一种发光二极管及其制作方法与发光二极管显示面板与流程

1.本发明涉及半导体领域，特别涉及一种发光二极管及其制作方法与发光二极管显示面板。

背景技术：

2.发光二极管具有能耗小、发光效能高的特点，被广泛应用在各种背光或显示面板上，形成发光二极管显示面板。
3.在一个显示背板上，需要设置大量的发光二极管，每个发光二极管形成一个像素单元中的子像素。在制程显示面板的时，在驱动背板上设置多种颜的发光二极管，形成不同颜的子像素。但是由于发光二极管的亮度、驱动、红发光二极管的成本以及焊接制程等问题，影响显示面板的制程良率。

技术实现要素：

4.鉴于上述现有技术的缺陷，本发明提出一种发光二极管及其制作方法与发光二极管显示面板，可增加显示面板的制程良率。
5.为实现上述目的及其他目的，本发明提出一种发光二极管及发光二极管显示面板，该发光二极管包括：
6.衬底，具有相对的第一表面及第二表面；
7.第一外延结构，设置在所述衬底的第一表面上，且所述第一外延结构包括层叠设置的第一半导体层、发光层和第二半导体层；
8.第一电极，与所述第一半导体层电性连接；
9.第二电极，与所述第二半导体层电性连接；以及
10.第二外延结构，设置在所述衬底的第二表面上。
11.在本发明一实施例中，所述第一外延结构的半导体结构不同于所述第二外延结构的半导体结构。
12.在本发明一实施例中，所述第一外延结构和所述第二外延结构发出不同波段的光。
13.在本发明一实施例中，所述第二外延结构发光红光。
14.在本发明一实施例中，所述发光二极管还包括遮光层，所述遮光层覆盖所述第一外延结构的侧壁。
15.在本发明一实施例中，所述遮光层的厚度为100nm～1000nm。
16.在本发明一实施例中，所述发光二极管还包括结合层，所述结合层设置在所述第二外延结构和所述衬底之间。
17.在本发明一实施例中，所述结合层的厚度为1um～500um。
18.在本发明一实施例中，所述第二半导体层中包括多层散射层。
19.本发明还提供一种发光二极管的制作方法，包括以下步骤：
20.提供一衬底，且所述衬底具有相对的第一表面及第二表面；
21.在所述衬底的第一表面上形成第一外延结构，所述第一外延结构包括层叠设置的第一半导体层、发光层和第二半导体层；
22.形成与第一半导体层电性连接的第一电极；
23.形成与第二半导体层电性连接的第二电极；以及
24.在衬底的第二表面上形成第二外延结构。
25.本技术还提供一种发光二极管显示面板，包括如上任意一项所述的发光二极管。
26.综上所述，本发明提出一种发光二极管及其制作方法与发光二极管显示面板，能够将一个颜的发光二极管转换为其他颜的发光二极管，既可以获取符合波长的发光二极管，且不需要更改原电源驱动，还可以避免部分颜发光二极管材料的缺陷，进而提高发光二极管的制程良率。
附图说明
27.图1：本技术中发光二极管结构示意图。
28.图2：本技术中第一外延结构的具体结构图。
29.图3：本技术中在衬底上形成第一外延结构的结构示意图。
30.图4：本技术中形成反射层和绝缘层的结构示意图。
31.图5：本技术中形成焊接电极的结构示意图。
32.图6：本技术中具有多层绝缘层和特殊电极的发光二极管结构示意图。
33.图7：本技术中一种焊接电极的结构示意图。
34.图8：本技术中具有多层反射层的发光二极管结构示意图。
35.图9：本技术中具有特殊形状焊接电极的发光二极管结构示意图。
36.图10：本技术中具有特殊形状焊接电极的发光二极管结构示意图。
37.图11：本技术中具有特殊形状焊接电极的发光二极管结构示意图。
38.图12：本技术中转角为钝角的发光二极管结构示意图。
39.图13：本技术中第一角度、第二角度和第四角度的结构示意图。
40.图14：本技术中第三角度的结构示意图。
41.图15：本技术中具有增亮基板的发光二极管结构示意图。
42.图16：本技术中一种发光二极管显示面板的结构示意图。
具体实施方式
43.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
44.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。
45.在本技术的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
46.发光二极管显示面板因为具有寿命长，对比度高，分辨率高，响应速度快，视角广阔，彩丰富，超高亮度和低功耗等优点，可广泛应用在各种电子设备中。例如可应用于电视机、笔记本电脑、显示器、手机、手表、可穿戴显示器、车载装置、虚拟现实(virtual reality，vr)装置、增强现实(augmented reality，ar)装置、可携式电子装置、游戏机或其他电子装置中。
47.请参阅图16所示，发光二极管显示面板包括驱动背板201，以及设置在驱动背板201上的像素单元。其中，驱动背板201上设置有驱动电路，当发光二极管10键合在驱动背板201上时，驱动基板上的驱动电路电性连接于发光二极管10，以控制发光二极管10的开与关。其中，驱动电路例如为薄膜晶体管(tft，thinfilmtransistor)电路。每个像素单元包括多个子像素，且每个像素单元至少包括例如1个红子像素、1个绿子像素以及1个蓝子像素，驱动电路控制每个子像素独立发光，然后形成混并最终使得像素单元发出预设的彩光。多个像素单元形成的发光像素阵列，则可实现显示面板的彩显示效果。在一些实施例中，发光单元包括多种光的发光二极管10，例如包括红发光二极管、绿发光二极管和蓝发光二极管。则每个发光二极管10相当于一个子像素。
