TWI748856B - 微型發光二極體及顯示面板 - Google Patents
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Abstract
提供一種微型發光二極體，包括磊晶層、第一接墊、第二接墊、第一歐姆接觸金屬、第二歐姆接觸金屬以及至少一蝕刻保護導電層。第一接墊及第二接墊分別電性連接磊晶層的第一型半導體層及第二型半導體層。第一歐姆接觸金屬設置於第一型半導體層以及第一接墊之間。第二歐姆接觸金屬設置於第二型半導體層以及第二接墊之間。至少一蝕刻保護導電層設置於第一歐姆接觸金屬以及第一接墊之間和/或第二歐姆接觸金屬以及第二接墊之間。一種顯示面板亦被提出。
Description
本發明是有關於一種發光元件及包括此發光元件的顯示面板，且特別是有關於一種微型發光二極體及包括此微型發光二極體的顯示面板。
微型發光二極體晶片的發光效率與其內部量子效率以及外部光萃取效率相關，其中微型發光二極體晶片的內部量子效率與其磊晶品質以及電極設計相關，而微型發光二極體晶片的外部光萃取效率則與其基板設計（例如圖案化基板、粗糙化基板等）以及晶片外的光學元件設計（例如出光面結構、反射器及透鏡等）相關。
以上述微型發光二極體晶片的電極設計為例，若電極在製程的過程中受到損害，將導致微型發光二極體晶片的發光效率（即內部量子效率）低落。因此，微型發光二極體晶片的電極設計儼然已成為提升發光效率的關鍵議題之一。
本發明提供一種微型發光二極體及具有此微型發光二極體的顯示面板，發光二極體晶片具備了設置在像素電極以及歐姆接觸金屬之間的蝕刻保護導電層。
根據本發明一實施例，提供一種微型發光二極體，微型發光二極體包括磊晶層、第一接墊、第二接墊、第一歐姆接觸金屬、第二歐姆接觸金屬以及至少一蝕刻保護導電層。磊晶層包括第一型半導體層、第二型半導體層以及主動層，其中主動層設置於第一型半導體層以及第二型半導體層之間。第一接墊及第二接墊分別電性連接第一型半導體層及第二型半導體層。第一歐姆接觸金屬設置於第一型半導體層以及第一接墊之間。第二歐姆接觸金屬設置於第二型半導體層以及第二接墊之間。至少一蝕刻保護導電層設置於第一歐姆接觸金屬以及第一接墊之間和/或第二歐姆接觸金屬以及第二接墊之間。
根據本發明一實施例，提供一種顯示面板，顯示面板包括呈陣列排列的多個像素單元，其中每一像素單元具有至少一上述的微型發光二極體。
基於上述，本發明實施例提供的微型發光二極體具備了設置在像素電極以及歐姆接觸金屬之間的蝕刻保護導電層。由於此蝕刻保護導電層被用做為歐姆接觸金屬的蝕刻保護層，使得微型發光二極體的電極在製程中不會受到損害而降低接觸電阻值，使發光效率高。本發明實施例提供的顯示面板包括上述接觸電阻值低且發光效率高的微型發光二極體。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
參照圖1A，其繪示根據本發明第一實施例的微型發光二極體。微型發光二極體1包括磊晶層100、第一接墊111、第二接墊112、第一歐姆接觸金屬121、第二歐姆接觸金屬122、第一蝕刻保護導電層131及介電層140。磊晶層100包括第一型半導體層101、第二型半導體層102以及主動層103。主動層103設置於第一型半導體層101以及第二型半導體層102之間。第一接墊111及第二接墊112用做為磊晶層100的金屬電極，分別電性連接第一型半導體層101以及第二型半導體層102。第一歐姆接觸金屬121設置於第一型半導體層101以及第一接墊111之間，用做為第一型半導體層101的歐姆接觸。第二歐姆接觸金屬122設置於第二型半導體層102以及第二接墊112之間。第一蝕刻保護導電層131設置於第一歐姆接觸金屬121以及第一接墊111之間用做為第二型半導體層102的歐姆接觸。
在本實施例中，微型發光二極體1是覆晶式微型發光二極體，第一接墊111以及第二接墊112設置於磊晶層100的同側，其中，設置有第二接墊112的開孔105可以例如是以蝕刻磊晶層100的製程來形成。根據本發明一實施例，第一型半導體層101以及第二型半導體層102分別是n型半導體層以及p型半導體層，但是本發明不限於此，根據本發明另一實施例，第一型半導體層101以及第二型半導體層102分別是p型半導體層以及n型半導體層。主動層103是量子井發光層。
