CN113903838A - 一种发光二极管及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种发光二极管，包括：半导体叠层，包括依次层叠的第一半导体层、有源层、第二半导体层以及穿过所述第二半导体层、所述有源层以裸露出所述第一半导体层的第一表面的通孔；第一反射层，位于所述第二半导体层之上，并与所述第二半导体层电连接；第二反射层，位于所述第二半导体层之上，其至少设置在所述通孔之上，其中所述第二反射层电性隔离于所述第一反射层，所述第二反射层经由所述通孔与所述第一半导体层电连接；第一焊盘电极，位于所述第二半导体层之上，并电连接至所述第一反射层；第二焊盘电极，位于所述第二半导体层之上，并电连接至所述第二反射层。

Description

一种发光二极管及其制备方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体为一种发光二极管及其制备方法。

背景技术

商业化的发光二极管(LED)封装，一开始多采用金线将芯片的PN结与支架正负极连接的正装封装结构。然而，正装结构存在着光衰较大、光淬灭和散热等失效问题，制约其发展。为此，业内研究者们相继开发了垂直结构的半导体发光二极管和倒装的半导体发光二极管。

相较于正装发光二极管，垂直发光二极管结构能够提高散热效率。垂直发光二极管，两个电极分别在发光二极管外延层的两侧，通过电极，使得电流几乎全部垂直流过发光二极管外延层，横向流动的电流极少，可以避免局部高温。

相较于正装发光二极管，倒装发光二极管结构可以集成化和批量化生产，制备工艺简单，性能优良。倒装结构采用将发光二极管的PN结直接与基板上的正负极共晶键合，不使用金线，最大限度避免光淬灭问题。共晶键合结构对散热问题有了很大的改善。

然而，无论是垂直发光二极管结构还是倒装发光二极管结构，均存在内部金属反射层覆盖半导体叠层表面上的面积有限的问题，比如在发光二极管切割道边缘和N欧姆接触电极周围处无金属反射层覆盖，通常是以反射率较低的金属或者绝缘层覆盖，造成光的提取效率降低等问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种发光二极管及其制备方法，使得发光二极管内部的金属反射层覆盖面积有限的情况得到改善，光提取效率得到提高。

为解决上述问题，本发明提供一种发光二极管，包括：半导体叠层，包括依次层叠的第一半导体层、有源层、第二半导体层以及穿过所述第二半导体层、所述有源层以裸露出所述第一半导体层的第一表面的通孔；第一反射层，位于所述第二半导体层之上，并与所述第二半导体层电连接；第二反射层，位于所述第二半导体层之上，其至少设置在所述通孔之上，其中所述第二反射层电性隔离于所述第一反射层，所述第二反射层经由所述通孔与所述第一半导体层电连接；第一焊盘电极，位于所述第二半导体层之上，并电连接至所述第一反射层；第二焊盘电极，位于所述第二半导体层之上，并电连接至所述第二反射层。

附图说明

图1～图10b为本发明一实施例中所揭示的一发光二极管的制造方法及发光二极管的结构的示意图；

图11a～图11c为本发明另一实施例中所揭示的发光二极管结构示意图。

附图标记说明：

110 基板；1101 基板第一表面；121 第一半导体；122 有源层；123 第二半导体；120 半导体叠层；120a 通孔；120b 边缘台面；1200 半导体结构；1201a 第一外侧壁；1201b第二外侧壁；1201c 内侧壁；1211第一半导体层第一表面；1212 第一半导体层第二表面；123s 第二半导体层表面；130 透明导电层；130a 透明导电层外边缘；141 第一反射层；141a第一反射层外边缘；142 阻挡层；142a 阻挡层外边缘；140 金属层；150 第一接触电极；161 第一绝缘层；161a 第一开口；161b 第二开口；162 第二绝缘层；162a 第三开口；162b 第四开口；163 第三绝缘层；163a 第五开口；163b 第六开口；171 第二反射层第一区域；172 第二反射层第二区域；170 第二反射层；171a第二反射层第一区域边缘；172a1第二反射层第二区域内边缘；172a2第二反射层第二区域外边缘；181 第一连接电极；182 第二连接电极；181a 第一连接电极边缘；191 第一焊盘电极；192 第二焊盘电极；1621 第二绝缘层上表面一；1622 第二绝缘层上表面二；1623 第二绝缘层斜上表面。

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。

图1到图10b为本发明一实施例中所揭示的一发光二极管的制造方法及结构。

如图1所示，发光二极管的制造方法包括形成半导体叠层120的步骤，其包含提供一基板110，所述基板110具有第一表面1101；以及于基板110第一表面1101上形成半导体叠层120，其中半导体叠层120包含第一半导体层121，第二半导体层123，以及有源层122位于第一半导体层121及第二半导体层123之间。

