CN115863513A - 发光二极管及发光装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开发光二极管，发光二极管包括：半导体外延叠层，具有相对的第一表面和第二表面，包含第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层，其中第一表面为出光面；欧姆接触层，设置于所述半导体外延叠层的第二表面；透光性介电层，设置于所述欧姆接触层远离半导体外延叠层的一侧，具有多个开口贯穿所述透光性介电层，形成导电通孔；欧姆补偿层，填充所述透光性介电层的开口，与所述欧姆接触层形成电连接；反射层，设置于所述透光性介电层和欧姆接触层远离半导体外延叠层的一侧。本发明通过设置欧姆补偿层，可补偿透光性介电层的导电通孔处的欧姆接触层的厚度并修复破坏的键解，实现电压补偿的目的。

Description

发光二极管及发光装置

技术领域

本发明涉及一种发光二极管，属于半导体光电子器件与技术领域。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)具有发光强度大、效率高、体积小、使用寿命长等优点，被认为是当前最具有潜力的光源之一。近年来，LED已在日常生活中得到广泛应用，例如照明、信号显示、背光源、车灯和大屏幕显示等领域，同时这些应用也对LED的亮度、发光效率提出了更高的要求。

垂直类型的发光二极管通过把半导体外延叠层转移到其它的基板如硅、碳化硅或金属基板上，并移除原始外延生长的衬底的工艺获得，可以有效改善外延生长衬底带来的吸光、电流拥挤或散热性差的技术问题。衬底的转移一般采用键合工艺，键合主要通过金属-金属高温高压键合，即在半导体外延叠层一侧与基板之间形成金属键合层。半导体外延叠层的另一侧提供出光侧，出光侧配置有一打线电极提供电流的注入或流出，半导体外延叠层的下方的基板提供电流的流出或流入，由此形成电流垂直经过半导体外延叠层的发光二极管。

为了提高出光效率，通常会在金属键合层的一侧设计金属反射层与透光性介电层形成ODR反射结构，将金属键合层一侧的出光反射至出光侧，提高出光效率。透光性介电层具有多个开口贯穿所述透光性介电层，形成导电通孔。透光性介电层通常采用较厚的单层或多层结构，由于材料间的差异性或界面特异性，透光性介电层的导电通孔通常采用采用干蚀刻的方式。考虑到蚀刻本身的均匀性差异及导电通孔的导通安全性，蚀刻透光性介电层形成导电通孔的过程中，通常会采用过蚀刻的作业方式。而过蚀刻会对导电通孔对应位置的透明欧姆接触层的上表面造成一定程度的破坏或损伤，在与反射层接触时会因为厚度变化或接触不佳造成电压不稳。

发明内容

为了解决上述的问题，提升发光二极管的电压的稳定性，本发明提供一种发光二极管，所述发光二极管包括：半导体外延叠层，具有相对的第一表面和第二表面，自所述第一表面至第二表面方向包含第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层，其中所述第一表面为出光面；欧姆接触层，设置于所述半导体外延叠层的第二表面的部分或全部；透光性介电层，设置于所述欧姆接触层远离半导体外延叠层的一侧，具有多个开口贯穿所述透光性介电层，形成多个导电通孔；欧姆补偿层，填充所述透光性介电层的导电通孔，与所述欧姆接触层形成电连接；反射层，设置于所述透光性介电层和欧姆补偿层远离半导体外延叠层的一侧。

在一些可选的实施例中，所述欧姆补偿层为透明导电层。

在一些可选的实施例中，所述欧姆补偿层为为ZnO、In2O3、SnO2、ITO(Indium TinOxide)、 IZO(Indium Zinc Oxide)、GZO(Gallium-doped Zinc Oxide)或者其任意组合之一。