介電層140可以例如藉由濺鍍或化學氣相沉積等方式來形成，其功能包括提供晶片的表面保護。當介電層140是例如藉由蒸鍍高低折射係數堆疊之介電層來形成，其還可以用做為布拉格反射鏡（DBR），增加微型發光二極體1出光的反射率。
在本實施例中，介電層140與第一接墊111以及第二接墊112同樣設置於磊晶層100的同側（即相反於微型發光二極體1的出光），第一蝕刻保護導電層131及第一歐姆接觸金屬121設置於介電層140的第一通孔141內，且第二歐姆接觸金屬122設置於介電層140的第二通孔142內。特別說明的是，介電層140也能配置於磊晶層100的至少部分周圍側表面，提供更完整的保護，在此並不為限。
在製程過程中，可以先藉由蒸鍍法以及熱退火來形成第一歐姆接觸金屬121以及第二歐姆接觸金屬122，再利用蒸鍍法形成第一蝕刻保護導電層131。接下來，利用濺鍍或化學氣相沉積等方式蒸鍍介電層140，並以乾式蝕刻的方式對此介電層140開孔，以形成第一通孔141以及第二通孔142。在上述對介電層140開孔來形成第一通孔141的過程中，因為有第一蝕刻保護導電層131覆蓋於第一歐姆接觸金屬121上方，防止了第一歐姆接觸金屬121的表面被蝕刻氣體破壞，保有了低接觸電阻值的特性，使得微型發光二極體1具備高的發光效率。也就是說，第一蝕刻保護導電層131被用做為第一歐姆接觸金屬121的蝕刻保護層。從另一個方面而言，第一蝕刻保護導電層131被用做為第一歐姆接觸金屬121的蝕刻終止層，蝕刻氣體的影響終止（stop）於第一蝕刻保護導電層131，而不會影響第一歐姆接觸金屬121。
在本實施例中，第一歐姆接觸金屬121以及第一蝕刻保護導電層131皆設置於第一通孔141中，且第一蝕刻保護導電層131在第一型半導體層101的垂直投影的寬度D131小於第一通孔141在第一型半導體層101的垂直投影的寬度D141。第一蝕刻保護導電層131設置於第一歐姆接觸金屬121以及第一接墊111之間，且第一蝕刻保護導電層131在第一型半導體層101的垂直投影面積與第一歐姆接觸金屬121在第一型半導體層101的垂直投影面積的比值介於1.0到1.2之間。此處，第一蝕刻保護導電層131直接接觸且包覆第一歐姆接觸金屬121露出的表面，可在蝕刻製程中完整保護第一歐姆接觸金屬121而不會被蝕刻離子傷到，也兼具第一歐姆接觸金屬121以及第一接墊111之間的導電率。也可以如圖1B所示的微型發光二極體1A，其第一蝕刻保護導電層131A直接接觸且部分配置於第一歐姆接觸金屬121上，只要在第一歐姆接觸金屬121以及第一接墊111之間配置有第一蝕刻保護導電層131A，可以在蝕刻製程中保護第一歐姆接觸金屬121不會直接被蝕刻離子傷到。第一蝕刻保護導電層131A設置於第一歐姆接觸金屬121以及第一接墊111之間，且第一蝕刻保護導電層131A在第一型半導體層101的垂直投影面積與第一歐姆接觸金屬121在第一型半導體層101的垂直投影面積比值介於0.8到1。若上述的比值過大，第一歐姆接觸金屬121於第一型半導體101的歐姆接觸不夠，若上述的比值過小，則第一蝕刻保護導電層131A提供給第一歐姆接觸金屬121的保護力不夠。
重新參照圖1A，在本實施例中，第一蝕刻保護導電層131的材質可以是金屬導電材料或非金屬導電材料，以非金屬導電材料為例，其可以是石墨烯、類鑽碳以及透明導電層（如ITO及IZO）等，若為金屬導電材料可以增加出光的反射。第一蝕刻保護導電層131的電阻率大於第一接墊111及第一歐姆接觸金屬121的電阻率，且小於5×10
-4Ω．cm，避免影響微型發光二極體1的歐姆接觸效率。
除此之外，為了提供第一歐姆接觸金屬121充足的保護，並避免微型發光二極體1的歐姆接觸電阻值過高，第一蝕刻保護導電層131的厚度應控制在適當範圍中。在本實施例中，微型發光二極體1符合條件式D
C1＜D
ESL1≦5×D
C1，其中D
ESL1為第一蝕刻保護導電層131在第一型半導體層101的法線方向上的厚度，D