所述基板110可以使用适合于半导体材料生长的载体晶片来形成。此外，基板110可以由具有优异的热导率的材料形成或者可以是导电衬底或绝缘衬底。此外，基板110可由透光材料形成，并且可具有不会引起整个半导体叠层120弯曲并且使得能够通过划线和断裂工艺有效地划分成分开芯片的机械强度。例如，基板110可以使用蓝宝石（Al2O3）基板、碳化硅（SiC）基板、硅（Si）基板、氧化锌（ZnO）基板、氮化镓（GaN）基板、砷化镓（GaAs）基板或磷化镓（GaP）基板等，尤其，优选使用蓝宝石（Al2O3）基板。在本实施例中基板110为表面具有一系列凸起的蓝宝石，包括例如采用干法蚀刻制作的没有固定斜率的凸起，又或者采用湿法蚀刻的具有一定斜率的凸起。

在本发明的一实施例中，第一半导体层121、有源层122和第二半导体层123可包括利用诸如金属有机化学气相沉积(MOCVD)、氢化物气相外延(HVPE)、分子束外延(MBE)等的工艺在基板110上形成的上述层。第一半导体层121、有源层122和第二半导体层123可由Ⅲ族氮化镓系列的化合物半导体，例如，GaN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN及包括这些组中的至少一种形成。第一半导体层121和第二半导体层123可具有不同的导电类型。如果第一半导体层121为一n型半导体，第二半导体层123为一p型半导体或反之亦然。第一半导体层121是提供电子的层，可通过注入n型掺杂物（例如，Si、Ge、Se、Te、C等）来形成。第二半导体层123是提供空穴的层，可通过注入p型掺杂物（例如，Mg、Zn、Be、Ca、Sr、Ba等）来形成。

在本发明的一实施例中，PVD氮化铝(AlN)可做为缓冲层，形成于半导体叠层120及基板110之间，用以改善半导体叠层120的外延品质。在一实施例中，用以形成PVD氮化铝(AlN)的靶材由氮化铝所组成。在另一实施例中，是使用由铝组成的靶材，在氮源的环境下与铝靶材反应性形成氮化铝。

在本发明的一实施例中，第一半导体层121还可以在其中包括邻近于有源层122的电流扩展层(未示出)。电流扩展层可以具有其中重复地堆叠了具有不同组分或不同杂质含量的多个AlxInyGa1-x-yN层的结构，或者可以部分地由绝缘材料层形成。

在本发明的一实施例中，第二半导体层123还可以在其中包括邻近于有源层122的电子阻挡层(未示出)。电子阻挡层可以具有其中堆叠了具有不同组分的多个AlxInyGa1-x-yN层的结构，或者可以具有至少一个由AlyGa1-yN配置的层。第二半导体层123可以具有比有源层122的带隙大的带隙，以防止电子越过第二半导体层123。

有源层122是第一半导体层121提供的电子和第二半导体层123提供的空穴再次结合而输出预定波长的光的层，可由具备交替地层叠势阱层和势垒层的单层或多层量子阱结构的多层的半导体薄膜形成。有源层122会依据输出的光波长不同的而选择不同的材料组成或配比。有源层122可以形成为具有包括使用第III族至第V族化合物半导体材料（例如，InGaN/GaN、InGaN/InGaN、GaN/AlGaN、InAlGaN/GaN、GaAs(InGaAs)/AlGaAs或GaP(InGaP)/AlGaP中的至少一种）的阱层和阻挡层的对结构，但是本公开内容不限于此。阱层可由具有比阻挡层的能带隙小的能带隙的材料形成。

如图2a的俯视图及图2b的剖面图所示，在半导体叠层120形成在基板110上之后，发光二极管的制造方法包含通孔120a和边缘台面120b形成步骤。通过光刻、蚀刻的方式图案化半导体叠层120，局部移除第二半导体层123、有源层122以及部分的第一半导体层121，形成一或多个半导体结构1200，多个通孔120a以露出第一半导体层121的第一表面1211，以及边缘台面120b于一个或多个半导体结构1200的周围以露出第一半导体层121的第二表面1212。第二半导体层123和有源层122裸露于多个通孔120a和边缘台面120b。边缘台面120b露出第一半导体层121的周围区域。边缘台面120b设置在半导体叠层120的最外侧，并且邻近有源层122的最外侧。换言之，边缘台面120b设置在基板110的周围。