48.在一些实施例中，在像素单元上设置有封装层202，所述封装层202覆盖在发光单元上，且填满相邻像素单元之间的间隙。
49.在一些实施例中，发光二极管为次毫米发光二极管(mini led)或微米发光二极管(micro led)。
50.请参阅图1所示，在本发明一实施例中，发光二极管包括衬底100，设置在衬底100第一表面上的第一外延结构。在本技术中，衬底100可以为硅基板或蓝宝石基板。在本技术中，衬底100为透明衬底。所述第一外延结构包括层叠设置的第一半导体层101、发光层102和第二半导体层103。其中，第一半导体层101和第二半导体层103为不同类型的半导体层，其中一个为p型半导体层，另一个为n型半导体层。在p型半导体层中，设置有为发光层102提供的空穴，而在n型半导体层中，设置有为发光层102提供的电子。当在第一半导体层101和第二半导体层103上施加电压时，使得p型半导体层中的空穴和n型半导体层的中的光子在发光层102中复合，然后以光子的形状发出能量，进而使第一外延结构结构发光。
51.在本技术中，并不限制第一半导体层101和第二半导体层103的具体类型。在本实施例中，第一半导体层101为n型半导体层，第二半导体层103为p型半导体层。在另一些实施例中，第一半导体层101为p型半导体层，第二半导体层103为n型半导体层。在一些实施例中，为提高发光二极管的显示效过，在第一外延结构中设置多层其他功能层，以减少半导体层的缺陷，并提高第一外延结构的亮度。
52.具体的，请参阅图2所示，图2为本技术中第一外延结构的具体结构图。在本技术一实施例中，在衬底100上还设置有缓冲层1001，缓冲层1001例如为氮化铝层，或氮化铝镓层。以改善衬底100和氮化镓层之间的晶格缺陷。
53.请参阅图2所示，在本技术一实施例中，在缓冲层1001上，设置有一层无掺杂的氮
化镓层1111。具体可在温度例如为1000～1200℃，又例如为1050℃～1200℃，反应腔压力例如为100torr～500torr，又例如为200torr～500torr的条件下，向反应腔内通入氨气和三甲基镓(tmga)，进而在缓冲层1001上生长一层厚度例如为的氮化镓，形成无掺杂的氮化镓层1111。通过在衬底100和第一半导体层101之间设置缓冲层1001和无掺杂的氮化镓层1111，可减缓衬底100和第一半导体层101之间的晶格不匹配问题，提高第一外延结构结构的质量。
54.请参阅图2所示，在本技术一实施例中，第一半导体层101设置在无掺杂的氮化镓层1111上，且第一半导体层101为电子较多的n型半导体层。第一半导体层101中掺杂的为施主杂质，例如为硅(si)或碲(te)元素。其中，在本实施例中，第一半导体层101为n型的氮化镓(gan)层。在其他实施例中，第一半导体层101可以为n型的砷化镓(gaas)层或磷化镓(gap)层。
55.请参阅图2所示，在本技术中，发光层102可以是量子阱发光层102，也可以是本征半导体层或低掺杂半导体层。在本实施例中，发光层102包括周期性层叠设置的势阱层和势垒层。其中，势垒层的材料例如包括gan/algan超晶格结构，势阱层的材料例如为ingan。发光层102的厚度例如为200nm～300nm，且每个周期的势阱层的厚度例如为3nm～4nm，每个周期的势垒层的厚度例如为12nm～16nm，其中，构成势垒层的中gan的厚度例如为1.5nm～3nm，构成势垒层的中algan的厚度例如为1.5nm～3nm。本实施例中的发光层102采用调制掺杂的gan/algan超晶格结构，可有效的引导冲击电流，使脉冲电流在gan/algan结构的二维电子气中，在横向方向上传导，使得脉冲电流的密度分布更加均匀，可以有效的提升电子与空穴的复合效率。
56.请参阅图2所示，在本技术一实施例中，在第一半导体层101和发光层102之间，还设置有超晶格缓冲层1112，超晶格缓冲层1112例如包括周期性的ingan和gan堆叠层。且超晶格缓冲层1112中掺杂有硅(si)，可降低无掺杂的氮化镓层1111与发光层102之间的晶格差异，使得量子阱发光层102生长的更好。
57.请参阅图2所示，在本技术一实施例中，在发光层102上，还设置有叠嶂层1113。在本技术中，叠嶂层1113为无掺杂的氮化镓层1111。本技术中的叠嶂层1113设置在发光层102和第二半导体层103之间，可保护发光层102不受第二半导体层103干扰。
58.请参阅图1和2所示，在本技术一实施例中，第二半导体层103设置在叠嶂层1113上，且第二半导体层103为空穴较多的p型半导体层，且第二半导体层103中掺杂的为受主杂质，例如为镁(mg)或锌(zn)元素。在本实施例中，第二半导体层103可以为p型的氮化镓(gan)层。在其他实施例中，第二半导体层103可以为p型的砷化镓(gaas)层或磷化镓(gap)层。
59.请参阅图2所示，在本技术一实施例中，在第二半导体层103中，设置有至少两层散射层，将第二半导体层103区分为至少两层子半导体层。在本技术中，例如设置有三层散射层，且具体包括第一散射层1114、第二散射层1115和第三散射层1116。其中，第一散射层1114和第二散射层1115将第二半导体层103分为第一子半导体层1031和第二子半导体层1032。第一散射层1114位于叠嶂层1113上，第一子半导体层1031位于第一散射层1114上，第二子半导体层1032位于第二散射层1115上，第三散射层1116位于第二子半导体层1032上。