C1為第一歐姆接觸金屬121在第一型半導體層101的法線方向上的厚度。過薄保護不了第一歐姆接觸金屬121，過厚第一歐姆接觸金屬121歐姆接觸不佳。特別說明的是，D
ESL1與D
C1的總合大於等於介電層140的厚度，且D
C1的厚度小於介電層140的厚度，可使第一歐姆接觸金屬121在製程過程中受到保護。
為了充分說明本發明的各種實施態樣，將在下文描述本發明的其他實施例。在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重複贅述。
參照圖2A，其繪示根據本發明第二實施例的微型發光二極體。微型發光二極體2包括磊晶層100、第一接墊111、第二接墊112、第一歐姆接觸金屬121、第二歐姆接觸金屬122、第二蝕刻保護導電層132及介電層140。磊晶層100包括第一型半導體層101、第二型半導體層102以及主動層103。主動層103設置於第一型半導體層101以及第二型半導體層102之間。第一接墊111及第二接墊112用做為磊晶層100的金屬電極，分別電性連接第一型半導體層101以及第二型半導體層102。第一歐姆接觸金屬121設置於第一型半導體層101以及第一接墊111之間。第二歐姆接觸金屬122設置於第二型半導體層102以及第二接墊112之間。第二蝕刻保護導電層132設置於第二歐姆接觸金屬122以及第二接墊112之間。其中，第一歐姆接觸金屬121設置於介電層140的第一通孔141內，且第二歐姆接觸金屬122及第二蝕刻保護導電層132設置於介電層140的第二通孔142內。
在製程過程中，可以先藉由蒸鍍法以及熱退火來形成第一歐姆接觸金屬121以及第二歐姆接觸金屬122，再利用蒸鍍法形成第二蝕刻保護導電層132。接下來，利用濺鍍或化學氣相沉積等方式蒸鍍介電層140，並以乾式蝕刻的方式對此介電層140開孔，以形成第一通孔141以及第二通孔142。在上述對介電層140開孔來形成第二通孔142的過程中，因為有第二蝕刻保護導電層132覆蓋於第二歐姆接觸金屬122上方，防止了第二歐姆接觸金屬122的表面被蝕刻氣體破壞，保有了低接觸電阻值的特性，使得微型發光二極體2具備高發光效率。也就是說，第二蝕刻保護導電層132被用做為第二歐姆接觸金屬122的蝕刻保護層。從另一個方面而言，第二蝕刻保護導電層132被用做為第二歐姆接觸金屬122的蝕刻終止層，蝕刻氣體的影響終止（stop）於第二蝕刻保護導電層132，而不會影響第二歐姆接觸金屬122。
在本實施例中，第二蝕刻保護導電層132的材質可以是金屬導電材料或非金屬導電材料，以非金屬導電材料為例，其可以是石墨烯、類鑽碳以及透明導電層等。第二蝕刻保護導電層132的電阻率大於第二接墊112及第二歐姆接觸金屬122的電阻率，且小於5×10
-4Ω．cm ，避免影響微型發光二極體1的歐姆接觸效率。
除此之外，為了提供第二歐姆接觸金屬122充足的保護，並避免微型發光二極體2的歐姆接觸電阻值過高，第二蝕刻保護導電層132的厚度應控制在適當範圍中。在本實施例中，微型發光二極體2符合條件式D
C2＜D
ESL2≦5×D
C2，其中D
ESL2為第二蝕刻保護導電層132在第一型半導體層101的法線方向上的厚度，D
C2為第二歐姆接觸金屬122在第一型半導體層101的法線方向上的厚度。
在本實施例中，第二蝕刻保護導電層132設置於第二歐姆接觸金屬122以及第二接墊112之間，第二蝕刻保護導電層132與磊晶層100的開孔105之間具備最小間隙d
min，且最小間隙d
min大於等於300 nm。若間隙過小會影響之後設置介電層140的製程良率。此處，第二蝕刻保護導電層132直接接觸且包覆第二歐姆接觸金屬122露出的表面，可在蝕刻製程中完整保護第二歐姆接觸金屬122而不會被蝕刻離子傷到，也兼具第二歐姆接觸金屬122以及第二接墊112之間導電率。第二蝕刻保護導電層132設置於第二歐姆接觸金屬122以及第二接墊112之間，且第二蝕刻保護導電層132在第二型半導體層102的垂直投影面積與第二歐姆接觸金屬122在第二型半導體層102的垂直投影面積比值介於1到1.2。也可以如圖2B所示的微型發光二極體2A，其第二蝕刻保護導電層132A直接接觸且部分配置於第二歐姆接觸金屬122上，只要在第二歐姆接觸金屬122以及第二接墊112之間配置有第二蝕刻保護導電層132，可以在蝕刻製程中保護第二歐姆接觸金屬122不會直接被蝕刻離子傷到。第二蝕刻保護導電層132A設置於第二歐姆接觸金屬122以及第二接墊112之間，且第二蝕刻保護導電層132A在第二型半導體層102的垂直投影面積與第二歐姆接觸金屬122在第二型半導體層102的垂直投影面積比值介於0.8到1。若上述的比值過大，第二歐姆接觸金屬122於第二型半導體102的歐姆接觸不夠，若上述的比值過小，則第二蝕刻保護導電層132A提供給第二歐姆接觸金屬122的保護力不夠。
