[实用新型]具有侧壁场板的发光二极管器件结构

说明书

本实用新型涉及一种具有侧壁场板的发光二极管器件结构。侧壁场板结构由绝缘层和覆盖于绝缘层上的阳极电极构成；绝缘层覆盖于发光二极管台面中的电流扩展层、空穴传输层、电子阻挡层和有源区的侧壁及电子传输层的上表面；发光二极管台面中电子阻挡层到电流扩展层侧壁的绝缘层宽度为0.001～1μm，电子传输层上表面的绝缘层的宽度大于电子阻挡层到电流扩展层的侧壁的绝缘层宽度；利用侧壁场板结构耗尽发光二极管器件边缘载流子，降低器件边缘处载流子浓度的特点，可以减弱器件边缘部位的非辐射复合，使整个器件的载流子得到有效地利用，最终实现发光二极管器件尤其是小尺寸发光二极管器件的光功率的提升。

技术领域

本实用新型涉及发光二极管半导体技术领域，具体地说是一种具有侧壁场板的发光二极管器件结构。

背景技术

发光二极管(LED)技术具有功耗低、使用寿命长、色彩亮丽、绿色环保等优势，已在杀菌消毒、生物医学、照明、显示和通讯等领域展现出广阔的应用前景。但目前对于使用III-V 族宽禁带半导体材料、小分子和高分子有机物材料、无机量子点材料等制备LED的技术仍然面临着许多亟待解决的问题，其中，LED台面边缘的缺陷导致器件严重的漏电及非辐射复合现象是急需解决的问题之一。造成这种现象的主要原因是：在对LED结构进行光刻和电感耦合等离子体干法刻蚀时会对器件裸露出来的台面边缘造成严重的损伤，台面边缘形成的悬挂健易吸附空气中的杂质，形成缺陷态，导致器件边缘的缺陷密度增加(即在器件边缘形成漏电沟道)，而流经器件边缘的载流子会被缺陷大量捕获，产生严重的漏电现象，从而减少参与辐射复合的载流子数量，降低了器件的发光效率，同时也会降低器件的可靠性。为抑制LED 台面边缘的漏电现象，研究人员进行了系列探究，比如使用NO2、SIN_x薄膜材料、硫化铵水溶液以及硫化铵与叔丁醇的混合溶液等钝化LED台面侧壁，降低器件边缘漏电流[C.Huh,S. W.Kim,H.C.Kim,et al.Effects of sulfur treatment on electrical andoptical performance of InGaN/GaN multiple-quantum-well blue light-emittingdiodes.Appl.Phys.Lett,2001, 78(12):1766-1768]；此外，专利号为CN108461593B的中国专利公开了一种具有纳米级二氧化硅光栅钝化层的GaN基发光二极管及其加工方法，该专利通过在发光二极管凸起结构的侧壁上沉积SiO2钝化层对发光二极管表面进行保护，并限制漏电流的产生。虽然上述几种钝化层在一定程度上抑制了发光二极管器件边缘处的缺陷复合，但对器件光电性能的改善效果不佳。

发明内容

本实用新型的目的为针对当前存在的技术不足，提供一种具有侧壁场板的可抑制边缘非辐射复合的发光二极管器件结构。本实用新型通过将现有的任意一种标准发光二极管台面与侧壁场板结构相结合来增强发光二极管器件的边缘电场，降低LED台面边缘部位原本较高的载流子浓度，从而削弱器件边缘产生的漏电流，有效地增强LED内部的辐射复合率，改善 LED的发光效率。

本实用新型解决该技术问题所采用的技术方案是：

一种具有侧壁场板的发光二极管器件结构，其特征为侧壁场板结构由绝缘层(109)和覆盖于绝缘层上的阳极电极(111)构成；在发光二极管台面中的电子传输层(103)上表面和电子阻挡层(105)到电流扩展层(107)的侧壁设置侧壁场板结构；或者在发光二极管台面中的电子传输层(103)上表面、电子阻挡层(105)到电流扩展层(107)的侧壁和电流扩展层(107)上表面边缘设置侧壁场板结构。