CN113644177B - 发光二极管及发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发光二极管，包括外延结构、第一绝缘层、连接电极、第二绝缘层和焊盘，外延结构包括依次堆叠的第一导电型半导体层、发光层和第二导电型半导体层；第一绝缘层设置在外延结构上并有第一开口与第二开口；连接电极包括第一连接电极与第二连接电极，第一连接电极通过第一开口连接第一导电型半导体层，第二连接电极通过第二开口连接第一导电型半导体层；第二绝缘层设置在连接电极上并有位于第一连接电极上的第三开口与位于第二连接电极上的第四开口，第四开口的面积不小于第二连接电极的面积的50％，第一焊盘通过第三开口连接第一连接电极，第二焊盘通过第四开口连接第二连接电极。借此，可加强电流扩散和热扩散，并提升整体稳定性。

Description

发光二极管及发光装置
技术领域
本发明涉及发光二极管制造技术领域，特别涉及一种具有高可靠性的发光二极管及发光装置。
背景技术
发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)具有成本低、光效高、节能环保等优点，被广泛应用于照明、可见光通信及发光显示等场景。LED芯片分为正装结构、倒装结构和垂直结构三种。与传统的正装芯片相比，倒装LED芯片结构是将二极管结构倒置，从蓝宝石一侧射出光线，而电极一侧可固定在散热更好的基板上。
目前，业内对倒装LED芯片结构的开发均已全面的展开，对倒装LED芯片结构的稳定性也提出了更高的要求。除了提升光电转换效率，减少热量的产生，提升散热能力外，还应尽可能的降低因封装基板应力较大对LED芯片结构带来的损伤。
现有的倒装LED芯片结构通常会采用p焊盘(pad)与n焊盘交叠的设计方式，并使用绝缘保护膜层做为p焊盘与n焊盘之间的电性隔离层，考虑到内部热阻问题，绝缘保护膜层过厚，散热会变差，但若是绝缘保护膜层较薄，其在老化过程中由于热损伤、外界应力等原因，会更为容易地被破坏，导致在p焊盘与n焊盘之间形成漏电通道，使得整个倒装LED芯片结构失效。因此，如何改善因绝缘保护膜层的破坏导致LED芯片的稳定性变差的问题，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题之一。
发明内容
为解决上述芯片结构稳定性较差的问题，本发明提供一种发光二极管，其包括外延结构、第一绝缘层、连接电极、第二绝缘层以及焊盘。
外延结构由下至上包括依次堆叠的第一导电型半导体层、发光层以及第二导电型半导体层。
第一绝缘层设置在外延结构上，并具有第一开口与第二开口。
连接电极包括第一连接电极与第二连接电极，第一连接电极与第二连接电极是间隔预设距离地设置在第一绝缘层上，第一连接电极通过第一开口而电连接第一导电型半导体层，第二连接电极通过第二开口而电连接第一导电型半导体层。
第二绝缘层设置在连接电极上，并具有第三开口与第四开口，第三开口位于第一连接电极的上方，第四开口位于第二连接电极的上方，其中，第四开口的水平投影面积不小于第二连接电极的水平投影面积的50％。
焊盘包括第一焊盘与第二焊盘，第一焊盘与第二焊盘是间隔预设距离地设置在第二绝缘层上，第一焊盘通过第三开口电连接第一连接电极，第二焊盘通过第四开口而电连接第二连接电极。
在一实施例中，所述第二连接电极的边缘与所述第二绝缘层的第四开口的边缘具有一第一最小间距，所述第一最小间距是小于等于30微米。
在一实施例中，所述第二连接电极的水平投影面积占所述第二焊盘的水平投影面积的比例大于50％且小于100％。
在一实施例中，所述第二焊盘覆盖在所述第二连接电极上方，从所述发光二极管的上方俯视，所述第二焊盘的覆盖区域超出所述第二连接电极所在的区域边缘。
在一实施例中，所述第二连接电极的边缘与所述第二焊盘的边缘之间具有一第二最小间距，所述第二最小间距介于0～20微米。
在一实施例中，所述第二连接电极的边缘与所述第一连接电极的边缘之间具有一第三最小间距，所述第三最小间距大于5微米，但小于等于30微米。
在一实施例中，从所述发光二极管的上方俯视，所述第二连接电极被所述第一连接电极所环绕。
在一实施例中，从所述发光二极管的上方俯视，所述第二焊盘的边缘与所述第一连接电极的外侧边的边缘之间具有一第四最小间距，所述第四最小间距介于0～20微米。尽可能缩小第二焊盘与第一连接电极之间的间距，以减少应力对绝缘层产生的损伤。