參照圖3A，其繪示根據本發明第三實施例的微型發光二極體。微型發光二極體3包括磊晶層100、第一接墊111、第二接墊112、第一歐姆接觸金屬121、第二歐姆接觸金屬122、第一蝕刻保護導電層131、第二蝕刻保護導電層132及介電層140。磊晶層100包括第一型半導體層101、第二型半導體層102以及主動層103。主動層103設置於第一型半導體層101以及第二型半導體層102之間。第一接墊111及第二接墊112用做為磊晶層100的金屬電極，分別電性連接第一型半導體層101以及第二型半導體層102。第一歐姆接觸金屬121設置於第一型半導體層101以及第一接墊111之間。第二歐姆接觸金屬122設置於第二型半導體層102以及第二接墊112之間。第一蝕刻保護導電層131設置於第一歐姆接觸金屬121以及第一接墊111之間。第二蝕刻保護導電層132設置於第二歐姆接觸金屬122以及第二接墊112之間。其中，第一歐姆接觸金屬121及第一蝕刻保護導電層131設置於介電層140的第一通孔141內，且第二歐姆接觸金屬122及第二蝕刻保護導電層132設置於介電層140的第二通孔142內。
在製程過程中，可以先藉由蒸鍍法以及熱退火來形成第一歐姆接觸金屬121以及第二歐姆接觸金屬122，再利用蒸鍍法形成第一蝕刻保護導電層131及第二蝕刻保護導電層132。接下來，利用濺鍍或化學氣相沉積等方式蒸鍍介電層140，並以乾式蝕刻的方式對此介電層140開孔，以形成第一通孔141以及第二通孔142。在上述對介電層140開孔來形成第一通孔141及第二通孔142的過程中，因為有第一蝕刻保護導電層131覆蓋於第一歐姆接觸金屬121上方，防止了第一歐姆接觸金屬121的表面被蝕刻氣體破壞，保有了低接觸電阻值的特性。也就是說，第一蝕刻保護導電層131被用做為第一歐姆接觸金屬121的蝕刻保護層。同樣地，因為有第二蝕刻保護導電層132覆蓋於第二歐姆接觸金屬122上方，防止了第二歐姆接觸金屬122的表面被蝕刻氣體破壞，保有了低接觸電阻值的特性，使得微型發光二極體3具備高發光效率。也就是說，第二蝕刻保護導電層132被用做為第二歐姆接觸金屬122的蝕刻保護層。
在本實施例中，第一蝕刻保護導電層131在第二型半導體層102上的垂直投影面積以及第二蝕刻保護導電層132在第二型半導體層102上的垂直投影面積可以相同也可以不同。第一蝕刻保護導電層131及第二蝕刻保護導電層132的形狀可以相同也可以不同。
第一蝕刻保護導電層131及第二蝕刻保護導電層132的材質可以是相同材料也可以是不同材料。具體而言，第一蝕刻保護導電層131及第二蝕刻保護導電層132的材質可以是金屬導電材料或非金屬導電材料，以非金屬導電材料為例，其可以是石墨烯、類鑽碳以及透明導電層等。第一蝕刻保護導電層131及第二蝕刻保護導電層132的電阻率大於第一接墊111、第一歐姆接觸金屬121、第二接墊112及第二歐姆接觸金屬122的電阻率，且小於5×10
-4Ω．cm 。
除此之外，為了提供第一歐姆接觸金屬121及第二歐姆接觸金屬122充足的保護，並避免微型發光二極體3的歐姆接觸電阻值過高，第一蝕刻保護導電層131及第二蝕刻保護導電層132的厚度應控制在適當範圍中。在本實施例中，微型發光二極體3符合條件式D
C1＜D
ESL1≦5×D
C1、D
C2＜D
ESL2≦5×D
C2，其中D
ESL1為第一蝕刻保護導電層131在第一型半導體層101的法線方向上的厚度，D
C1為第一歐姆接觸金屬121在第一型半導體層101的法線方向上的厚度，D
ESL2為第二蝕刻保護導電層132在第一型半導體層101的法線方向上的厚度，D