在本发明的一实施例中，多个半导体结构1200通过第一半导体层121的一部分彼此连接。一或多个半导体结构1200可以包含第一外侧壁1201a，第二外侧壁1201b，及一或多个内侧壁1201c，其中第一外侧壁1201a为第一半导体层121的侧壁，第二外侧壁1201b为有源层122及/或第二半导体层123的侧壁，第二外侧壁1201b的一端与第二半导体层123的表面123s相连，第二外侧壁1201b的另一端与第一半导体层121的第二表面1212相连；内侧壁1201c的一端与第二半导体层123的表面123s相连，内侧壁1201c的另一端与第一半导体层121的第一表面1211相连。如图2b所示，半导体结构1200的内侧壁1201c与第一半导体层121的第一表面1211之间具有一钝角或一直角，半导体结构1200的第一外侧壁1201a与基板110的表面1101之间具有一钝角或一直角，半导体结构1200的第二外侧壁1201b与第一半导体层1211的第二表面1212之间具有一钝角或一直角。

在本发明的一实施例中，通孔120a的开口形状由发光二极管的俯视图观之可以包含圆形、椭圆形、矩形、多边形、或是任意形状。多个通孔120a可排列成多列，任相邻两列或每相邻两列上的通孔120a可彼此对齐或是错开。

在本发明的一实施例中，边缘台面120b由发光二极管的俯视图观之为一矩形或多边形环状。

接续通孔120a和边缘台面120b形成步骤，如图3a俯视图以及图3b剖面图所示，发光二极管的制造方法包含透明导电层130形成步骤。通过物理气相沉积法或化学气相沉积法等方式形成透明导电层130于半导体叠层120上，与第二半导体层123形成欧姆接触。透明导电层130可以加强电流的扩散。透明导电层130的材料包含对于有源层122所发出的光线为透明的材料，例如ITO、InO、SnO、CTO、ATO、ZnO、GaP或其组合。

透明导电层130可以大体接触第二半导体层123的几乎整个上表面。在一些实施例中，透明导电层130可以接触第二半导体层123的上表面的全部。在这种结构中，电流在被提供给发光二极管时能够通过透明导电层130沿水平方向散布，且因此能够均匀地提供给第二半导体层123的整体。在本实施例中，透明导电层130覆盖在半导体叠层120上的面积可以大于后续第一反射层141的面积，这样可以增大半导体叠层120与透明导电层130的接触面积，以降低电压。

在本发明的一实施例中，透明导电层130从5nm～100nm的范围选择，优选从10nm～50nm的范围选择。

接续透明导电层130形成步骤，如图4a俯视图以及图4b剖面图所示，发光二极管的制造方法包含第一绝缘层161形成步骤。通过物理气相沉积法或化学气相沉积法等方式于半导体叠层120上形成第一绝缘层161，再通过光刻、蚀刻的方式图案化第一绝缘层161。第一绝缘层161可以包括多个第一开口161a以露出透明导电层130的表面。第一绝缘层161可以覆盖透明导电层130的部分表面、半导体结构1200的第二外侧壁1201b、第一半导体层121的第二表面1212、第一外侧壁1201a、内侧壁1201c以及第一半导体层121的第一表面1211。当通孔120a具有倾斜侧壁时，设置在通孔120a的侧壁上的第一绝缘层161可以更加稳定地形成。

第一绝缘层161可包括SiO2、SiN、SiOxNy、TiO2、Si3N4、Al2O3、TiN、AlN、ZrO2、TiAlN、TiSiN、HfO、TaO2和MgF2中的至少一种。在示例实施例中，第一绝缘层161可具有其中具有不同折射率的绝缘膜交替地堆叠的多层膜结构，并且可设为分布式布拉格反射器(DBR)。多层膜结构可为其中具有(作为不同折射率的)第一折射率和第二折射率的第一绝缘膜和第二绝缘膜交替地堆叠的结构。

在另一示例实施例中，第一绝缘层161可由折射率低于第二半导体层123的折射率的材料形成。第一绝缘层161可与布置为接触第一绝缘层161的上部的金属层140一起构成全向反射器(ODR)。这样，可单独使用第一绝缘层161，或者与金属层140结合使用，作为增大有源层122发射的光的反射率的反射结构，因此，可明显提高光提取效率。

第一绝缘层161的厚度可以具有200nm至1500nm范围内的厚度，具体地，可以具有300nm至1000nm范围内的厚度。当第一绝缘层161的厚度小于300nm时，正向电压高且光输出低而不理想。另一方面，若第一绝缘层161厚度超过400nm，则光输出饱和。因此，优选第一绝缘层161的厚度不超过1000nm，尤其可以是900nm以下。