在一些可选的实施例中，所述欧姆补偿层填充所述透光性介电层的导电通孔并部分延伸至导电通孔之外。

在一些可选的实施例中，所述欧姆接触层和欧姆补偿层含有相同的金属原子。

在一些可选的实施例中，所述欧姆接触层和欧姆补偿层的材料相同或者不相同。

在一些可选的实施例中，所述欧姆补偿层的厚度为10-500A，优选20-200A，更优选50-100A。

在一些可选的实施例中，所述透光性介电层为单层或者多层结构，为氮化物、氧化物或氟化物中至少一种材料组成。

在一些可选的实施例中，所述透光性介电层的厚度大于1000A。

在一些可选的实施例中，所述透光性介电层的开口的侧壁为倾斜的，所述侧壁与所述第二表面的夹角为θ1，所述θ1的范围为20°~80°。

在一些可选的实施例中，所述θ1的范围为30°~70°。

在一些可选的实施例中，所述欧姆接触层的面积大于所述透光性导电通孔的面积。

在一些可选的实施例中，所述欧姆接触层为图形化结构。

在一些可选的实施例中，所述透光性介电层至少覆盖所述欧姆接触层远离半导体外延叠层方向的局部表面和侧面。

在一些可选的实施例中，所述欧姆接触层为透明导电层。

在一些可选的实施例中，所述欧姆接触层为ZnO、In2O3、SnO2、ITO(Indium TinOxide)、 IZO(Indium Zinc Oxide)、GZO(Gallium-doped Zinc Oxide)或者其任意组合之一。

在一些可选的实施例中，所述半导体外延叠层还包含电流扩展层，所述电流扩展层位于所述第二导电类型半导体层之上，所述电流扩展层远离出光面的一侧局部区域形成凹处和非凹处，所述非凹处设置有所述欧姆接触层，所述非凹处和所述欧姆接触层远离半导体外延叠层的一侧设置有透光性介电层。

所述透光性介电层远离所述半导体外延叠层的一侧设置有反射层。

在一些可选的实施例中，所述欧姆接触层的面积小于等于所述电流扩展层的非凹处的面积。

在一些可选的实施例中，所述发光二极管辐射波长为550~950 nm的光。

本发明还提出一种发光装置，所述发光装置包含前述的发光二极管。

本发明通过设置欧姆补偿层，可补偿透光性介电层的导电通孔处的欧姆接触层的厚度并修复破坏的键解，实现Vf补偿目的。

本发明的其它特征和优点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优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

虽然在下文中将结合一些示例性实施及使用方法来描述本发明，但本领域技术人员应当理解，并不旨在将本发明限制于这些实施例。反之，旨在覆盖包含在所附的权利要求书所定义的本发明的精神与范围内的所有替代品、修正及等效物。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。

图1为本发明实施例1中所提到的发光二极管的结构示意图。

图2为本发明实施例1中所提到的另一发光二极管的结构示意图。

图3为本发明实施例1中所提到的另一发光二极管的结构示意图。

图4为本发明实施例2中所提到的发光二极管的结构示意图。

图5为本发明实施例2中所提到的另一发光二极管的结构示意图。

图6为本发明实施例2中所提到的另一发光二极管的结构示意图。

图7为本发明实施例3中所提到的发光二极管的结构示意图。

图8为本发明实施例3中所提到的发光二极管的结构示意图。

图9为本发明实施例3中所提到的发光二极管的结构示意图。

图10为本发明实施例3中所提到的发光二极管的结构示意图。

图11~图14为本发明实施例5中所提到的发光二极管制备过程中的结构示意图。

图15为本发明实施例6中所提到的发光装置的结构示意图。

图中元件标号说明：10：生长衬底；100：基板；101：金属键合层；102：反射层； 103：透光性介电层； V1：透光性介电层的通孔；104：欧姆接触层；105：电流扩展层；106：第二导电类型半导体层；107：有源层；108：第一导电类型半导体层； 109：第一电极；110：第二电极；111：欧姆补偿层；S1：半导体外延叠层的第一表面； S2：半导体外延叠层的第二表面；发光装置：300；发光二极管：1。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

实施例1

本实施例提供如下一种发光二极管，如图1~3所示的结构示意图，其包括如下堆叠层：100：基板；101：金属键合层；102：反射层； 111；欧姆补偿层；103：透光性介电层； 104：欧姆接触层；105：电流扩展层；106：第二导电类型半导体层；107：有源层；108：第一导电类型半导体层； 109：第一电极；110：第二电极。