在一实施例中，所述发光二极管还包括若干个导通孔，所述若干个导通孔是由所述第二导电型半导体层贯穿至所述第一导电型半导体层，以露出所述第一导电型半导体层，所述第一开口与所述导通孔位置相对应。
在一实施例中，所述若干个导通孔位于所述第二连接电极的外侧。
在一实施例中，所述第二连接电极的边缘与所述导通孔的中心之间的间距小于等于100微米。
在一实施例中，所述第二焊盘覆盖住部分所述导通孔。
在一实施例中，所述第二焊盘覆盖住邻近所述第二连接电极的边缘的导通孔。
在一实施例中，所述发光二极管具有四个侧边，从所述发光二极管上方俯视，所述第二连接电极与所述发光二极管的四个侧边之间均存在所述导通孔。
在一实施例中，所述发光二极管还包括反射层与阻挡层，所述反射层设置在所述第二导电型半导体层上，所述阻挡层设置在所述反射层上，所述第一绝缘层覆盖所述阻挡层与所述反射层，所述第二开口露出所述阻挡层，所述第二连接电极通过所述第二开口电连接所述阻挡层。
在一实施例中，所述反射层为银金属反射层。
在一实施例中，所述发光二极管还包括透明导电层与第三绝缘层，所述透明导电层覆盖所述第二导电型半导体层的表面，所述第三绝缘层设置在所述透明导电层上，并具有第五开口，以露出所述透明导电层，所述反射层位于所述第三绝缘层上，并通过所述第五开口电连接所述透明导电层。
在一实施例中，所述第一绝缘层还具有顶针开口，位于所述发光二极管的中心位置，所述顶针开口内具有一顶针金属块。
在一实施例中，所述第二绝缘层覆盖所述顶针金属块。
在一实施例中，所述第四开口的形状与所述第二连接电极的形状相同。
在一实施例中，所述第二连接电极的形状为四周边缘带齿状的块状。
在一实施例中，所述第四开口的水平投影面积小于所述第二连接电极的水平投影面积的100％。
本发明还提供一种发光装置，其采用如上任意所述的发光二极管。
本发明提供的发光二极管通过第四开口的水平投影面积不小于第二连接电极的水平投影面积的50％的设置，增加第二连接电极与第二焊盘的接触面积，具有良好的散热性能，并减少因第二绝缘层断裂而带来的短路风险，提高整体可靠性。
发光二极管还可通过第二连接电极与第二焊盘的水平投影面积比例大于50％且小于100％的设置，减少第二焊盘与第一连接电极的重叠面积，进一步避免因外力作用导致第二绝缘层破裂，第二焊盘与第一连接电极短路的风险。
此外，焊盘与连接电极是直接接触，具有良好的电流扩散与散热性能；借由第四开口的形状与第二连接电极的形状相同且面积接近，以保证第四开口的开口面积尽可能贴合第二连接电极的边缘。
本发明的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；在下面描述中附图所述的位置关系，若无特别指明，皆是图示中组件绘示的方向为基准。
图1是本发明一实施例提供的发光二极管的俯视结构示意图；
图2是沿图1的截取线A-A截取的纵向剖面示意图；
图3是沿图1的截取线B-B截取的纵向剖面示意图；
图4A至图9C是本发明一实施例提供的发光二极管在制造过程中各阶段的俯视结构示意图与剖面示意图；
图10是本发明又一实施例提供的发光二极管的俯视结构示意图；
图11是沿图10的截取线A-A截取的纵向剖面示意图。
附图标记：
10、70发光二极管 11衬底 13外延结构
131第一导电型半导体层 132发光层 133第二导电型半导体层
15反射层 17阻挡层 19第一绝缘层
21连接电极 211第一连接电极 212第二连接电极
213顶针金属层 23第二绝缘层 25焊盘
251第一焊盘 252第二焊盘 50导通孔
51第一开口 52第二开口 53第三开口
54第四开口 55顶针开口 56第五开口
27透明导电层 29第三绝缘层 214第一表面
D1第一最小间距 D2第二最小间距 D3第三最小间距
D4第四最小间距 D5间距
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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、或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，皆为“至少包含”的意思。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸的连接，或一体成型的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