接续第一绝缘层161形成步骤，如图5a俯视图、图5b的区域D放大图、图5c的区域E放大图以及图5d的剖面图所示，发光二极管的制造方法包含金属层140形成步骤。通过物理气相沉积法或磁控溅射等方式直接形成金属层140于半导体叠层120之上。金属层140设置在第一绝缘层161上，通过第一绝缘层161的第一开口161a与透明导电层130接触。其中金属层140包含第一反射层141和/或阻挡层142，第一反射层141位于第一绝缘层161和阻挡层142之间。第一反射层141的外边缘141a可设置于透明导电层130的外边缘130a的内侧、外侧、或者设置成与透明导电层130的外边缘130a重合对齐，阻挡层142的外边缘142a可设置于第一反射层141的外边缘141a的内侧、外侧、或者设置成与第一反射层141的外边缘141a重合对齐。在本发明的一实施例中，第一反射层141的外边缘141a不与透明导电层130的外边缘130a重叠，透明导电层130的外边缘130a为第一反射层141的外边缘141a的外侧，使得透明导电层130覆盖在半导体叠层120上的面积可以大于第一反射层141的面积，可以增大半导体叠层120与透明导电层130的接触面积，以降低电压。阻挡层142的外边缘142a包覆第一反射层141的外边缘141a，可以阻挡第一反射层141的成分(如银或者铝）受热或者通电扩散（如金属铝或银），并且阻挡层142大于第一反射层141的区域仍然起到反射的作用。

在本发明的一实施例中，第一反射层141可以形成为与透明导电层130具有欧姆特性的导电材料的单层结构或多层结构。第一反射层可以由诸如金(Au)、钨(W)、铂(Pt)、铱(Ir)、银(Ag)、铝(Al)、铜(Cu)、镍(Ni)、钛(Ti)、铬(Cr)等的材料及其合金中的一种或更多种的材料形成。因此，施加到金属层140的电流可以通过透明电极层130扩散。第一反射层141的反射率大于70%。

在本发明的一实施例中，阻挡层142包覆第一反射层以避免第一反射层141表面氧化而使第一反射层141的反射率劣化，同时阻挡住第一反射层141边缘活泼金属的热扩散或者电迁移。阻挡层142的材料包含金属材料，例如钛(Ti)、钨(W)、铝(Al)、铟(In)、锡(Sn)、镍(Ni)、铂(Pt)、铬（Cr）、金（Au）、钛钨（TiW）等金属或上述材料的合金。阻挡层142可为单层或叠层结构，叠层结构例如为钛(Ti)/铝(Al)，及/或钛(Ti)/钨(W)。在本发明的一实施例中，阻挡层142于靠近第一反射层141的一侧包含钛(Ti)/铝(Al)的叠层结构，在远离第一反射层141的一侧包含铬（Cr）或铂（Pt）结构。

所述半导体叠层120辐射的光能通过第一绝缘层161到达金属层140表面并被金属层140反射回来，因此第一绝缘层161对有源层发出的光具有一定的透光性。更佳的，根据光反射原理，第一绝缘层161折射率低于半导体叠层120的材料，能够允许部分有源层122辐射的光到达其表面的小角度光透射或折射到第一反射层140，超过全反射角的入射光线被全反射回来。因此，依靠第一绝缘层161与金属层140组合对光的反射效果相对于金属层140对光的反射效果更高。

为了保证光反射率，所述金属层140竖直投影面积介于第二半导体层123上表面123s的水平面积的50%-100%。在可选地实施例中，第一反射层141位于第二半导体层123的竖直投影面内。在可选地实施例中，透明导电层130的竖直投影面积大于第一反射层141的竖直投影面积，即尽可能增大半导体叠层120与透明导电层130的接触面积，降低电压

接续金属层140形成步骤，如图6a俯视图、图6b的区域F放大图以及图6c剖面图所示，发光二极管的制造方法包含第二绝缘层162的形成步骤。通过物理气相沉积法或化学气相沉积法等方式于半导体叠层120上形成第二绝缘层162，再通过光刻、蚀刻的方式图案化第二绝缘层162以形成第三开口162a以露出第一半导体121的第一表面1211，以及形成第四开口162b以露出金属层140的部分表面。其中在图案化第二绝缘层162的过程中，在前述第一绝缘层161形成步骤中覆盖于通孔120a内第一绝缘层161被部分蚀刻移除以裸露出第一半导体层121，并于通孔120a内形成第一绝缘层161的第二开口161b以裸露出第一半导体层121的第一表面1211。第三开口162a与前述第二开口161b在半导体叠层厚度方向上具有至少部分重叠的面积，第三开口162a的宽度可以比第二开口161b的宽度大、或者小、或者一样大。在本实施例中，第三开口162a可与第二开口161b一道蚀刻工序形成。