C2為第二歐姆接觸金屬122在第一型半導體層101的法線方向上的厚度。在本實施例中，第一蝕刻保護導電層131的厚度D
ESL1以及第二蝕刻保護導電層132的厚度D
ESL2符合條件式D
ESL1/D
ESL介於0.9到1.1，亦即第一蝕刻保護導電層131的厚度D
ESL1以及第二蝕刻保護導電層132的厚度D
ESL2的差值小於第一蝕刻保護導電層131的厚度D
ESL1的10%。厚度相近可以使製程較簡易以增加良率。根據本發明一實施例，第一蝕刻保護導電層131的厚度D
ESL1等於第二蝕刻保護導電層132的厚度D
ESL2。
在本實施例中，第二蝕刻保護導電層132設置於第二歐姆接觸金屬122以及第二接墊112之間，第二蝕刻保護導電層132與磊晶層100的開孔105之間具備最小間隙d
min，且最小間隙d
min大於等於300 nm。
參照圖3B，微型發光二極體晶片31具備出光面102S，出光面102S可以具備週期性結構或非週期性表面粗糙化結構，以增加微型發光二極體晶片31的光萃取效率。
參照圖4，其繪示根據本發明第四實施例的微型發光二極體。微型發光二極體4包括磊晶層100、第一接墊111、第二接墊112、第一歐姆接觸金屬121、第二歐姆接觸金屬122、第一蝕刻保護導電層431及介電層140。磊晶層100包括第一型半導體層101、第二型半導體層102以及主動層103。主動層103設置於第一型半導體層101以及第二型半導體層102之間。第一接墊111及第二接墊112用做為磊晶層100的金屬電極，分別電性連接第一型半導體層101以及第二型半導體層102。第一歐姆接觸金屬121設置於第一型半導體層101以及第一接墊111之間。第二歐姆接觸金屬122設置於第二型半導體層102以及第二接墊112之間。第一蝕刻保護導電層431設置於第一歐姆接觸金屬121以及第一接墊111之間。
本實施例所示的微型發光二極體4與第一實施例所示的微型發光二極體1的差別僅在於：在微型發光二極體1中，第一蝕刻保護導電層131在第一型半導體層101的垂直投影的寬度D131小於第一通孔141在第一型半導體層101的垂直投影的寬度D141；相對的，在微型發光二極體4中，第一蝕刻保護導電層431在第一型半導體層101的垂直投影的寬度D431等於第一通孔141在第一型半導體層101的垂直投影的寬度D141。第一接墊111不接觸第一型半導體層101。特別說明的是，此處第一蝕刻保護導電層431的頂面431T切齊介電層140的頂面140T，可以使後續第一接墊111配置於其上時能較平坦有更佳的良率。
除了上述關於第一蝕刻保護導電層431在第一型半導體層101的垂直投影的寬度的描述，微型發光二極體4的其他方面的詳細描述，請參照前述的第一實施，在此不重覆贅述。
參照圖5，其繪示根據本發明第五實施例的微型發光二極體。微型發光二極體5包括磊晶層100、第一接墊111、第二接墊112、第一歐姆接觸金屬121、第二歐姆接觸金屬122、第一蝕刻保護導電層531及介電層140。磊晶層100包括第一型半導體層101、第二型半導體層102以及主動層103。主動層103設置於第一型半導體層101以及第二型半導體層102之間。第一接墊111及第二接墊112用做為磊晶層100的金屬電極，分別電性連接第一型半導體層101以及第二型半導體層102。第一歐姆接觸金屬121設置於第一型半導體層101以及第一接墊111之間。第二歐姆接觸金屬122設置於第二型半導體層102以及第二接墊112之間。第一蝕刻保護導電層531設置於第一歐姆接觸金屬121以及第一接墊111之間。
本實施例所示的微型發光二極體5與第一實施例所示的微型發光二極體1的差別僅在於：此處第一蝕刻保護導電層531的頂面531T低於介電層140的頂面140T，可以使後續第一接墊111配置於第一蝕刻保護導電層531上時填入第一蝕刻保護導電層531的頂面531T與介電層140間形成的空隙而有更佳的良率。
除了上述關於第一蝕刻保護導電層531在第一型半導體層101的垂直投影的寬度的描述，微型發光二極體5的其他方面的詳細描述，請參照前述的第一實施，在此不重覆贅述。