请参阅图1、图2和图3，图1是本发明一实施例提供的发光二极管10的俯视结构示意图，图2是沿图1的截取线A-A截取的纵向剖面示意图，图3是沿图1的截取线B-B截取的纵向剖面示意图。为达所述优点至少其中之一或其他优点，本发明的一实施例提供一种发光二极管10。如图中所示，发光二极管10包括外延结构13、第一绝缘层19、连接电极21、第二绝缘层23以及焊盘25。
外延结构13可以是设置于衬底11上。衬底11可为透明性衬底或者非透明衬底或者半透明衬底，其中透明性衬底或者半透明衬底可以允许发光层132辐射出的光穿过衬底11到达衬底11的远离外延结构13的一侧，例如衬底11可以是蓝宝石平片衬底、蓝宝石图形化衬底、硅衬底、碳化硅衬底、氮化镓衬底、玻璃衬底中的任意一种。在本实施例中，优选图形化蓝宝石衬底。虽然在本实施例中是以外延结构13布置在衬底11上的情形进行说明，但也可以省略衬底11。
外延结构13由下至上包括依次堆叠的第一导电型半导体层131、发光层132以及第二导电型半导体层133。
第一导电型半导体层131作为在衬底11上生长的层，可以是掺杂了n型杂质，例如Si的氮化镓类半导体层。
发光层132可以具有单量子阱结构或者多重量子阱结构。发光层132内的阱层的组成以及厚度决定生成的光的波长。特别是，通过调节阱层的组成可以提供生成紫外线、蓝色光、绿色光等不同色光的发光层132。
第二导电型半导体层133可以是掺杂了p型杂质，例如Mg的氮化镓类半导体层。虽然第一导电型半导体层131以及第二导电型半导体层133分别可以是单层，但本案不限于此，也可以是多重层，还可以包括超晶格层。第一导电型半导体层131、发光层132以及第二导电型半导体层133可以是利用金属有机化学气相生长法(MOCVD)或者利用分子束外延法(MBE)等方法而在衬底11上形成。
发光二极管10还可以包括若干个导通孔50，若干个导通孔50是由第二导电型半导体层133贯穿至第一导电型半导体层131，以露出第一导电型半导体层131。也就是说，第一导电型半导体层131的面积会大于发光层132的面积，也大于第二导电型半导体层133的面积。如图1中所示，导通孔50可以是呈圆形形状，其形状与个数不受特别限制，可以是仅设置有一个导通孔50，若是设置多个导通孔50，则可以更为均匀地分散电流，效果更佳。此外，导通孔50可依据实际需求，而选择均匀间距的分布形式或非均匀间距的分布形式。
第一绝缘层19设置在外延结构13上，并具有第一开口51与第二开口52。第一绝缘层19可以局部覆盖在导通孔50内的第一导电型半导体层131上，并由第一导电型半导体层131延伸覆盖至部分第二导电型半导体层133的上方。第一开口51与导通孔50的位置相对应，第一开口51位于导通孔50内，第一开口51位于第一导电型半导体层131上，第二开口52位于第二导电型半导体层133上。第一开口51与第二开口52的形状以及个数等可以依据实际需求进行多种选择。
连接电极21包括第一连接电极211与第二连接电极212。第一连接电极211与第二连接电极212是间隔预设距离地设置在第一绝缘层19上，以隔离电性。第一连接电极211通过第一开口51而电连接第一导电型半导体层131，第二连接电极212通过第二开口52而电连接第一导电型半导体层131。换言之，第一连接电极211会覆盖第一开口51，更可以覆盖到导通孔50的底部；第二连接电极212会覆盖第二开口52，以实现电连接。第一连接电极211可以接触第一导电型半导体层131的表面。
若干个导通孔50是位于第二连接电极212的外侧。换言之，在俯视图上，第二连接电极212设置在多个导通孔50之间，不与导通孔50的位置重叠。
第二绝缘层23设置在连接电极21上，并具有第三开口53与第四开口54。第三开口53位于第一连接电极211的上方，以露出第一连接电极211。第四开口54位于第二连接电极212的上方，以露出第二连接电极212。也就是说，第二绝缘层23可以局部地覆盖第一连接电极211与第二连接电极212。第三开口53与第四开口54的形状以及个数等可以依据实际需求进行多种选择。