下面针对各结构堆叠层进行详细描述。

所述基板100为导电性基板，导电性基板可以为硅、碳化硅或者金属基板，所述金属基板优选为铜、钨、铜钨或者钼基板。为了能够以充分的机械强度支撑半导体外延叠层，基板100的厚度优选为50μm以上。另外，为了便于在半导体外延叠层键合后对基板100的机械加工，优选基板100的厚度不超过300μm。本实施例中，优选基板100为硅基板或者CuW基板。

半导体外延叠层具有第一表面S1和与第一表面S1相对的第二表面S2以及连接第一表面S1和第二表面S2的侧壁。半导体外延叠层通过MOCVD或其它的生长方式获得，为能够提供常规的如紫外、蓝、绿、黄、红、红外光等辐射的半导体材料，具体的可以是200~950nm的材料，如常见的氮化物，具体的如氮化镓基半导体外延叠层，氮化镓基外延叠层常见有掺杂铝、铟等元素，主要提供200~550nm波段的辐射；或者常见的铝镓铟磷基或铝镓砷基半导体外延叠层，主要提供550~950nm波段的辐射。

半导体外延叠层主要包括第一导电型半导体层108、第二导电型半导体层106和位于第一导电型半导体层108和第二导电型半导体层106之间的有源层107。所述第一导电型半导体层108和第二导电型半导体层106可分别通过n型掺杂或p型掺杂以实现至少分别提供电子或空穴。n型半导体层可以掺杂有诸如Si、Ge或者Sn的n型掺杂物，p型半导体层可以掺杂有诸如Mg、Zn、Ca、Sr或者Ba的p型掺杂物。第一导电型半导体层108、有源层107、第二导电型半导体层106具体可以是铝镓铟氮、氮化镓、铝镓氮、铝铟磷、铝镓铟磷或砷化镓或铝镓砷等材料制作形成。有源层107为提供电子和空穴复合提供光辐射的区域，根据发光波长的不同可选择不同的材料，有源层107可以是单量子阱或多量子阱的周期性结构。通过调整有源层107中半导体材料的组成比，以期望辐射出不同波长的光。在本实施例中，优选半导体外延叠层为AlGaInP基或者GaAs基材料组成。

为了提升发光二极管的电流的扩展性，在第二导电类型半导体层106上设置有电流扩展层105，电流扩展层105的材料可为GaP、 AlGaAs、AlGaInP等。本实施例中，优选所述电流扩展层105的材料为GaP，厚度为0.02~1.5μm，更优选所述电流扩展层105的厚度为0.02~0.8μm。优选所述电流扩展层105的掺杂浓度为5E17~5E18/cm³。

金属键合层101为将半导体外延叠层键合到基板100上时使用的金属材料，如金、锡、钛、钨、镍、铂、铟等金属元素，该金属键合层101可以是单层结构或者多层结构，可以是多种材料的组合。

反射层102在金属键合层101上侧并更靠近半导体外延叠层的一侧，反射层102具有70%以上的反射率，由包含Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Ti、Cr、Zn、Pt、Au以及Hf中的至少一个的金属或者合金形成。本实施例中，优选所述反射层102为Au或者Ag。该反射层102能够反射半导体外延叠层朝向基板100一侧辐射的光线返回至半导体外延叠层，并从出光侧辐射出去。所述发光二极管的出光面位于所述第一导电类型半导体层108远离有源层107的一侧。

透光性介电层103，位于所述电流扩展层105远离有源层107的一侧，位于半导体外延叠层与反射层102之间。透光性介电层103具有多个贯穿透光性介电层103的开口V1，所述开口V1形成导电通孔。所述透光性介电层103的开口V1的侧壁为倾斜的，所述侧壁与所述第二表面的夹角为θ1，所述θ1的范围为20°~80°。优选所述θ1的范围为30°~70°；更优选所述θ1的范围为40°~60°。所述透光性介电层103的开口V1的侧壁为倾斜的，便于反射层103覆盖在所述开口的侧壁；同时倾斜的侧壁可把半导体外延叠层辐射出的光线反射至出光面出射。