在本实施例中，如图6a至图6c所示，第三开口162a可以设置在与通孔120a对应的位置上。在半导体叠层厚度方向上，第三开口162a与通孔120a至少部分重叠。位于第一半导体层121上的第三开口162a及位于第二半导体层123上的第四开口162b具有不同的形状、宽度、数目。

第二绝缘层162的材料可以由与第一绝缘层161基本相同的材料形成，也可以不相同。第二绝缘层162可为单层或叠层结构。当第二绝缘层162为单层结构时，第二绝缘层162可保护半导体结构1200的侧壁以避免有源层122被后续制作工艺所破坏。当第二绝缘层162为叠层结构时，第二绝缘层162可包含不同折射率的两种以上的材料交替堆叠以形成一布拉格反射镜(DBR)结构，选择性地反射特定波长的光。

接续第二绝缘层162形成步骤，如图7a俯视图、图7b的区域G放大图以及图7c剖面图所示，发光二极管的制造方法包含第一接触电极150的形成步骤。通过物理气相沉积法或磁控溅射等方式于半导体叠层120上形成第一接触电极150。第一接触电极150填入半导体叠层120的通孔120a内形成第一接触电极150，与第一半导体层121第一表面1211相接触。第一接触电极150与半导体结构1200的内侧壁1201c通过覆盖内侧壁1201c的第一绝缘层161和/或第二绝缘层162相绝缘。

在本发明的一实施例中，第一接触电极150可为单层或叠层结构。为了降低与第一半导体层121相接触的电阻，第一接触电极150的材料包含金属材料，例如铬(Cr)、钛(Ti)、钨(W)、金(Au)、铝(Al)、铟(In)、锡(Sn)、镍(Ni)、铂(Pt)等金属或上述材料的合金。

接续第一接触电极150形成步骤，如图8a俯视图、图8b的区域H放大图、图8c的区域I放大图、图8d剖面图、图8e区域J的放大图以及图8f区域K的放大图所示，发光二极管的制造方法包含第二反射层170的形成步骤。通过物理气相沉积法或化学气相沉积法等方式于半导体叠层120上形成第二反射层170。第二反射层170包含一或多个第二反射层第一区域171和第二反射层第二区域172。第二反射层第一区域171形成在通孔120a上，以与第一接触电极150相接触，并延伸覆盖于第二绝缘层162部分表面。第二反射层第一区域171覆盖第二绝缘层162的第三开口162a，以与第一接触电极150相接触，并延伸覆盖于第二绝缘层162及第一反射层141的部分表面上，其中第二反射层170通过第二绝缘层162与第一反射层141相绝缘。第二反射层第二区域172形成在位于半导体叠层120的部分边缘台面120b上，并延伸覆盖于第一反射层141的部分表面上，其中第二反射层170通过第二绝缘层162与第一反射层141相绝缘。现有的发光二极管中，有源层122发出的向半导体结构1200侧壁辐射的光，通常被反射率较低的金属或者绝缘层反射或吸收，造成发光二极管的光提取效率低。因此，本发明将具有高反射率的第二反射层170设置在孔洞120a和边缘台面120b的周围，反射可通过孔洞120a和边缘台面120b的侧面而损失掉的光，从而提高发光二极管光提取效率。

在本发明的一实施例中，第一反射层141和/或第二反射层170的厚度介于200nm-500nm。

在本发明的一实施例中，第二反射层170可为单层或叠层结构，第二反射层170的材料包含反射率较高的金属材料，例如银(Ag)、铝(Al)、或铑(Rh)等金属或上述材料的合金。在此所述具有较高的反射率是指对于发光二极管发出光线的波长具有70％以上的反射率。

在本发明的一实施例中，第二反射层170的反射率大于第一接触电极150的反射率。

在本发明的一实施例中，如图8a的俯视图所示，多个第二反射层第一区域171之间彼此分离，分别位于通孔120a的上方，至少覆盖第一反射层141的外边缘141a，反射可通过通孔120a的侧面而损失掉的光，从而改善发光二极管的发光效率。第二反射层第一区域171可以设置在与通孔120a对应的位置上，与通孔120a的数目一致。第二反射层第二区域172为一连续结构形成于第二绝缘层162之上，至少部分位于半导体叠层120的边缘台面120b上，并延伸于第一反射层141的部分表面上，反射可通过边缘台面120b的侧面而损失掉的光，从而改善发光二极管的发光效率。