參照圖6，其繪示根據本發明第六實施例的微型發光二極體。微型發光二極體6包括磊晶層100、第一接墊111、第二接墊612、第一歐姆接觸金屬121、第二歐姆接觸金屬122、第一蝕刻保護導電層131、第二蝕刻保護導電層132及介電層640。磊晶層100包括第一型半導體層101、第二型半導體層102以及主動層103。主動層103設置於第一型半導體層101以及第二型半導體層102之間。第一接墊111及第二接墊612用做為磊晶層100的金屬電極，分別電性連接第一型半導體層101以及第二型半導體層102。第一歐姆接觸金屬121設置於第一型半導體層101以及第一接墊111之間。第二歐姆接觸金屬122設置於第二型半導體層102以及第二接墊612之間。第一蝕刻保護導電層131設置於第一歐姆接觸金屬121以及第一接墊111之間。第二蝕刻保護導電層132設置於第二歐姆接觸金屬122以及第二接墊612之間。其中，第一歐姆接觸金屬121及第一蝕刻保護導電層131設置於介電層640的第一通孔641內，且第二歐姆接觸金屬122及第二蝕刻保護導電層132設置於介電層640的第二通孔642內。
本實施例所示的微型發光二極體6與第三實施例所示的微型發光二極體3的差別僅在於：微型發光二極體3中的第二接墊112設置在開孔105中，微型發光二極體6中的第二接墊612設置於磊晶層100的側邊。透過使第一接墊111和第二接墊612等高，微型發光二極體6可以有更佳的轉移接合良率。
除了上述關於第二接墊612設置位置的描述，微型發光二極體6的其他方面的詳細描述，請參照前述的第三實施，在此不重覆贅述。
參照圖7，其繪示根據本發明第七實施例的微型發光二極體。微型發光二極體7包括磊晶層100、第一接墊111、第二接墊712、第一歐姆接觸金屬121、第二歐姆接觸金屬122、第一蝕刻保護導電層131、第二蝕刻保護導電層132及介電層640。磊晶層100包括第一型半導體層101、第二型半導體層102以及主動層103。主動層103設置於第一型半導體層101以及第二型半導體層102之間。第一接墊111及第二接墊712用做為磊晶層100的金屬電極，分別電性連接第一型半導體層101以及第二型半導體層102。第一歐姆接觸金屬121設置於第一型半導體層101以及第一接墊111之間。第二歐姆接觸金屬122設置於第二型半導體層102以及第二接墊712之間。第一蝕刻保護導電層131設置於第一歐姆接觸金屬121以及第一接墊111之間。第二蝕刻保護導電層132設置於第二歐姆接觸金屬122以及第二接墊712之間。其中，第一歐姆接觸金屬121及第一蝕刻保護導電層131設置於介電層640的第一通孔641內，且第二歐姆接觸金屬122及第二蝕刻保護導電層132設置於介電層640的第二通孔642內。
本實施例所示的微型發光二極體7與第三實施例所示的微型發光二極體3的差別僅在於：微型發光二極體3中的第二接墊112設置在開孔105中，微型發光二極體7中的第二接墊712設置於第二型半導體層102的側邊。
除了上述關於第二接墊712設置位置的描述，微型發光二極體7的其他方面的詳細描述，請參照前述的第三實施，在此不重覆贅述。
參照圖8，其繪示根據本發明第八實施例的微型發光二極體。微型發光二極體8包括磊晶層100、第一接墊111、第二接墊112、第一歐姆接觸金屬121、第二歐姆接觸金屬122、第一蝕刻保護導電層431、電流分布層806及介電層140。磊晶層100包括第一型半導體層101、第二型半導體層102以及主動層103。主動層103設置於第一型半導體層101以及第二型半導體層102之間。第一接墊111及第二接墊112用做為磊晶層100的金屬電極，分別電性連接第一型半導體層101以及第二型半導體層102。第一歐姆接觸金屬121設置於第一型半導體層101以及第一接墊111之間。第二歐姆接觸金屬122設置於第二型半導體層102以及第二接墊112之間。第一蝕刻保護導電層431設置於第一歐姆接觸金屬121以及第一接墊111之間。
本實施例所示的微型發光二極體8相較於第四實施例所示的微型發光二極體4進一步設置了電流分布層806。電流分布層806可以例如是透明導電層。電流分布層806的設置擴大了磊晶層100的發光區域，提升了微型發光二極體8的內部量子效率。在本發明一實施例中，電流分布層806和第一蝕刻保護導電層431包含相同的材料，以增加電流傳輸。