60.请参阅2所示，在本技术一实施例中，第一散射层1114为氮化铝镓层，具体为
al
x
ga
1-x
n，其中x的取值范围为0.1～0.2。第一散射层1114中掺杂有mg离子，且mg离子的掺杂浓度为1
×
10e
19
atom/cm3～9
×
10e
19
atom/cm3。第一散射层1114的厚度为且可使用有机金属化学气相沉积法(metal-organic chemical vapor deposition，mocvd)沉积第一散射层1114。具体的，在反应时，可在温度为例如700℃～800℃，压力为例如150torr～200torr的条件下，向反应腔内通入氮气以及氨气，且各气体的比例为例如n2：nh3＝1：1，以形成第一散射层1114。第一子半导体层1031位于第一散射层1114上，且第一子半导体层1031为p型氮化镓层。
61.请参阅2所示，在本技术一实施例中，第二散射层1115为氮化铝镓层，具体为alyga
1-y
n，其中y的取值范围为0.15～0.25。第二散射层1115中掺杂有mg离子，且mg离子的掺杂浓度为1
×
10e
19
atom/cm3～9
×
10e
19
atom/cm3。第二散射层1115的厚度为且可使用有机金属化学气相沉积法(metal-organic chemical vapor deposition，mocvd)沉积第二散射层1115。具体的，在反应时，可在温度为例如890℃～940℃，压力为例如100torr～150torr的条件下，向反应腔内通入氮气以及氨气，且各气体的比例为例如n2：nh3＝5：1，以形成第二散射层1115。第二子半导体层1032位于第二散射层1115上，且第二子半导体层1032为p型氮化镓层。
62.请参阅2所示，在本技术一实施例中，第三散射层1116位于第二子半导体层1032上，第三散射层1116即为接触层。第三散射层1116具体为alzga
1-z
n，其中z的取值范围为0.1～0.2。第三散射层1116中掺杂有mg离子，且mg离子的掺杂浓度为1
×
10e
20
atom/cm3～9
×
10e
20
atom/cm3。第三散射层1116的厚度为且可使用有机金属化学气相沉积法(metal-organic chemical vapor deposition，mocvd)沉积第三散射层1116。具体的，可在温度为例如980℃～1030℃，压力为例如200torr～600torr的条件下，向反应腔内通入氮气、氢气以及氨气，且各气体的比例为例如n2：h2：nh3＝1：2：1，以形成第三散射层1116。
63.请参阅图2所示，在本技术一实施例中，铝对于可见光，有震荡传输的作用，可减少镁离子对于光的吸收，故可作为光传输子。在散射层中形成的取光通道，使得发光层102中的光能够投射出来，且设置在顶部的第三散射层1116，可将第二半导体层103表面的电流散布开，达到高光效的要求。
64.请参阅图1所示，在本技术一实施例中，在第二半导体层103的表面，设置有透明导电层104。可在第二半导体层103上蒸镀或溅射金属氧化物或合金氧化物作为透明导电层104。具体可以为氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)、氧化锌(zno)或偶氮基(azo)，还可以为镍金(niau)、钌金(ruau)等合金的氧化物。其中，透明导电层104的厚度为例如5nm～300nm。当电极与透明导电层104接触时，可与电极产生良好的导电效果。
65.请参阅图1和图3所示，在本技术中，透明导电层104覆盖部分第二半导体层103，并暴露部分第二半导体层103，形成台阶1041。而在本技术中，在第一外延结构的外围，还设置有凹槽1010。在形成发光二极管的过程中，可蚀刻第一外延结构的外围，形成凹槽1010。所述凹槽1010的底部与衬底100接触。
66.请参阅图4和图5所示，在本技术一实施例中，还设置有电性连接于第一半导体层101的第一电极，以及电性连接于第二半导体层103的第二电极。在实施例中，第一电极包括与第一半导体层101连接的第一连接电极1091，第二电极包括第二半导体层103连接的第二
连接电极1092。其中，第一连接电极1091设置在第二半导体层103上，且延伸入第一半导体层101，并与第一半导体层101连接。第二连接电极1092设置在透明导电层104上，且与透明导电层104连接。第一连接电极1091和第二连接电极1092可采用导电性能良好的金属或合金制成。第一连接电极1091例如采用ni、au或其合金制成。第二连接电极1092例如采用ti、al、ni、au或其中两种或多种的合金制成。
67.请参阅图1、图4和图5所示，在第一外延结构上，设置有反射层107和绝缘层108。本发明并不限定反射层107和绝缘层108的具体结构以及沉积顺序，可实现对第一外延结构的光的反射，以及对发光二极管内部结构的保护即可。
68.请参阅图1和图3所示，在本技术一实施例中，反射层107设置在第一外延结构上，绝缘层108设置在反射层107上，且绝缘层108向着凹槽1010延伸，并填满凹槽1010。反射层107可将向着第二半导体层103的光反射，并朝向第一半导体层101一侧出光。具体的，反射层107可以为分布式布拉格(distributed bragg reflection，dbr)反射层107，也可以为银反射层107或铝反射层107。其中，反射层107的厚度为例如300nm～5000nm。