在本发明的一实施例中，第二反射层170和第一反射层141在半导体叠层120生长方向上具有部分重叠面积，重叠面积介于5%-15%。

在本发明的一实施例中，第一反射层170和第二反射层141在通孔120a位置不重叠。

在本发明的一实施例中，如图8e的放大图所示，第二反射层第一区域171的边缘171a与第一反射层141的外边缘141a的距离L1介于5-15um。若小于5um，则可能存在未被第一反射层141和第二反射层170覆盖的区域，且可能会出现线条的交叉影响外观，若大于15um，则对发光二极管的性能提升没有作用，反而会增加活泼金属扩散的风险。

在本发明的一实施例中，如图8f的放大图所示，第二反射层第二区域172边缘分为外边缘172a2和远离基板边缘的内边缘172a1，第二反射层第二区域172的内边缘172a1与第一反射层141的外边缘141a的距离L2介于5-15um。若小于5um，则可能存在未被第一反射层141和第二反射层170覆盖的区域，且可能会出现线条的交叉影响外观，若大于15um，则对发光二极管的性能提升没有作用，反而会增加活泼金属扩散的风险。第二反射层第二区域172的外边缘171a2与基板110的边缘的距离L3介于15-25um，若小于15um，则在裂片工序会造成金属的损伤。若大于25um，则对性能提升没有作用，反而会损失发光区面积降低亮度。

接续第二反射层170形成步骤，在本发明的一实施例中，如图9a俯视图以及图9b剖面图所示，发光二极管的制造方法包含连接电极180的形成步骤。通过物理气相沉积法或磁控溅射等方式于半导体叠层120上形成连接电极180，再通过光刻、蚀刻的方式图案化接触电极以形成第一连接电极181和第二连接电极182。

第一连接电极181形成于部分第二绝缘层162的表面、第二反射层170的侧表面和第二反射层的上表面，将彼此独立的多个第二反射层第一区域171和第二反射层第二区域172电连接。第一连接电极181包裹第二反射层170，使得第二反射层170中的高反射金属材料不会发生热扩散或电迁移等异常，以此保证发光二极管的高反射率。

第二连接电极182形成于第二绝缘层162的第四开口162b中以与部分金属层140相接触，与第二半导体层123电连接。

第一连接电极181和第二连接电极182彼此相隔一距离，使得第一连接电极181不与第二连接电极182相接，且第一连接电极181和第二连接电极182通过部分后续形成的第三绝缘层163做电性隔绝。在发光二极管的俯视图上，第一连接电极181覆盖半导体叠层120的边缘台面120b，以至于第一连接电极181环绕第二连接电极182的多个侧壁。

在本发明的一实施例中，第一连接电极181通过边缘台面120b及通孔120a以与第一半导体层121电连接。当一外部电流注入发光二极管时时，部分电流通过边缘台面120b传导至第一半导体层121，另一部分电流通过多个通孔120a传导至第一半导体层121。

在本发明的一实施例中，第一连接电极181包覆第二反射层170，可以阻挡第二反射层170的成分(如银或者铝）受热或者通电扩散（如金属铝或银），并且可以进一步增强第二反射层170的反射作用。

在本发明的一实施例中，连接电极180可为单层或叠层结构。为了避免第二反射层170表面氧化而使第二反射层170的反射率劣化，连接电极180的材料包含金属材料，例如钛(Ti)、钨(W)、铝(Al)、铟(In)、锡(Sn)、镍(Ni)、铂(Pt)、铬（Cr）、金（Au）、钛钨（TiW）等金属或上述材料的合金。

在本发明的一实施例中，接续如图10a和10b的连接电极形成步骤，发光二极管的制造方法包含第三绝缘层163、第一焊盘电极191和第二焊盘电极192形成步骤。通过物理气相沉积法或化学气相沉积法等方式形成第三绝缘层163于半导体叠层120上，再通过光刻、蚀刻的方式图案化第三绝缘层163，形成第三第五开口163a、第六开口163b，以分别露出第一连接电极171、第二连接电极172。

第三绝缘层163可为单层或叠层结构。当第三绝缘层163为叠层结构时，第三绝缘层163可包含不同折射率的两种以上的材料交替堆叠以形成一布拉格反射镜(DBR)结构，选择性地反射特定波长的光。

第一焊盘电极191覆盖第三绝缘层163的第五开口163a，以与第一连接电极181相接触，并通过第一连接电极181、第二反射层170及第一接触电极150与第一半导体层121形成电连接。第二焊盘电极192覆盖第三绝缘层163的第六开口163b，与第二连接电极182相接触，并通过第二连接电极172、金属层140及透明导电层130以与第二半导体层123形成电连接。