所述透光性介电层103为氟化物或氧化物或氮化物，具体的如ZnO、SiO₂、SiO_x、SiO_xN_y、Si₃N₄、Al₂O₃、TiO_x、MgF或GaF中的至少一种材料形成。透光性介电层103用于反射有源层107的光辐射返回至半导体外延叠层或侧壁出光，因此，跟半导体外延叠层直接接触的透光性介电层优选为低折射率材料，以增加光辐射穿过半导体外延叠层至透光性介电层103表面时发生反射的几率，其折射率优选为1.5以下，如氧化硅，透光性介电层103的厚度优选为100nm以上，例如100~1000nm，更优选的是100~900nm，或者更优选的是300~900nm。透光性电介质层104的透光率至少为70%，优选为80%以上，更优选的为90%以上。

更优选的是，所述透光性介电层103为单层或多层不同材料或者由两种不同折射率的上述绝缘层材料重复堆叠而成。更优选地，所述透光性介电层103的光学厚度为（发光波长/4）的整数倍数范围。所述透光性介电层103的内部形成一系列贯穿该透光性介电层103的开口V1，如图1所示，形成多个导电通孔，所述开口V1的水平截面形状可以是圆形或者椭圆形或者多边形，所述透光性介电层103的水平宽度尺寸为2~10 um，更优选为2~6μm，通过减小透光性介电层103的开口尺寸，可增大ODR镜面反射面积，提高发光二极管的发光效率。

所述反射层102与透光性介电层103形成ODR反射结构，将半导体外延叠层朝向基板100一侧辐射的光线返回至半导体外延叠层，并从出光侧辐射出去，提高出光效率。

所述半导体外延叠层和透光性介电层103之间含有欧姆接触层104，欧姆接触层104设置在电流扩展层105之上，通过欧姆接触层104与所述电流扩展层105形成欧姆接触；透光性介电层103的开口V1位于欧姆接触层104之上，通过所述透光性介电层103的开口V1填入导电物质，与欧姆接触层形成电性连接。

本实施例中，优选所述欧姆接触层104为图形化结构，所述欧姆接触层104可形成规则或者不规则的图形，可减小欧姆接触层104的吸光。所述欧姆接触层104为透明导电层。所述欧姆接触层为ZnO、In₂O₃、SnO₂、ITO(Indium Tin Oxide)、 IZO(Indium Zinc Oxide)、GZO(Gallium-doped Zinc Oxide)或者其任意组合之一。本实施例中，优选所述欧姆接触层为ITO。所述透光性介电层103至少覆盖欧姆接触层104远离半导体外延叠层方向的局部表面和侧面，如图1所示。

透光性介电层103通常采用较厚的单层或多层结构，由于材料间的差异性或界面特异性，透光性介电层的导电通孔通常采用采用干蚀刻的方式。考虑到蚀刻本身的均匀性差异及导电通孔的导通安全性，蚀刻透光性介电层形成导电通孔的过程中，通常会采用过蚀刻的作业方式。而过蚀刻会对导电通孔对应位置的透明欧姆接触层的上表面造成一定程度的破坏或损伤，在与反射层接触时会因为厚度变化或接触不佳造成电压不稳。本实施例中通过在透光性介电层的导电通孔中填充欧姆补偿层，可补偿透光性介电层的导电通孔处的欧姆接触层的厚度并修复破坏的键解，实现电压补偿目的。所述欧姆补偿层111的材料为透明导电层；所述欧姆补偿层为ZnO、In₂O₃、SnO₂、ITO(Indium Tin Oxide)、 IZO(IndiumZinc Oxide)、GZO(Gallium-doped Zinc Oxide)或者其任意组合之一。所述欧姆补偿层和欧姆接触层的材料可以相同，如都为ITO材料，也可以欧姆补偿层和欧姆接触层的材料不相同，如为同系材料。所述欧姆补偿层的厚度为10-500A，优选20-200A，更优选50-100A。

在一些可选的实施例中，如图1所示，所述欧姆补偿层111仅填充透光性介电层的导电通孔内；在一些可选的实施例中，如图2所示，所述欧姆补偿层111填充透光性介电层的导电通孔内并部分延伸出导电通孔外，覆盖在部分的透光性介电层103上；在一些可选的实施例中，如图3所示，所述欧姆补偿层111填充透光性介电层的导电通孔内并延伸出导电通孔外，覆盖在整面的透光性介电层103上。所述欧姆补偿层填充透光性介电层103的导电通孔并延伸出导电通孔外，覆盖在整面的透光性介电层103之上，欧姆补偿层除了起到电压补偿的作用，还可以为透光性介电层和反射层之间的粘附层，可提升透光性介电层103和反射层102之间的粘附性，提升发光二极管的可靠性。