69.请参阅图1所示，在本技术一实施例中，绝缘层108可以采用二氧化硅(sio2)、氧化铝(al2o3)、氮化硅(sinx)、氟化镁(mgf)、或氧化锌(zno)等材料制成。在第一外延结构上，绝缘层108的厚度为例如100nm～600nm。形成较厚的绝缘层可防止焊接时候对发光二极管内部的损伤，阻绝焊料的渗入。
70.请参阅图1所示，在本技术中，第一电极还包括第一焊接电极1101，第二电极还包括第二焊接电极1102。第一焊接电极1101连接于第一连接电极1091，第二焊接电极1102连接于第二连接电极1092。
71.请参阅图1所示，在本技术一实施例中，第一连接电极1091和第二连接电极1092被包覆在绝缘层108内，第一焊接电极1101延伸出绝缘层108。第二焊接电极1102也延伸出绝缘层108。在其他实施例中，第一连接电极1091和第二连接电极1092延伸出绝缘层108。而第一焊接电极1101和第二焊接电极1102设置在绝缘层108表面。其中，第一焊接电极1101和第二焊接电极1102可包括多层金属叠层，例如包括铬(cr)金属层、钛(ti)金属层、铝(al)金属层、铂(pt)金属层、镍(ni)金属层、金(au)金属层、锡(sn)金属层等金属层中的一种、两种或多种。第一焊接电极1101和第二焊接电极1102的厚度为例如1um～50um。
72.请参阅图1所示，在本技术一些实施中，在发光二极管显示面板中，在部分发光二极管的衬底100的第二表面，设置有第二外延结构111，以将发光二极管的光转换为其他颜的光。其中，第一表面和第二表面为衬底100相对的两个表面。
73.请参阅图1所示，在本技术一些实施中，在衬底100远离第一外延结构的表面，设置第二外延结构111，且第二外延结构111例如通过结合层105粘接在透明导电层104表面。其中，结合层105可以为透明粘附层，具体可以采用二氧化硅(sio2)、氮化硅(sinx)、二氧化钛(tio2)、五氧化二钛(ti2o5)、氟化镁(mgf)、氮化铝(aln)、氧化铝(al2o3)等材料制成。在本实施例中，结合层105的厚度为1um～500um。对于不同的材料，可以采用蒸镀、溅射或等离子体增强化学的气相沉积法(plasma enhanced chemical vapor deposition，pecvd)等方式制成，具体可以依据使用的材料选择。
74.请参阅图1所示，在本技术一实施例中，第二外延结构111覆盖衬底100的第二表面，第二外延结构111中的半导体结构与第一外延结构中的半导体结构不同，且第一外延结
构和第二外延结构发出不同波段的光，可将第一外延结构发出的光转换为其他颜的光。第二外延结构111的材料设置为
ⅲ‑ⅴ
族元素化合物。具体的，当需要将发光二极管的光转换为红光时，第二外延结构111例如采用砷化镓(gaas)或砷化铝镓(algaas)等材料制成，以将第一外延结构发出的光转换为红光。在其他实施例中，第二外延结构111可以采用铟镓砷(ingaas)磷化铟镓(ingap)、磷化镓(gap)、氮化镓(gan)、氮化铝(aln)、氮化铝镓(algan)、磷化铟(inp)的氮化铟(inn)或氮化铟镓(ingan)等材料制成。一方面，第二外延结构111可以将发光二极管的光转换为其他颜的光，当第一外延结构发出的光照射在第二外延结构111上时，可使第二外延结构111发光，且第二外延结构111发出的光由第二外延结构111的材料确定。另一方面，第二外延结构111可承受较高的温度，对发光二极管内部起到保护作用。在一实施例中，第二外延结构111发出的光的波段为600nm～800nm。
75.请参阅图1所示，在本技术一实施例中，可在温度为例如150℃～300℃，压力为1000kg～5000kg的条件下，将第二外延结构111压合30min～300min，使得第二外延结构111与衬底100绑定在一起。
76.请参阅图1所示，在本技术中，当采用第二外延结构111对第一外延结构发出的光进行转换后，在发光二极管显示面板中。在一个像素单元中，设置一个具有发出蓝光的第一外延结构形成蓝发光二极管作为蓝子像素，设置一个具有发出绿光的第一外延结构形成绿发光二极管作为绿子像素。而在形成红子像素的发光二极管中，设置有发出蓝光或绿光的第一外延结构，且在衬底上，还设置有第二外延结构。第二外延结构将第一外延结构的光转换为红光，形成红子像素。当第一外延结构均为发出蓝光或绿光的外延时，每个发光二极管的驱动电压可保持相同，简化驱动电路的结构。且使用红外延制成的红发光二极管价格较高，使用第二外延结构可降低显示面板的成本。
77.请参阅图1所示，在本技术一实施例中，在衬底100的外围，还设置有遮光层112，遮光层112环绕衬底100设置，且包覆衬底100的侧面。遮光层112的厚度为例如100nm～100nm。遮光层112为不透光的白防渗透层、黑防渗透层或高反射层，其中，白防渗透层的材料可以为氧化锆，黑防渗透层可以使用掺杂有黑粉的树胶制成。遮光层112可以遮盖或反射第一外延结构原来的光，避免第一外延结构发出的光与经过第二外延结构111发出的光混。
78.请参阅图1至图5所示，在本技术中，在形成所述发光二极管时，可先在衬底100的一侧依次形成第一半导体层101、发光层102、第二半导体层103以及其他的功能层，即所述第一外延结构。之后在第二半导体层103上形成透明导电层104，且透明导电层104暴露部分第二半导体层103。之后蚀刻第一外延结构，形成凹槽1041。并在第二半导体层103上形成与第一半导体层101连接的第一连接电极1091，在透明导电层104上形成第二连接电极1092。接着依次在第二半导体层103和透明导电层104上形成反射层107，接着在反射层107上以及凹槽1041中蒸镀或溅镀绝缘层108，并蚀刻绝缘层108和反射层107，形成暴露第一连接电极1091和第二连接电极1092的接触孔，并在接触孔内依次蒸镀第一焊接电极1101和第二焊接电极1102。之后，在衬底100的另一侧使用结合层105键合第二外延结构111，在衬底100的外侧壁上蒸镀或溅射遮光层112。