焊盘25包括第一焊盘251与第二焊盘252，第一焊盘251与第二焊盘252是间隔预设距离地设置在第二绝缘层23上，以隔离电性。第一焊盘251通过第三开口53电连接第一连接电极211，第二焊盘252通过第四开口54而电连接第二连接电极212。换言之，第一焊盘251会覆盖第三开口53，第四焊盘25会覆盖第四开口54，以实现电连接。在一实施例中，第二焊盘252可覆盖住部分导通孔50，较优地，第二焊盘252覆盖住邻近第二连接电极212的边缘的导通孔50。
进一步的，第四开口54的水平投影面积不小于第二连接电极212的水平投影面积的50％。所述水平投影面积是指发光二极管10正放于水平面上，此时外延结构13到焊盘25的方向是垂直于水平面的竖直方向，各元件(如第四开口54、第二连接电极212等)投影至水平面上的投影面积。所述第四开口54的水平投影面积是其开口面积，即图1中示出的第四开口54围成的面积，是从发光二极管10的上方俯视的面积，也就是第四开口54投影到衬底11(水平面)上的投影面积。所述第二连接电极212的水平投影面积是指图1中示出的第二连接电极212的面积，是从发光二极管10的上方俯视的面积，也就是第二连接电极212投影到衬底11(水平面)上的投影面积。在一实施例中，第二连接电极212的水平投影面积可以是第二连接电极212的第一表面214的面积。借此面积比例的设置，可减少第二连接电极212与第二焊盘252之间的第二绝缘层23的面积，增加第二连接电极212与第二焊盘252的接触面积，以提升散热效果，并且可以避免第二绝缘层23因为外力作用而破裂的问题。第四开口54的水平投影面积与第二连接电极212的水平投影面积比例更佳的是大于60％或者大于70％或者大于80％。
第四开口54的水平投影面积可以小于第二连接电极212的水平投影面积，即第四开口54的水平投影面积小于第二连接电极212的水平投影面积的100％，并且第四开口54位于第二连接电极212的上方。由此可保证第二焊盘252仅通过第四开54的与第二连接电极212接触，第二焊盘252不会接触到第一连接电极211。
另外，为了减少第二连接电极212与第二焊盘252之间的第二绝缘层23的面积，来增加第二连接电极212与第二焊盘252的接触面积，以提升散热效果，作为一个替代性的实施方式，从俯视图图1上看，所述第二连接电极212的边缘与第二绝缘层23的第四开口54的边缘之间具有一第一最小间距D1，该第一最小间距D1是小于等于30微米。
在一实施例中，从俯视图图1上看，为保证第二连接电极212的水平投影面积尽量大，期望的是第二连接电极212的水平投影面积尽量接近于第二焊盘252的水平投影面积，优选的，第二连接电极212的水平投影面积与第二焊盘252的水平投影面积的重叠面积比是大于50％且小于100％，更佳的是大于60％或者大于70％或者大于80％。当第二连接电极212与第二焊盘252的重叠面积越大时，相应的会减少第二焊盘252与第一连接电极211的重叠面积，如此一来，结合第二连接电极212与第二焊盘252的接触面积，就可以降低因外力作用导致第二绝缘层23破裂，可一定程度的避免第二焊盘252与第一连接电极211因为两者之间的第二绝缘层23破裂而容易短路的风险。
作为一个替代性的实施方式，为了保证第二连接电极212的水平投影面积尽量大，从俯视图图1上看，所述的第二连接电极212的边缘与第二焊盘252的边缘之间具有一第二最小间距D2，该第二最小间距D2介于0～20微米。
作为一个更佳的实施方式，为了保证第二连接电极212具有较大的水平投影面积，针对大面积、大尺寸的芯片来说，若干个导通孔50的间距也应尽量大一些，以实现电流的均匀分布。因此将若干个导通孔50设置位于第二连接电极212的周围，可实现第二连接电极212具有较大的水平投影面积。如图1所示，所述的第二连接电极212为一个块状，四周边缘都是齿状的设计，可以延伸至相邻的导通孔50之间。另外，发光二极管10具有两两相对分布的四个侧边，从俯视图图1来看，第二连接电极212与发光二极管10的四个侧边之间均分布有导通孔50。优选的，为了实现所述的第二连接电极212尽量的以更大的面积形成于导通孔50之间，所述第二连接电极212的边缘与导通孔50的中心之间的间距D5小于等于100微米，或者较佳的小于等于80微米，或者更佳的小于等于60微米。
