Mini-LED芯片制造福音 晶元光電實(shí)現(xiàn)大面積透明電極層

【嘉勤點(diǎn)評(píng)】晶元光電發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件結(jié)構(gòu)方案，采用了一種層疊式的半導(dǎo)體發(fā)光元件結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)較大的透明電極層和基板的面積比，從而當(dāng)應(yīng)用在Mini-LED等發(fā)光二極管芯片的生產(chǎn)上時(shí)，可以解決制作工藝操作困難等問(wèn)題。

據(jù)稱，目前，LED外延片和芯片制造商晶元光電mini LED芯片產(chǎn)能滿載，并將在2022年將總產(chǎn)能擴(kuò)大50%。

Mini LED是芯片尺寸介于50~200μm之間的LED器件，其作為一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，具有低功率消耗、高亮度以及體積小等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于各式照明及顯示器。例如，發(fā)光二極管直接作為顯示器像素時(shí)，可以取代傳統(tǒng)液晶顯示器并實(shí)現(xiàn)更高畫(huà)質(zhì)的顯示效果，同時(shí)，如果以發(fā)光二極管作為顯示器的背光源并通過(guò)分區(qū)控制明暗度，則可達(dá)到顯示器的高對(duì)比率，具有非常好的顯示效果。

但是，由于Mini LED芯片尺寸太小，不僅對(duì)于加工制造來(lái)說(shuō)存在難度，而且還應(yīng)該避免電流密度太小而使得外部量子效率降低的問(wèn)題。為此，晶元光電在2021年3月17日申請(qǐng)了一項(xiàng)名為“半導(dǎo)體發(fā)光元件”的發(fā)明專利（申請(qǐng)?zhí)枺?02110285067.4），申請(qǐng)人為晶元光電股份有限公司。

根據(jù)該專利目前公開(kāi)的相關(guān)資料，讓我們一起來(lái)看看這項(xiàng)技術(shù)方案吧。

如上圖，為該專利中發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的示意圖，該半導(dǎo)體發(fā)光元件10主要包含基板100和半導(dǎo)體疊層101，在基板上包含有第一半導(dǎo)體接觸層102、發(fā)光疊層103、以及第二半導(dǎo)體接觸層104，在第二半導(dǎo)體接觸層上設(shè)置有透明電極層106。

在上述結(jié)構(gòu)的最外層是保護(hù)層107，其具有第一開(kāi)口107a和第二開(kāi)口107b，分別露出第一半導(dǎo)體接觸層和透明電極層的一部分上表面。此外，在第一開(kāi)口與第一半導(dǎo)體接觸層之間填充有第一電極墊108，在第二開(kāi)口與透明電極層之間填充有第二電極墊109，第一開(kāi)口位于第一電極墊的正下方，第二開(kāi)口位于第二電極墊的正下方。

具體而言，第二開(kāi)口露出一部分的透明電極層和一部分的第二半導(dǎo)體接觸層，第二電極墊則填入第二開(kāi)口以與透明電極層及第二半導(dǎo)體接觸層直接接觸。在這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)下，第二電極墊與透明電極層形成低電阻值界面且與第二半導(dǎo)體接觸層形成高阻值界面，第二電極墊注入的電流主要流入透明電極層，進(jìn)而流入發(fā)光疊層，實(shí)現(xiàn)該元件的發(fā)光效果。

上圖為這種結(jié)構(gòu)的剖面示意圖，可以看到，非元件區(qū)100b環(huán)繞著元件區(qū)100a，基板的寬度大于半導(dǎo)體疊層101的寬度，保護(hù)層延伸覆蓋至非元件區(qū)上且與基板直接接觸。在半導(dǎo)體疊層，包含有活性區(qū)101a和凹陷區(qū)101b，而發(fā)光疊層就形成于活性區(qū)。

最后，上圖是符合該發(fā)明中半導(dǎo)體發(fā)光元件接合至載板發(fā)光組件的一個(gè)實(shí)例示意圖，半導(dǎo)體發(fā)光組件1000包括上述所說(shuō)的半導(dǎo)體發(fā)光元件，如具備四種電極墊的半導(dǎo)體發(fā)光元件，由第一粘接金屬502a和第二粘接金屬502b固定于基板500上。可以發(fā)現(xiàn)，利用這樣架空的粘連設(shè)計(jì)，可以擁有較大面積的半導(dǎo)體發(fā)光電極層。

以上就是晶元光電發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件結(jié)構(gòu)方案，該方案中發(fā)明了一種層疊式的半導(dǎo)體發(fā)光元件結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)較大的透明電極層和基板的面積比，并可以應(yīng)用在Mini-LED等發(fā)光二極管芯片的生產(chǎn)上，從而解決制作工藝操作困難等問(wèn)題。

（holly）