除了上述關於電流分布層806的描述，微型發光二極體8的其他方面的詳細描述，請參照前述的第四實施，在此不重覆贅述。
參照圖9，其繪示根據本發明第九實施例的微型發光二極體的局部結構。第九實施例的微型發光二極體包括第一型半導體層911、歐姆接觸金屬921、蝕刻保護導電層931以及介電層940。相較於前述的實施例，歐姆接觸金屬921具備表面921S，表面921S為曲面。蝕刻保護導電層931也具備一表面931S，表面921S為曲面。具體而言，由於歐姆接觸金屬921的表面921S是曲面，這樣的結構可以增加形成於其上的蝕刻保護導電層931覆蓋歐姆接觸金屬921的表面921S的面積，並且因為緩和了表面921S的角度改變而增加製作的良率。
除了上述關於歐姆接觸金屬921及蝕刻保護導電層931的形狀的描述，本第九實施例的微型發光二極體的其他部分的結構可以與前述第一實施例至第八實施例中的微型發光二極體的結構相同或類似。
歐姆接觸金屬921可以視為前述實施例的第一歐姆接觸金屬121以及第二歐姆接觸金屬122的一種實施方式。蝕刻保護導電層931可以視為前述實施例的第一蝕刻保護導電層131、第一蝕刻保護導電層431、第一蝕刻保護導電層531以及第二蝕刻保護導電層132的一種實施方式。
參照圖10，其繪示根據本發明一實施例的顯示面板。顯示面板9包括顯示區域DD以及非顯示區域DDA。顯示區域DD包括呈陣列排列的多個像素單元PX。每一個像素單元PX包括至少一個微型發光二極體901。微型發光二極體901可以由前述第一實施例的微型發光二極體至第九實施例的微型發光二極體中的任一者來實現。
綜上所述，本發明實施例的微型發光二極體具備了設置在像素電極以及歐姆接觸金屬之間的蝕刻保護導電層。由於此蝕刻保護導電層被用做為歐姆接觸金屬的蝕刻保護層，使得微型發光二極體的電極在製程中不會受到損害而降低接觸電阻值，使發光效率高。本發明實施例提供的顯示面板包括上述接觸電阻值低且發光效率高的微型發光二極體。
1、1A、2、2A、3、4、5、6、7、8、901:微型發光二極體
9:顯示面板
31:微型發光二極體晶片
100:磊晶層
101、911:第一型半導體層
102:第二型半導體層
102S、921S、931S:表面
103:主動層
105:開孔
111:第一接墊
112、612、712:第二接墊
121:第一歐姆接觸金屬
122:第二歐姆接觸金屬
131、131A、431、531:第一蝕刻保護導電層
132、132A:第二蝕刻保護導電層
140、640、940:介電層
140T、431T、531T:頂面
141、641:第一通孔
142、642:第二通孔
806:電流分布層
921:歐姆接觸金屬
931:蝕刻保護導電層
D131、D141、D431:寬度
D
ESL1、D
C1、D
ESL2、D
C2:厚度
DD:顯示區域
DDA:非顯示區域
d
min:距離
PX:像素單元
圖1A是根據本發明第一實施例的微型發光二極體。
圖1B是根據本發明一實施例的微型發光二極體。
圖2A是根據本發明第二實施例的微型發光二極體。
圖2B是根據本發明一實施例的微型發光二極體。
圖3A是根據本發明第三實施例的微型發光二極體。
圖3B是根據本發明第三實施例的微型發光二極體晶片。
圖4至圖8分別是根據本發明第四實施例至第八實施例的微型發光二極體。
圖9是根據本發明第九實施例的微型發光二極體的局部結構。
圖10是根據本發明一實施例的顯示面板。
3:微型發光二極體
100:磊晶層
101:第一型半導體層
102:第二型半導體層
103:主動層
105:開孔
111:第一接墊
112:第二接墊
121:第一歐姆接觸金屬
122:第二歐姆接觸金屬
131:第一蝕刻保護導電層
132:第二蝕刻保護導電層
140:介電層
141:第一通孔
142:第二通孔
DESL1、DC1、DESL2、DC2:厚度
dmin:距離
Claims (17)