如俯视图图1所示，第二连接电极212与第二焊盘252的重叠面积大于第二焊盘252面积的50％，即第二焊盘252与第一连接电极211的重叠面积小于第二焊盘252面积的50％。
此外，如俯视图图1所示，第一连接电极211的内部具有一个开口，所述第二连接电极212位于第一连接电极211的内部开口内，即第二连接电极211被第一连接电极211所环绕。第一连接电极211和第二连接电极212可以是几乎整面的覆盖在外延结构13上方，仅留有间隔通道，以隔离第一连接电极211和第二连接电极212的电性。即第二连接电极212的边缘与第一连接电极211的边缘之间具有一第三最小间距D3，该第三最小间距D3可大于5微米，但小于等于30微米。
作为个较佳的实施例，针对大面积、大尺寸的芯片来说，为了保证焊盘25的固晶能力，如俯视图图1所示，第二焊盘252应具有尽量大的面积。第二焊盘252的水平投影面积可大于第二连接电极212的水平投影面积，即第二焊盘252完全覆盖于第二连接电极212上方并且超出第二连接电极212所在的区域边缘。所述的第二焊盘252位于发光二极管10芯片中心的一侧，第二焊盘252的面积可以同时覆盖住第二连接电极212周围的导通孔50，即从俯视图图1上看，所述第二连接电极212、导通孔50均位于第二焊盘252的内部。或者，为了实现第二焊盘252应具有尽量大的面积，第二焊盘252的边缘与第一连接电极212的外侧边的边缘之间具有一第四最小间距D4，该第四最小间距D4介于0～20微米。
在一实施例中，发光二极管10还可包括反射层15与阻挡层17，反射层15设置在第二导电型半导体层133上，用以将从发光层132生成而行进到上侧的光向衬底11侧反射。金属反射层15几乎整面的位于第二导电型半导体层133上，并且位于导通孔50周围。金属反射层15的覆盖面积至少为第二导电型半导体层133的面积的至少80％。在导通孔50周围的金属反射层15到导通孔50中心的距离至多为50微米。阻挡层17设置在反射层15上，并且阻挡层17覆盖住反射层15的上表面以及边缘侧壁，阻挡反射层15扩散。反射层15与阻挡层17皆是由金属材质形成，反射层15较佳的是由银金属形成，阻挡层17可以使用例如Cr、Ti、Ni或者Pt等金属之一种或者多种的组合。
金属反射层15直接接触第二导电型半导体层133。第一绝缘层19会覆盖阻挡层17，第二开口52露出阻挡层17，以确保第二导电型半导体层133可以电连接于第二连接电极212。
因为反射层15较佳的是由银或铝形成，当电流通过反射层15时，铝或银会因氧化等因素形成合金而离开反射层15。所以，反射层15需要被保护以避免自身材料的迁移。当反射层15的材料迁移时，反射层15的银或铝的成分会持续减少。如果反射层15的银或铝成分不够时，反射层15的电阻会增加。当反射层15由银组成且不被屏障层覆盖，银会因为其高活性而易于氧化形成氧化银。在银氧化后的产物的电阻将大于银的电阻许多。如果反射层15的电阻增加，电极将无法传导电流。因此，反射层15需要被阻挡层17覆盖以避免其材料迁移。
请参阅图4A至图9C，图4A至图9C是本发明一实施例提供的发光二极管10在制造过程中各阶段的俯视结构示意图与剖面示意图。各个附图中，图4A、图5A、图6A、图7A、图8A和图9A为俯视结构示意图，图4B、图5B、图6B、图7B、图8B和图9B表示各个俯视结构示意图沿截取线A-A截取的剖面示意图，图7C、图8C和图9C表示各个俯视结构示意图沿截取线B-B截取的剖面示意图。
首先，参照图4A和图4B，在衬底11上生长包括第一导电型半导体层131、发光层132以及第二导电型半导体层133的外延结构13。接着，由第二导电型半导体层133开始蚀刻，直至蚀刻至第一导电型半导体层131，形成若干个导通孔50。此外，可以选择性地去除外延结构13的边缘部分，进一步露出衬底11，以便于后续切割等制程。
参照图5A和图5B，在第二导电型半导体层133上形成反射层15，以将光线反射至由衬底11射出。反射层15是金属反射层15，其可以利用剥离(lift-off)技术而形成。反射层15可以形成为单层结构或者多层结构，层结构可以利用电子束蒸发法而形成。在一实施例中，此反射层15不覆盖导通孔50与边缘的衬底11。反射层15的底部可以包括一底层黏附层，该黏附层可选择自镍或者钛材料，该黏附层的厚度为10nm以内，以保证一定程度的透光性。