第一电极109配置在半导体外延叠层的出光侧上。在一些实施例中，所述第一电极109包括焊盘电极和延伸电极（图中未示出），其中所述焊盘电极主要用于封装时进行外部打线。焊盘电极可以根据实际的打线需要设计成不同的形状，具体如圆柱状或方块或其它的多边形。延伸电极可以以预定的图案形状形成，并且延伸电极可以具有各种形状，具体的如条状。

所述发光二极管还包括第二电极110，本实施例中所述第二电极110以整面的形式形成在基板100的背面侧。本实施例的基板100为导电性支撑基板，第一电极109与第二电极110形成在基板100的两面侧，以实现电流垂直流过半导体外延叠层，提供均匀的电流密度。第一电极109和第二电极110优选为金属材料制成。

本实施例中通过在透光性介电层的导电通孔中填充欧姆接触层，可补偿透光性介电层的导电通孔处的欧姆接触层的厚度并修复破坏的键解，实现电压补偿目的。

实施例2

图4~图6为本发明另一实施例中的发光二极管的结构示意图。所述电流扩展层105远离出光面的一侧的部分区域形成凹处和非凹处，非凹处的电流扩展层105的厚度大于凹处的电流扩展层105的厚度。非凹处可以形成独立的多个，凹处为连续的并且包围多个独立的非凹处，多个非凹处的顶面可以为圆形、半圆形、三角形、五边形、六边形等形状；或者所述的凹处可以形成为多个，并且被非凹处连续的包围形成多个独立凹处的结构，多个凹处的顶面可以为圆形、半圆形、三角形、五边形、六边形等形状。

在一些可选的实施例中，所述电流扩展层105形成的凹处为贯穿电流扩展层105，此处贯穿是指电流扩展层105的凹处形成为电流扩展层105的部分区域为沿着深度方向全部去除的设计。在一些可选的实施例中，所述电流扩展层105形成的凹处为非贯穿电流扩展层105，如图2所示，即电流扩展层5的凹处形成为部分区域为沿着深度方向减薄的设计，减薄或者去除的工艺可以采用悉知工艺过程中通过常规的干法蚀刻实现。电流扩展层105的凹处形成为非贯穿，非贯穿具体为凹处深入电流扩展层的深度大于0，但低于电流扩展层105非凹处的深度。由于电流扩展层105存在吸光的问题，通过所述电流扩展层105形成凹处，可限制电流的走向和减少电流扩展层105的吸光，从而提升发光二极管的发光亮度。

如图4~图6所示，在电流扩展层105的远离半导体外延叠层一侧和反射层102之间设置有透光性介电层103。透光性介电103远离半导体外延叠层的一侧设置有反射层102。电流扩展层105非凹处设置有欧姆接触层104。本实施例中所述欧姆接触层104的面积等于电流扩展层非凹处的面积。本实施例结构适用于电压要求较低的产品。

为了补偿透光性介电层的导电通孔处的欧姆接触层的厚度并修复破坏的键解，实现电压补偿目的，本实施例中在透光性介电层的导电通孔内填充欧姆补偿层。在一些可选的实施中，如图4所示，欧姆补偿层111仅填充透光性介电层的导电通孔内；在一些可选的实施中，如图5所示，所述欧姆补偿层111填充透光性介电层的导电通孔内并部分延伸出导电通孔外，覆盖在部分的透光性介电层103上；在一些可选的实施例中，如图6所示，所述欧姆补偿层111填充透光性介电层的导电通孔内并延伸出导电通孔外，覆盖在整面的透光性介电层103上。本实施例中优选所述欧姆接触层填充透光性介电层103的导电通孔并延伸出导电通孔外，覆盖在整面的透光性介电层103之上，欧姆补偿层111除了起到电压补偿的作用，还可以为透光性介电层103和反射层102之间的粘附层，可提升透光性介电层103和反射层102之间的粘附性，提升发光二极管的可靠性。