在本发明的一实施例中，第一焊盘电极191和第二焊盘电极192中的每一个可包含包括选自由金(Au)、锡(Sn)、镍(Ni)、铅(Pb)、银(Ag)、铟(In)、铬(Cr)、锗(Ge)、硅(Si)、钛(Ti)、钨(W)和铂(Pt)构成的组中的单一材料或者包括其中的至少两种材料的合金的单膜，或者包括它们的组合的多层结构。

第一焊盘电极191和第二焊盘电极层192中的每一个可用作发光二极管的外部端子，但是本发明构思不限于此。

反射层的制作工艺通常是先形成正性光刻胶图形在平整的绝缘层上表面，以暴露待形成反射层的绝缘层上表面，再通过BOE原位腐蚀及磁控溅镀的工艺在待反射层的区域以及光刻胶上表面形成反射层，最后去除光刻胶以及在去除光刻胶的同时去除光刻胶上表面的金属射层。由于正性光刻胶图形的特性，图形区域纵向剖面为倒梯形，去除光刻胶后，反射层边缘容易形成相对薄的部分，并且容易上翘，形成V型翘角，V型翘角具有很小的角度，通常小于90°，容易导致后续的膜层出现断裂的异常。

因此，为了保证第二反射层170的反射性，参照图11a和图11b，半导体叠层120的上方涂敷正性光刻胶210，蚀刻出特定的第二反射层170图形，再BOE湿法蚀刻腐蚀第二绝缘层162以减薄第二绝缘层162，因湿法腐蚀具有各向同性特性，BOE溶液在向下腐蚀减薄第二绝缘层162的同时，也会侧向腐蚀，因此光刻胶图形的边缘下方的第二绝缘层162也会被侧向蚀刻一部分，以BOE溶液的侧向腐蚀获得特定的光刻胶暴露的区域面积小于第二绝缘层162减薄的区域的面积，利于第二反射层170的溅镀。形成的第二绝缘层162具有上表面1621，所述第二绝缘层162的上表面分为上表面一1621、上表面二1622以及连接上表面一1621和上表面二1622的斜上表面1623。通过控制光刻胶图形的厚度以及图形区域角度，即可获得合适的第二绝缘层162的合适蚀刻深度以及形成合适的斜上表面1623的角度，对本领域技术人员来说是常规技能，在此不再赘述。

参照图11c，第二绝缘层162的斜上表面1623和上表面一1621、上表面二1622形成在金属层140上。

第二绝缘层162的所述上表面一1621相对于上表面二1622具有高低差，使第二绝缘层162的上表面一1621与下表面之间的厚度小于上表面二1622与下表面之间的厚度。

第二反射层170包括形成在第二绝缘层162的上表面上。具体的，第二反射层170形成在第二绝缘层162的上表面一1621上，并且第二反射层170的边缘位于斜上表面1623上。

第二绝缘层162的斜上表面1623的底部与所述的上表面一1621之间的角度为倾斜，倾斜角大于等于120°。通过控制第二反射层170边缘形成在斜上表面1623上，以控制所述第二绝缘层162的斜上表面1623与所述的上表面一1621之间的角度为倾斜，并且倾斜角满足至少120°的情况下，将有利于第二反射层170的边缘的V型角度变大，上翘度降低。第二反射层170的边缘V型翘角的角度越大，在斜上表面1623上越趋于平整，将有利于后续金属、介质膜在金属反射层的边缘上方的沉积。

较佳的，第二绝缘层162的上表面二1622与所述第二绝缘层162的下表面之间的厚度，优选可以为400nm-900nm。

较佳的，第二绝缘层162的上表面一1621与下表面之间的厚度为上表面二与1622下表面之间的厚度的1/3-2/3。

较佳的，所述第二反射层170的厚度为至少100nm，所述的第二反射层170上表面边缘具有朝上的V型翘角，所述的第二反射层170上边缘朝上的V型翘角的V型角度大于等于90°。通过控制V型角度大于等于90°，有利于后续金属、介质膜在第二反射层170边缘上方的沉积，否则会导致后续的膜层出现断裂的异常。更优选的，可通过控制绝缘层的倾斜角更大，例如大于等于150°，可以获得第二反射层170上边缘朝上的V型翘角的V型角度大于等于120°。

在本发明另一实施例中，第一反射层141也可以采用上述结构形成。

Claims (22)