参照图6A和图6B，在反射层15上形成阻挡层17，以避免反射层15的材料发生迁移。阻挡层17是由金属材质形成。较佳的，阻挡层17可以覆盖至反射层15侧面，以完全包覆反射层15。
参照图7A、图7B和图7C，形成覆盖部分第一导电型半导体层131、发光层132、第二导电型半导体层133、部分阻挡层17的第一绝缘层19。第一绝缘层19可以使用化学气象沉积(CVD)等技术而形成为SiO2等的氧化膜、SiNx等的氮化膜、MgF2的绝缘膜。第一绝缘层19既可以形成为单层结构，也可以形成为重复堆叠层的结构。重复堆叠层的结构可以是由低折射物质层和高折射物质层交替层叠的分布布拉格反射器(DBR)形成。例如，可以通过将SiO2/TiO2、SiO2/ZrO2或者MgF2/TiO2等的层层叠而形成反射率高的绝缘反射层15。
第一绝缘层19具有第一开口51与第二开口52。第一开口51是位于导通孔50内，其用于露出第一导电型半导体层131，第二开口52位于阻挡层17上，用于露出阻挡层17。在一较佳实施例中，如图7A所示，第二开口52的数量是四个，且呈长条形状，沿水平方向分布在外延结构13上，以提供良好的导电性能。在一实施例中，外延结构13的表面设置有顶针区，第一绝缘层19还具有位于顶针区的顶针开口55。
参照图8A、图8B和图8C，在第一绝缘层19上形成连接电极21。具体来说，连接电极21包括第一连接电极211和第二连接电极212，图8A中，第一连接电极211与第二连接电极212是以不同的阴影填充图案进行表示。第一连接电极211与第二连接电极212是间隔预设距离地设置在第一绝缘层19上，以隔离电性，所述预设距离是指图8A中两个阴影填充结构间的空白部分宽度，也就是图8C中第一连接电极211与第二连接电极212的横向间隔距离。间隔距离较佳的是介于5～50微米。
第一连接电极211和第二连接电极212可以是几乎整面的覆盖在外延结构13上方。
第一连接电极211覆盖导通孔50与第一开口51，通过第一开口51而电连接第一导电型半导体层131；第二连接电极212覆盖第二开口52，通过第二开口52而电连接第二导电型半导体层133。以图8A俯视图为例，导通孔50与第二连接电极212不会相互重叠。
在一实施例中，连接电极21还包括一个顶针金属块213，其设置于顶针开口55内。顶针金属块213直接接触阻挡层17，并且该顶针金属块213小于顶针开口55的尺寸，不与第一连接电极211形成连接，由此在发光二极管10被转移时，转移装置上的顶针作用于顶针金属块213上方时，金属层因作用力而变形但不会影响到第一连接电极211。
参照图9A、图9B和图9C，在连接电极21上形成第二绝缘层23。具体来说，第二绝缘层23覆盖在第一连接电极211、顶针金属块213与第二连接电极212上方，并且形成第三开口53与第四开口54。图9A中的两个阴影填充部分分别为第三开口53的开口部分与第四开口54的开口部分。第三开口53是位于第一连接电极211的上方，第四开口54是位于第二连接电极212的上方，第二开口52皆位于第四开口54内。其中，第四开口54的面积不小于第二连接电极212的第一表面214的面积的50％。在一实施例中，第四开口54的形状与第二连接电极212的形状相同或相似，以保证第四开口54的开口能够尽可能贴合第二连接电极212的边缘。
然后，在第二绝缘层23上形成如图1、图2和图3所示的第一焊盘251以及第二焊盘252。第一焊盘251与第二焊盘252是间隔一定距离地设置在第二绝缘层23上，顶针金属块213也位于第一焊盘251和第二焊盘252之间，第一焊盘251通过第三开口53电连接第一连接电极211，第二焊盘252通过第四开口54而电连接第二连接电极212。