79.请参阅图6至图7所示，在本技术一些实施例中，为保证在焊接时，发光二极管内部不被焊锡渗入，设置多层绝缘层。并在顶层绝缘层处，在电极中设置防渗透层，以进一步防
止焊料渗入。
80.具体的，请参阅图6所示，在本技术一实施例中，在第一外延结构上，依次设置有第一绝缘层1081、反射层107和第二绝缘层1082。其中，第一绝缘层1081覆盖第一外延结构的表面，且覆盖透明导电层104。反射层107设置在第一绝缘层1081上，且向着凹槽1010延伸，并覆盖凹槽1010的侧壁以及部分底壁。第二绝缘层1082设置在反射层107上，且向着凹槽1010延伸，并覆盖凹槽1010内的反射层107，以及部分底壁。同时，反射层107和第二绝缘层1082填满凹槽1010。在本技术中，发光二极管的出光侧为衬底100所在的一侧，反射层107实现除出光侧的全覆盖，可最大限度增加发光二极管的亮度。
81.请参阅图6所示，在本技术一实施例中，第一绝缘层1081和第二绝缘层1082可以采用同种材料制成。在一些实施例中，第一绝缘层1081和第二绝缘层1082可以采用二氧化硅(sio2)、氧化铝(al2o3)、氮化硅(sinx)、氟化镁(mgf)、或氧化锌(zno)等材料制成。且第一绝缘层1081和第二绝缘层1082的厚度为例如100nm～600nm。形成两层较厚的绝缘层可防止焊接时候对发光二极管内部的损伤，阻绝焊料的渗入。反射层107包括周期性的氧化硅(sio2)层和氧化钛(tio
x
)层。其中，反射层107的厚度为例如50nm～200nm，可依据反射波段的需求设置反射层107的厚度。反射层107中氧化硅层和氧化钛层的重复的周期数为例如1～50，可依据制程条件设置。
82.请参阅图6所示，在本技术一实施例中，第一电极还包括第一焊接电极1101，第二电极还包括第二焊接电极1102。第一焊接电极1101连接于第一连接电极1091，第二焊接电极1102连接于第二连接电极1092。其中，第一连接电极1091和第二连接电极1092被包覆在第一绝缘层1081内。在形成第一焊接电极1101和第二焊接电极1102时，先蚀刻第二绝缘层1082、反射层107和第一绝缘层1081，形成暴露第一连接电极1091和第二连接电极1092的接触孔，并在接触孔内沉积导电材料，形成第一焊接电极1101和第二焊接电极1102。在本技术中，第一焊接电极1101和第二焊接电极1102的径向尺寸大于第一连接电极1091和第二连接电极1092的径向尺寸。
83.请参阅图6和图7所示，在本技术一实施例中，第一焊接电极1101和第二焊接电极1102包括接触层1103、防渗透层1104和焊接层1105。其中，接触层1103设置在第一连接电极1091和第二连接电极1092上，且接触层1103延伸至反射层107中。防渗透层1104设置在接触层1103上，防渗透层1104由反射层107延伸出第二绝缘层1082，且防渗透层1104高于第二绝缘层1082。焊接层1105设置在防渗透层1104上。
84.请参阅图6和图7所示，在本技术一实施例中，接触层1103采用铬(cr)、钛(ti)或镍(ni)等金属材料制成。且在本技术中，接触层1103延伸至反射层107中，且未延伸出反射层107。
85.请参阅图6和图7所示，在本技术一实施例中，防渗透层1104包括周期性层叠设置的第一叠层和第二叠层，其中，第一叠层为钛金属层，第二叠层为铝金属层。且第一叠层的厚度为例如50nm～200nm，第二叠层的厚度为例如100nm～300nm，且第一叠层和第二叠层重复的周期数为例如3～8。本技术中，防渗透层1104延伸出第二绝缘层1082，且层叠的设置的防渗透层1104与第二绝缘层1082的表面接触，层叠的防渗透层1104可增加电极的可靠性，同时阻绝焊料的进入。在防渗透层1104和第二绝缘层1082上，可形成稳定的金属-锡膏结合界面。
86.请参阅图6和图7所示，在本技术一实施例中，在一些实施例中，焊接层1105采用镍(ni)、锡(sn)、银(ag)、铜(cu)、锗(ge)、金(au)或其中两种或几种的合金制成。且在本技术中，焊接层1105设置在防渗透层1104上，且焊接层1105的厚度为例如300nm～5000nm。
87.请参阅图6和图7所示，在本技术一实施例中，在形成所述发光二极管时，在形成第一连接电极1091和第二连接电极1092后，依次在第二半导体层103和透明导电层104蒸镀或溅镀第一绝缘层1081，在第一绝缘层1081上和凹槽1041中蒸镀反射层107，在反射层107上蒸镀或溅镀第二绝缘层1082。之后蚀刻第二绝缘层1082、反射层107和部分第一绝缘层1081，形成暴露第一连接电极1091和第二连接电极1092的接触孔，并在接触孔内依次蒸镀接触层1103、防渗透层1104和焊接层1105，形成第一焊接电极1101和第二焊接电极1102。
88.请参阅图8至图11所示，在一些实施例中，还可以设置特殊的反射层，对预设波长的光进行反射，并设置特殊形状的电极，以方便发光二极管的焊接。