- 一種微型發光二極體，包括：一磊晶層，包括；一第一型半導體層；一第二型半導體層；以及一主動層，設置於該第一型半導體層以及該第二型半導體層之間；一第一接墊，電性連接該第一型半導體層；一第二接墊，電性連接該第二型半導體層；一第一歐姆接觸金屬，設置於該第一型半導體層以及該第一接墊之間；一第二歐姆接觸金屬，設置於該第二型半導體層以及該第二接墊之間；以及至少一蝕刻保護導電層，設置於該第一歐姆接觸金屬以及該第一接墊之間和/或該第二歐姆接觸金屬以及該第二接墊之間。
- 如請求項1所述的微型發光二極體，更包括一介電層，該介電層、該第一接墊以及該第二接墊設置於該磊晶層的同側，且該第一歐姆接觸金屬以及該第二歐姆接觸金屬分別設置於該介電層的一第一通孔以及一第二通孔內。
- 如請求項2所述的微型發光二極體，其中該至少一蝕刻保護導電層設置於該第一歐姆接觸金屬以及該第一接墊之間，且設置於該第一通孔內，且該至少一蝕刻保護導電層在該第一型 半導體層的垂直投影小於或等於該第一通孔在該第一型半導體層的垂直投影。
- 如請求項2所述的微型發光二極體，其中該至少一蝕刻保護導電層設置於該第一歐姆接觸金屬以及該第一接墊之間，且該至少一蝕刻保護導電層在遠離該第一型半導體層的一頂面切齊於該介電層遠離該第一型半導體層的一頂面。
- 如請求項2所述的微型發光二極體，更包括一電流分布層，設置於該介電層以及該第一型半導體層之間。
- 如請求項1所述的微型發光二極體，其中該至少一蝕刻保護導電層的電阻率大於或等於該第一接墊、該第二接墊、該第一歐姆接觸金屬以及該第二歐姆接觸金屬中任一者的電阻率，且小於5×10-4Ω．cm。
- 如請求項2所述的微型發光二極體，其中該至少一蝕刻保護導電層設置於該第二歐姆接觸金屬以及該第二接墊之間，且設置於該第二通孔內，且該至少一蝕刻保護導電層在該第二型半導體層的垂直投影小於或等於該第二通孔在該第二型半導體層的垂直投影。
- 如請求項1所述的微型發光二極體，其中該至少一蝕刻保護導電層設置於該第二歐姆接觸金屬以及該第二接墊之間，其中該至少一蝕刻保護導電層與該磊晶層之間具備一最小間隙，且該最小間隙大於或等於300nm。
- 如請求項1所述的微型發光二極體，其中該微型發光二極體符合條件式DC1<DESL1≦5×DC1或DC2<DESL2≦5×DC2，DESL1為設置於該第一歐姆接觸金屬以及該第一接墊之間的該蝕刻保護導電層在該第一型半導體層的法線方向上的厚度，DESL2為設置於該第二歐姆接觸金屬以及該第二接墊之間的該蝕刻保護導電層在該第一型半導體層的法線方向上的厚度，DC1為該第一歐姆接觸金屬在該第一型半導體層的法線方向上的厚度，且DC2為該第二歐姆接觸金屬在該第一型半導體層的法線方向上的厚度。
- 如請求項9所述的微型發光二極體，其中DESL1/DESL2的比值介於0.9到1.1之間。
- 如請求項1所述的微型發光二極體，其中該至少一蝕刻保護導電層設置於該第一歐姆接觸金屬以及該第一接墊之間，該第一歐姆接觸金屬具備一表面，該表面位於該第一歐姆接觸金屬與該至少一蝕刻保護導電層之間，且該表面為曲面。
- 如請求項1所述的微型發光二極體，其中該至少一蝕刻保護導電層設置於該第二歐姆接觸金屬以及該第二接墊之間，該第二歐姆接觸金屬具備一表面，該表面位於該第二歐姆接觸金屬與該至少一蝕刻保護導電層之間，且該表面為曲面。
- 如請求項1所述的微型發光二極體，其中該至少一蝕刻保護導電層設置於該第一歐姆接觸金屬以及該第一接墊之間，且該至少一蝕刻保護導電層在該第一型半導體層的垂直投影 面積與該第一歐姆接觸金屬在該第一型半導體層的垂直投影面積的比值介於0.8到1.0之間。
- 如請求項13所述的微型發光二極體，其中該至少一蝕刻保護導電層直接接觸且包覆該第一歐姆接觸金屬。
- 如請求項1所述的微型發光二極體，其中該至少一蝕刻保護導電層設置於該第二歐姆接觸金屬以及該第二接墊之間，且該至少一蝕刻保護導電層在該第二型半導體層的垂直投影面積與該第二歐姆接觸金屬在該第二型半導體層的垂直投影面積的比值介於0.8到1.0之間。
- 如請求項15所述的微型發光二極體，其中該至少一蝕刻保護導電層直接接觸且包覆該第二歐姆接觸金屬。
- 一種顯示面板，包括呈陣列排列的多個像素單元，其中每一像素單元具有請求項1所述的微型發光二極體。
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