请参阅图10和图11，图10是本发明又一实施例提供的发光二极管70的俯视结构示意图，图11是沿图10的截取线A-A截取的纵向剖面示意图。需要说明的是，为保证图10的清晰表达，且透明导电层27和第三绝缘层29是被上层元件掩盖，故于俯视图图10中省略透明导电层27和第三绝缘层29，于剖面示意图图11中体现透明导电层27和第三绝缘层29。为达所述优点至少其中之一或其他优点，本发明的又一实施例进一步提供一种发光二极管70。相较于图2所示的发光二极管10，本实施例的发光二极管70还包括透明导电层27与第三绝缘层29。透明导电层27覆盖第二导电型半导体层133的表面，以扩展电流。透明导电层27可以为采用蒸镀或溅镀工艺以形成的ITO(铟锡氧化物半导体透明导电膜)，也可以选用其它材料，如ZnO、石墨烯等。
第三绝缘层29设置在透明导电层27上，并具有第五开口56，以露出透明导电层27。第三绝缘层29至少包括SiO2层、Si3N4层、Al2O3层、AlN层、DBR层的一种或其组合，且并不限于此处所列举的示例。反射层15是位于第三绝缘层29上，并通过第五开口56电连接透明导电层27。
本实施例提供一种发光模块，该发光模块采用上述任意实施例提供的发光二极管10、70，其具体结构与技术效果不再赘述。
本实施例提供一种发光装置，该发光装置采用上述任意实施例提供的发光二极管10、70，其具体结构与技术效果不再赘述。
除上述实施例应用场景外，本发明提供的发光二极管10、70还可以用在包括但不限于是照明、车用等领域。
本发明提供的发光二极管10、70还可以用在包括但不限于是照明、车用等领域的大功率、大尺寸、大的发光面积的发光二极管上。
补充说明的是，本发明中所指的各层之面积，可理解成是从发光二极管10的上方垂直于水平面获得的投影面积，即焊盘25一侧投影到衬底11或外延结构13上的投影面积。本发明中所指的各层之间距，为各层于水平面上的投影之间的间距。
综上所述，本发明提供的一种发光二极管10、70，通过第四开口54的面积不小于第二连接电极212面积的50％的设置，可以有效增加第二焊盘252与第二连接电极212之间的接触面积，减少第二焊盘252与第二连接电极212之间的第二绝缘层23的面积，从而减少因为外界作用力导致第二绝缘层23的破坏之可能，并且增加焊盘25的导热性，提升发光二极管10、70整体的可靠性。
发光二极管10、70还可通过第二连接电极212与第二焊盘252的面积比介大于50％且小于100％的设置，减少第二焊盘252与第一连接电极211的重叠面积，进一步避免因外力作用导致第二绝缘层23破裂，第二焊盘252与第一连接电极211短路的风险。
此外，焊盘25与连接电极21是通过开口直接接触，具有良好的电流扩散与散热性能；借由第四开口54的形状与第二连接电极212的形状相同，以保证第四开口54的开口面积尽可能贴合第二连接电极212的边缘。
另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本发明的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。
尽管本文中较多的使用了诸如外延结构、连接电极、焊盘等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (23)

1.一种发光二极管，其特征在于，所述发光二极管包括：
外延结构，由下至上包括依次堆叠的第一导电型半导体层、发光层以及第二导电型半导体层；
第一绝缘层，设置在所述外延结构上，并具有第一开口与第二开口；
连接电极，包括第一连接电极与第二连接电极，所述第一连接电极与所述第二连接电极是间隔预设距离地设置在所述第一绝缘层上，所述第一连接电极通过所述第一开口而电连接所述第一导电型半导体层，所述第二连接电极通过所述第二开口而电连接所述第一导电型半导体层；以及
第二绝缘层，设置在所述连接电极上，并具有第三开口与第四开口，所述第三开口位于所述第一连接电极的上方，所述第四开口位于所述第二连接电极的上方；
焊盘，包括第一焊盘与第二焊盘，所述第一焊盘与所述第二焊盘是间隔预设距离地设置在所述第二绝缘层上，所述第一焊盘通过所述第三开口电连接所述第一连接电极，所述第二焊盘通过所述第四开口而电连接所述第二连接电极；
其中，所述第四开口的水平投影面积不小于所述第二连接电极的水平投影面积的50％。
2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第二连接电极的边缘与所述第二绝缘层的第四开口的边缘具有一第一最小间距，所述第一最小间距是小于等于30微米。
