為p型電極。例如,p型電極可以包括歐姆接觸層和高反射層以形成高反射電極,歐姆接觸層可以降低p型電極和半導(dǎo)體之間的接觸電阻,高反射層可以減少p型電極對光的吸收,同時可以將光反射至出光側(cè),提高發(fā)光層的光萃取效率和發(fā)光亮度。需要說明的是,高反射層例如可以包括多層金屬反光層(例如鋁、銀形成的多層金屬反光層),從而可以提高p型電極的電流擴(kuò)散和散熱性能。
需要說明的是,對于每個子發(fā)光單元,其p型電極的電壓需要大于n型電極的電壓,從而對每個子發(fā)光單元提供正向電壓驅(qū)動發(fā)光層發(fā)光。例如,對于第一子發(fā)光單元101,若第一電極41為p型電極,第二電極42為n型電極,則需要為第一電極41提供高于第二電極42的電壓。
例如,發(fā)光單元100還可以包括緩沖層,緩沖層可以為氮化鋁(aln)或氮化鎵(gan)等形成的低溫成核層。如圖3所示,緩沖層例如可以包括依次設(shè)置在第一半導(dǎo)體層20上的第二緩沖層12和第一緩沖層11,第一緩沖層11可以為低溫gan層,第二緩沖層12可以為非摻雜gan層。
需要說明的是,本實(shí)施例中,發(fā)光單元100的結(jié)構(gòu)不限于此,其還可以包括電流阻擋層、中間阻擋層等。
例如,如圖3所示,本實(shí)施例的led裝置還可以包括基板200?;?00上可以設(shè)置有多個相互絕緣的接觸電極201,發(fā)光單元100倒裝設(shè)置在基板200上,且第一電極41、第二電極42、第三電極43、第四電極44、第五電極45和第六電極46分別與相應(yīng)的接觸電極201電連接。
例如,基板200的類型可以與實(shí)施例一相同,接觸電極例如也可以與實(shí)施例一相同,第一電極41、第二電極42、第三電極43、第四電極44、第五電極45和第六電極46可以分別與不同的接觸電極一一對應(yīng)電接觸,也可以多個電極與同一個接觸電極電接觸,只要能保證每個發(fā)光二極管能實(shí)現(xiàn)正向?qū)?,從而?qū)動每個子發(fā)光單元發(fā)光即可,在此不再贅述。
例如,基板200可以是單層基板,還可以是包括絕緣導(dǎo)熱層和電路層(未示出)的多層基板,絕緣導(dǎo)熱層可以提高基板200的散熱性能,從而提高發(fā)光單元100的發(fā)光效率和穩(wěn)定性,延長led裝置的使用壽命。電路層例如可以包括驅(qū)動電路等,從而驅(qū)動發(fā)光單元100發(fā)光。接觸電極例如通過基板200上形成的導(dǎo)線耦接到驅(qū)動芯片、電源等部件(未示出)。
例如,本實(shí)施例的led裝置還可以包括多個導(dǎo)電凸點(diǎn)203,第一電極41、第二電極42、第三電極43、第四電極44、第五電極45和第六電極46通過導(dǎo)電凸點(diǎn)203分別與相應(yīng)的接觸電極201連接,從而可以進(jìn)一步耦接到驅(qū)動芯片、電源等部件(未示出)。導(dǎo)電凸點(diǎn)203的材料例如可以為金、鉛、錫、銅、銀、銦等其中的一種金屬材料或多種金屬材料。例如,導(dǎo)電凸點(diǎn)230可以具有不同的尺寸、形狀,以適應(yīng)不同的電極。例如,在垂直于基板200的方向上,第一電極41對應(yīng)的導(dǎo)電凸點(diǎn)203最長,而第六電極46對應(yīng)的導(dǎo)電凸點(diǎn)203最短。
例如,本實(shí)施例的led裝置可以為led顯示面板,led顯示面板可以應(yīng)用于電視、數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)、手表、平板電腦、筆記本電腦、導(dǎo)航儀等任何具有顯示功能的產(chǎn)品或者部件。又例如,本實(shí)施例的led裝置還可以應(yīng)用于景觀裝飾、室外顯示屏、廣告演示牌、標(biāo)識指示或照明等。
對于本公開,還有以下幾點(diǎn)需要說明:
(1)本公開實(shí)施例附圖只涉及到與本公開實(shí)施例涉及到的結(jié)構(gòu),其他結(jié)構(gòu)可參考通常設(shè)計(jì)。
(2)為了清晰起見,在用于描述本公開的實(shí)施例的附圖中,層或區(qū)域的厚度被放大或縮小,即這些附圖并非按照實(shí)際的比例繪制。
(3)在不沖突的情況下,本公開的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合以得到新的實(shí)施例。
以上所述,僅為本公開的具體實(shí)施方式,但本公開的保護(hù)范圍并不局限于此,本公開的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。