1.一种发光二极管，包括：

半导体叠层，包括依次层叠的第一半导体层、有源层、第二半导体层以及穿过所述第二半导体层、所述有源层以裸露出所述第一半导体层的第一表面的通孔；

第一反射层，位于所述第二半导体层之上，并与所述第二半导体层电连接；

第二反射层，位于所述第二半导体层之上，其至少设置在所述通孔之上，其中所述第二反射层电性隔离于所述第一反射层，所述第二反射层经由所述通孔与所述第一半导体层电连接；

第一焊盘电极，位于所述第二半导体层之上，并电连接至所述第一反射层；

第二焊盘电极，位于所述第二半导体层之上，并电连接至所述第二反射层。

2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述半导体叠层还包括穿过所述第二半导体层、所述有源层以裸露出所述第一半导体层的第二表面的边缘台面，所述边缘台面位于所述半导体叠层外侧；所述第二反射层包括设置在所述边缘台面之上。

3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一反射层位于所述第二半导体层的竖直投影面内。

4.根据权利要求1或2所述的发光二极管，其特征在于，所述第一反射层的竖直投影面积大于所述第二反射层的竖直投影面积。

5.根据权利要求1或2所述的发光二极管，其特征在于，所述第二反射层与所述第一反射层在半导体叠层厚度方向上至少部分重叠。

6.根据权利要求5所述的发光二极管，其特征在于，所述第一反射层至少和所述第二反射层在所述通孔位置不重叠。

7.根据权利要求5所述的发光二极管，其特征在于，所述第二反射层的边缘与所述第一反射层的边缘的最小距离介于5-15um。

8.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述第二反射层包含第二反射层第一区域和第二反射层第二区域；所述第二反射层第一区域包括形成在所述通孔上，并延伸覆盖于所述第一反射层的部分表面上；第二反射层第二区域包括形成在所述边缘台面之上，并延伸覆盖第一反射层的部分表面上。

9.根据权利要求8所述的发光二极管，其特征在于，所述第二反射层第二区域具有外边缘和远离所述发光二极管边缘的内边缘，所述内边缘与所述第一反射层边缘的最小距离介于5-15um，所述外边缘与所述发光二极管边缘的最小距离介于5-25um。

10.根据权利要求8所述的发光二极管，其特征在于，第二反射层第一区域的边缘与所述第一反射层的边缘的最小距离介于5-15um。

11.根据权利要求8所述的发光二极管，其特征在于，于一俯视图中，所述第二反射层第一区域分别设置在所述通孔上，所述第二反射层第一区域彼此分离。

12.根据权利要求1或2所述的发光二极管，其特征在于，还包括第一绝缘层，所述第一绝缘层位于所述第二半导体层和所述第一反射层之间，所述第一绝缘层具有一系列第一开口，所述第一反射层通过所述第一开口与所述第二半导体层电连接。

13.根据权利要求1或2所述的发光二极管，其特征在于，还包括第二绝缘层，所述第二绝缘层位于所述第一反射层和所述第二反射层之间，所述第二反射层覆盖部分所述第二绝缘层。

14.根据权利要求13所述的发光二极管，其特征在于，所述第二绝缘层具有相对的上表面和下表面，所述第二绝缘层的上表面分为上表面一、上表面二以及连接上表面一和上表面二的斜上表面；所述的斜上表面相对于所述上表面一倾斜角大于等于120°；所述上表面一相对于上表面二具有高低差，使上表面一与下表面之间的所述第二绝缘层的厚度小于上表面二与下表面之间的第二绝缘层的厚度。

15.根据权利要求14所述的发光二极管，其特征在于，所述第二反射层位于第二绝缘层的上表面一上，并且边缘位于第二绝缘层的斜上表面上。

16.根据权利要求14所述的发光二极管，其特征在于，所述第二反射层的厚度在半导体叠层表面上小于或者等于所述第二绝缘层在半导体叠层表面上的最大厚度。

17.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，还包括透明导电层，所述透明导电层位于所述第二半导体层和所述第一反射层之间，所述透明导电层在所述半导体叠层厚度方向的投影面积大于所述第一反射层在所述半导体叠层厚度方向的投影面积。

18.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，还包括第一接触电极，所述第一接触电极形成于所述通孔内与第一半导体层第一表面接触，所述第二反射层的反射率大于所述第一接触电极的反射率。

19.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，还包括第一连接电极，与第一焊盘电极电连接，所述第一连接电极覆盖所述第二反射层。

20.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一反射层和/所述第二反射层反射率大于70%。

21.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一反射层和/所述第二反射层包含为银或者铝。

22.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一反射层和/所述第二反射层的厚度介于200nm-500nm。

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