89.具体的，请参阅图8所示，在本技术一实施例中，在绝缘层108上可设置多层反射层，且相邻的反射层之间设置有阻挡层1072。具体的，在本技术一实施例中，在第一外延结构上，依次设置有绝缘层108、第一反射层1071、阻挡层1072和第二反射层1073。其中，绝缘层108覆盖第一外延结构的表面，且覆盖透明导电层104。绝缘层108还向着凹槽1010延伸，并填满凹槽1010。第一反射层1071设置在绝缘层108上，阻挡层1072设置在第一反射层1071上，第二反射层1073设置在阻挡层1072上。在本技术中，发光二极管的出光侧为衬底100所在的一侧，两层或多层反射层设置在发光二极管设置电极的一侧，可增加发光二极管的亮度。
90.请参阅图8所示，在本技术一实施例中，绝缘层108可以采用二氧化硅(sio2)、氧化铝(al2o3)、氮化硅(sinx)、氟化镁(mgf)、或氧化锌(zno)等材料制成。且绝缘层108的厚度为例如100nm～600nm。形成较厚的绝缘层可防止焊接时候对发光二极管内部的损伤，阻绝焊料的渗入。
91.请参阅图8所示，在本技术一实施例中，第一反射层1071设置在绝缘层108上，且第一反射层1071的材料为二氧化钛(tio2)、五氧化二钛(ti2o5)、二氧化硅(sio2)、氮化硅(sinx)、氧化铝(al2o3)和氟化镁(mgf2)的复合层。且第一反射层1071的厚度为0.5nm～5nm，可反射波长为400nm～700nm的红光。
92.请参阅图8所示，在本技术一实施例中，阻挡层1072设置在第一反射层1071上，且阻挡层1072的材料为二氧化硅(sio2)、氮化硅(sinx)或氧化铝(al2o3)中的一种，也可以为以上材料两种或多种的复合层。且阻挡层1072的厚度为0.5um～1um。
93.请参阅图8所示，在本技术一实施例中，第二反射层1073设置在阻挡层1072上，且第二反射层1073的材料为二氧化钛(tio2)、五氧化二钛(ti2o5)、二氧化硅(sio2)、氮化硅(sinx)、氧化铝(al2o3)和氟化镁(mgf2)中的复合层。且第二反射层1073的厚度为0.5nm～5nm，可反射波长为700nm～1300nm的红外光。
94.在本技术中，反射层可以反射特定的波长，在一些实施例中，反射层例如可以反射红光和红外光，将多层反射层设置在红发光二极管上。在其他实施例中，可依据需要反射的光的波长，灵活设置反射层的材料和厚度。
95.在一些实施例中，还可以设置多层反射层，且每两层反射层之间设置阻挡层。本技术并不限制反射层的具体层数，可依据需求设置。反射层具体可以分布式布拉格反射镜，调
整每层反射层中每一材料层对应的厚度，即可实现不同波长光线的反射。
96.请参阅图8所示，在本技术一实施例中，在一些实施例中，第一连接电极1091和第二连接电极1092被包覆在绝缘层108内，第一焊接电极1101由绝缘层108延伸出多层反射层。第二焊接电极1102也由绝缘层108延伸出多层反射层。在其他实施例中，第一连接电极1091和第二连接电极1092由绝缘层108延伸至多层反射层表面。而第一焊接电极1101和第二焊接电极1102设置在反射层表面。
97.请参阅图8所示，在一些实施例中，第一连接电极1091和第二连接电极1092被包覆在绝缘层108内，第一焊接电极1101和第二焊接电极1102也由绝缘层108延伸出多层反射层。且第一焊接电极1101和第二焊接电极1102呈矩形设置。
98.请参阅图8至图11所示，在一些实施例中，如图8所示，第一连接电极1091和第二连接电极1092由绝缘层108延伸至多层反射层表面。第一焊接电极1101和第二焊接电极1102设置在反射层表面。且靠近反射层的一侧的第一焊接电极1101和第二焊接电极1102的径向尺寸，大于远离反射层的一侧第一焊接电极1101和第二焊接电极1102的径向尺寸。第一焊接电极1101和第二焊接电极1102靠近反射层的一侧呈矩形设置，远离反射层的一侧呈形设置。在另一些实施例中，如图9和图11所示，第一焊接电极1101和第二焊接电极1102设置在反射层表面。且由靠近反射层的一侧至远离反射层的一侧，第一焊接电极1101和第二焊接电极1102的径向尺寸逐渐增大。第一焊接电极1101和第二焊接电极1102例如呈梯形设置，可以为等腰梯形，也可以为直角梯形。在其他实施例中，第一焊接电极1101和第二焊接电极1102还可以呈其他任意多边形设置，保证由靠近反射层的一侧至远离反射层的一侧，第一焊接电极1101和第二焊接电极1102的径向尺寸逐渐增大即可。
99.在本技术中，可依据发光二极管的具体需求，在发光二极管上设置绝缘层、绝缘层，并依据焊接需求设置不形状或材料的电极。
100.在一些实施例中，为保证绝缘层和反射层在沉积时不会出现开裂等情况，还可以将发光二极管内的转角设置为钝角。
101.请参阅图12和图13所示，在本技术中，在第一外延结构的一侧，为保证绝缘层和反射层的平滑，将台阶1041的底部延伸至与第一半导体层101接触。台阶1041通过蚀刻第一外延结构一侧的第二半导体层103和发光层102获得。在本技术中，将台阶1041的转角呈第一角度a1设置，第一角度a1为钝角，且第一角度a1的范围为例如115
°
～160
°
。
102.请参阅图12和图13所示，在一些实施例中，透明导电层104与第一外延结构的表面呈第二角度a2设置，第二角度a2为钝角，且第二角度a2大于例如135
°
。在本技术中，可设置第一角度a1等于第二角度a2，可进一步减少发光二级管上反射层107和绝缘层108弯折的部分。