3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第二连接电极的水平投影面积占所述第二焊盘的水平投影面积的比例大于50％且小于100％。
4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第二焊盘覆盖在所述第二连接电极上方，从所述发光二极管的上方俯视，所述第二焊盘的覆盖区域超出所述第二连接电极所在的区域边缘。
5.根据权利要求4所述的发光二极管，其特征在于：所述第二连接电极的边缘与所述第二焊盘的边缘之间具有一第二最小间距，所述第二最小间距介于0～20微米。
6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第二连接电极的边缘与所述第一连接电极的边缘之间具有一第三最小间距，所述第三最小间距大于5微米，但小于等于30微米。
7.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：从所述发光二极管的上方俯视，所述第二连接电极被所述第一连接电极所环绕。
8.根据权利要求7所述的发光二极管，其特征在于：从所述发光二极管的上方俯视，所述第二焊盘的边缘与所述第一连接电极的外侧边的边缘之间具有一第四最小间距，所述第四最小间距介于0～20微米。
9.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若干个导通孔，所述若干个导通孔是由所述第二导电型半导体层贯穿至所述第一导电型半导体层，以露出所述第一导电型半导体层，所述第一开口与所述导通孔位置相对应。
10.根据权利要求9所述的发光二极管，其特征在于：所述若干个导通孔位于所述第二连接电极的外侧。
11.根据权利要求9所述的发光二极管，其特征在于：所述第二连接电极的边缘与所述导通孔的中心之间的间距小于等于100微米。
12.根据权利要求9所述的发光二极管，其特征在于：所述第二焊盘覆盖住部分所述导通孔。
13.根据权利要求9所述的发光二极管，其特征在于：所述第二焊盘覆盖住邻近所述第二连接电极的边缘的导通孔。
14.根据权利要求9所述的发光二极管，其特征在于：所述发光二极管具有四个侧边，从所述发光二极管上方俯视，所述第二连接电极与所述发光二极管的四个侧边之间均存在所述导通孔。
15.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反射层与阻挡层，所述反射层设置在所述第二导电型半导体层上，所述阻挡层设置在所述反射层上，所述第一绝缘层覆盖所述阻挡层与所述反射层，所述第二开口露出所述阻挡层，所述第二连接电极通过所述第二开口电连接所述阻挡层。
16.根据权利要求15所述的发光二极管，其特征在于：所述反射层为银金属反射层。
17.根据权利要求15所述的发光二极管，其特征在于：所述发光二极管还包括透明导电层与第三绝缘层，所述透明导电层覆盖所述第二导电型半导体层的表面，所述第三绝缘层设置在所述透明导电层上，并具有第五开口，以露出所述透明导电层，所述反射层位于所述第三绝缘层上，并通过所述第五开口电连接所述透明导电层。
18.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第一绝缘层还具有顶针开口，位于所述发光二极管的中心位置，所述顶针开口内具有一顶针金属块。
19.根据权利要求18所述的发光二极管，其特征在于：所述第二绝缘层覆盖所述顶针金属块。
20.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第四开口的形状与所述第二连接电极的形状相同。
21.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第二连接电极的形状为四周边缘带齿状的块状。
22.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第四开口的水平投影面积小于所述第二连接电极的水平投影面积的100％。
23.一种发光装置，其特征在于，采用如权利要求1～22任一项中所述的发光二极管。
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