103.请参阅图12和图14所示，在本技术一实施例中，第一连接电极1091设置在第二半导体层103上，且延伸入第一半导体层101，并与第一半导体层101连接。第二连接电极1092设置在透明导电层104上，且与透明导电层104连接。第一连接电极1091和第二连接电极1092与第一外延结构或透明导电层104之间的夹角呈第三角度a3设置，第三角度a3为钝角，且第三角度a3的范围为125
°
～160
°
。
104.请参阅图12和图14所示，在一些实施例中，凹槽010的侧壁与底壁之间呈第四角度a4设置，第四角度a4为钝角，且第四角度a4的范围为125
°
～165
°
。
105.请参阅图12和图14所示，在本技术中，将发光二极管中的，将各处的转交设置为钝角，可避免在形成绝缘层和反射层时，尖锐的角度导致绝缘层和反射层开裂，进而使焊接材料渗入发光二极管内。
106.在一些实施例中，还可以将发光二极管内的转角设置为圆滑的钝角。
107.在一些实施例中，为增大发光二极管的亮度，还可以在发光二极管的出光层增加增亮基板。
108.具体的，请参阅图15所示，在本技术一实施例中，在第二半导体层103上设置有增亮基板106，且增亮基板106例如通过结合层105粘接在透明导电层104表面。并将第二半导体层103所在的一侧设置为出光层，在第一半导体层101的一侧设置反射层107、绝缘层108以及第一电极和第二电极。其中，增亮基板106可以为蓝宝石基板、硅基板等透明基板。在本实施例中，结合层105可以为透明粘附层，具体可以采用二氧化硅(sio2)、氧化铝(al2o3)、氮化硅(sinx)、氟化镁(mgf)、氮化铝(aln)或氮化镓(gan)等材料制成。在本实施例中，结合层105的厚度为100nm～1000nm。对于不同的材料，可以采用蒸镀、溅射或等离子体增强化学的气相沉积法(plasma enhanced chemical vapordeposition，pecvd)等方式制成，具体可以依据使用的材料选择。
109.请参阅图15所示，在本技术一实施例中，增亮基板106为单面抛光的基板，其中增亮基板106靠近第二半导体层103的一面抛光，而远离第二半导体层103的一面设置有多个凸部1061。靠近第二半导体层103的一面设置为抛光面，可避免光在增量基板内部发生散射、反射或折射，而远离第二半导体层103的一面设置多个凸部1061，可增大发光二极管的发光面积，提高发光亮度。且凸部1061可呈尖锥体、圆柱体、方体或其他多边形设置。
110.请参阅图15所示，在本技术一实施例中，增亮基板106的整体厚度(包括凸部1061)为例如50um～500um，其中，凸部1061的高度大于例如1um，具体为例如1um～10um。而多个凸部1061呈阵列设置，且相邻的凸部1061之间等间距设置。在一些实施例中，每个凸部1061的面积可以大于相邻凸部1061之间的面积。在另一些实施例中，每个凸部1061的面积可以小于相邻凸部1061之间的面积。在其他实施例中，每个凸部1061的面积可以等于相邻凸部1061之间的面积。在形成增亮基板106时，可将增亮基板106与透明导电层104键合后，使用湿法蚀刻或电感耦合等离子体(inductive coupled plasma，icp)蚀刻增亮基板106远离第二半导体层103的表面，形成多个凸部1061。其中，增亮基板106为透明基板。
111.请参阅图15所示，在本技术一实施例中，第一连接电极1091设置在第一半导体层101表面，且延伸入第一半导体层101，第二连接电极1092也设置在第一半导体层101表面，且穿过第一半导体层101和发光层102，并延伸入第二半导体层103。且第二连接电极1092可穿透第二半导体层103与透明导电层104接触，可增强第二连接电极1092与第二半导体层103的接触。第一焊接电极1101穿过绝缘层108和反射层107与第一连接电极1091连接，第二焊接电极1102穿过绝缘层108和反射层107与第二连接电极1092连接。其中，第一焊接电极1101和第二焊接电极1102的径向尺寸远大于第一连接电极1091和第二连接电极1092的尺寸，便于焊接。其中，第一连接电极1091和第二连接电极1092采用导电性能良好的金属或合金制成，第一焊接电极1101和第二焊接电极1102采用导电性能良好，且熔点较低的金属制成。
112.请参阅图15所示，在本技术中，在形成所述发光二极管10时，可先在衬底100上形
成一层缓冲层1001，并在缓冲层1001上依次形成第一半导体层101、发光层102和第二半导体层103，即所述第一外延结构。之后在第二半导体层103上形成透明导电层104，并在透明导电层104上通过结合层105键合一层增亮基板106。之后将衬底100及缓冲层1001移除，并减薄第一半导体层101，仅保留重掺杂的n型半导体层。结合图2所示，当使用图2所示的第一外延结构时，在移除衬底100及缓冲层1001后，移除无掺杂的氮化镓层1111。之后蚀刻第一外延结构，形成与第一半导体层101和第二半导体层103接触的通孔，并在通孔内沉积导电材料，形成第一连接电极1091和第二连接电极1092。且第一连接电极1091和第二连接电极1092高度可超出第一半导体层101表面。之后在第一连接电极1091和第二连接电极1092上形成反射层107和绝缘层108，最后蚀绝缘层108和反射层107，并形成与第一连接电极1091连接的第一焊接电极1101，依据与第二连接电极1092连接的第二焊接电极1102。第一焊接电极1101和第二焊接电极1102高度相同。在制程中，将吸光的缓冲层1001和衬底100蚀刻掉，并增加一层增亮基板106增加出光，形成高亮度的发光二极管10。
113.请参阅图15所示，本技术提供的发光二极管，将具有较多缺陷的缓冲层1001移除，并将较厚的其他氮化镓层移除，将相对与出光层的半导体层设置为n型重掺杂氮化镓层，可大大降低缓冲层和n型半导体层对光的吸收，增加发光二极管的出光效率。另一方面，设置的增亮基板106可进一步增加发光二极管的出光效率。
114.请参阅图15所示，当使用本技术中提供的发光二极管10制成的发光二极管显示面板时，可将相邻发光二极管10之间的间距增大，相邻发光二极管10之间的间距例如为发光二极管10尺寸的3～5倍。具体的。在发光二极管10长度所在的方向上，相邻发光二极管10之间的间距例如为发光二极管10长度的3～5倍，在发光二极管10宽度所在的方向上，相邻发光二极管10之间的间距例如为发光二极管10宽度的3～5倍。
115.当本技术中提供的发光二极管制成的发光二极管显示面板应用于电子设备上时，所述电子设备至少包括发光二极管显示面板、控制装置和供电装置，发光二极管显示面板和控制装置电性连接于供电装置，且发光二极管显示面板电性连接于控制装置。供电装置例如可以是将交流电转换为特定电压的电源板，也可以是电池，供电装置用于为驱动装置和发光二极管显示面板供电。控制装置可包括调节发光二极管显示面板的控制板和控制键。控制键可以是电性连接于控制板的按钮、遥控或是屏幕上的触屏设备等任意人工交互结构。控制板可以根据控制键输入的指令调整发光二极管显示面板的状态，包括但不仅限于控制面板的亮度、灰度、彩以及其他输入或输出信号。
116.综上所述，本技术提供的一种发光二极管，包括由第一半导体层、发光层和第二半导体层组成的第一外延结构，设置在第二半导体层表面的透明导电层，设置在透明导电层上的第二连接电极，设置在第二导电层上，且与第一导电层接出的第一连接电极。还包括在第一外延结构上依次设置的反射层和绝缘层，与第一连接电极连接的第一焊接电极，与第二连接电极连接的第二焊接电极，以及第二外延结构对应的遮光层和结合层。
117.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明，本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案，例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
118.除说明书所述的技术特征外，其余技术特征为本领域技术人员的已知技术，为突出本发明的创新特点，其余技术特征在此不再赘述。

技术特征：

1.一种发光二极管，其特征在于，包括：衬底，具有相对的第一表面及第二表面；第一外延结构，设置在所述衬底的第一表面上，且所述第一外延结构包括层叠设置的第一半导体层、发光层和第二半导体层；第一电极，与所述第一半导体层电性连接；第二电极，与所述第二半导体层电性连接；以及第二外延结构，设置在所述衬底的第二表面上。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一外延结构的半导体结构不同于所述第二外延结构的半导体结构。3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一外延结构和所述第二外延结构发出不同波段的光。4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第二外延结构发光红光。5.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述发光二极管还包括遮光层，所述遮光层覆盖所述第一外延结构的侧壁。6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述遮光层的厚度为100nm～1000nm。7.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述发光二极管还包括结合层，所述结合层设置在所述第二外延结构和所述衬底之间。8.根据权利要求5所述的发光二极管，其特征在于，所述结合层的厚度为1um～500um。9.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第二半导体层中包括多层散射层。10.一种发光二极管的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一衬底，且所述衬底具有相对的第一表面及第二表面；在所述衬底的第一表面上形成第一外延结构，所述第一外延结构包括层叠设置的第一半导体层、发光层和第二半导体层；形成与第一半导体层电性连接的第一电极；形成与第二半导体层电性连接的第二电极；以及在衬底的第二表面上形成第二外延结构。11.一种发光二极管显示面板，其特征在于，包括如权利要求1至权利要求9任意一项所述的发光二极管。

技术总结

本发明提出一种发光二极管及其制作方法与发光二极管显示面板，且所述发光二极管包括：衬底，具有相对的第一表面及第二表面；第一外延结构，设置在所述衬底的第一表面上，且所述第一外延结构包括层叠设置的第一半导体层、发光层和第二半导体层；第一电极，与所述第一半导体层电性连接；第二电极，与所述第二半导体层电性连接；以及第二外延结构，设置在所述衬底的第二表面上。通过本发明提供的一种发光二极管，可提高发光二极管显示面板的制程良率。率。率。