本实施例通过在透光性介电层的导电通孔中填充欧姆接触层，可补偿透光性介电层的导电通孔处的欧姆接触层的厚度并修复破坏的键解，实现电压补偿目的。

实施例3

与实施例2中图4~图6的发光二极管相比，如图7~图9所示，本实施例中所述欧姆接触层104的面积小于所述电流扩展层非凹处的面积，通过进一步减小欧姆接触层的尺寸，可进一步减小欧姆接触层的吸光，从而提升发光二极管的发光亮度。本实施例适用于发光二极管的亮度较高的产品。

为了补偿透光性介电层的导电通孔处的欧姆接触层的厚度并修复破坏的键解，实现电压补偿目的，本实施例中在透光性介电层的导电通孔内填充欧姆补偿层。在一些可选的实施中，如图7所示，欧姆补偿层111仅填充透光性介电层的导电通孔内；在一些可选的实施中，如图8所示，所述欧姆补偿层111填充透光性介电层的导电通孔内并部分延伸出导电通孔外，覆盖在部分的透光性介电层103上；在一些可选的实施例中，如图9所示，所述欧姆补偿层111填充透光性介电层的导电通孔内并延伸出导电通孔外，覆盖在整面的透光性介电层103上。本实施例中优选所述欧姆接触层填充透光性介电层103的导电通孔并延伸出导电通孔外，覆盖在整面的透光性介电层103之上，欧姆补偿层111除了起到电压补偿的作用，还可以为透光性介电层103和反射层102之间的粘附层，可提升透光性介电层103和反射层102之间的粘附性，提升发光二极管的可靠性。

本实施例中电流扩展层远离出光面的一侧的部分区域形成凹处和非凹处的设计，可减少电流扩展层的吸光，同时通过欧姆接触层的面积小于电流扩展层的非凹处的面积和采用图形化的结构设计，欧姆接触层的面积大于透光性介电层的导电通孔的面积，可保证发光二极管在较低的电压的情况下，实现镜面反射面积的最大化，从而提升发光二极管的发光效率和发光亮度。同时本实施例通过在透光性介电层的导电通孔中填充欧姆接触层，可补偿透光性介电层的导电通孔处的欧姆接触层的厚度并修复破坏的键解，实现电压补偿目的。

实施例4

与实施例3中图9的发光二极管相比，为了进一步提升从有源层108辐射出的光线从出光面中出射的效率，如图10所示，所述半导体外延叠层的第一表面S1具有粗化结构。所述半导体外延叠层的第一表面S1具有粗化结构，并不限于本实施例，同时可适用于其他实施例。

实施例5

下面对上述实施例3中图9的发光二极管的制作工艺进行详细的说明。

如图11所示，首先提供一半导体外延叠层，包含第一导电类型半导体层108、有源层107、第二导电类型半导体层106和电流扩展层105。

具体包括以下步骤：提供一个生长衬底10，优选为砷化镓衬底，生长衬底10上通过磊晶工艺如MOCVD外延生长半导体外延叠层，半导体外延叠层包含第一导电类型半导体层108、有源层107、第二导电类型半导体层106和电流扩展层105。当第一导电类型半导体层108为n型半导体，第二导电类型半导体层106可为相异电性的p型半导体，相反，当第一导电类型半导体层108为p型半导体，第二导电类型半导体106可为相异电性的n型半导体。有源层107可为中性、p型或n型电性的半导体。施以电流通过半导体外延叠层时，激发有源层107发出光线。本实施例中，优选所述第二导电类型半导体层106和电流扩展层105为p型半导体层。所述半导体外延叠层优选为AlGaInP基或者GaAs基材料，所述有源层107辐射红光或者红外光。

如图12所示，接着，在电流扩展层105表面蒸镀欧姆接触层104，通过光罩显影的方式形成光刻胶图案，通过蚀刻方式形成图案化的欧姆接触层104。然后通过常规的感应耦合等离子刻蚀机的蚀刻工艺对电流扩展层105进行蚀刻，形成电流扩展层105的凹处与非凹处；电流扩展层105的凹处形成后，通过PECVD、ALD、E-beam等方式在电流扩展层105的凹处和非凹处形成透光性介电层结构103。本实施例中，所述欧姆接触层104为ITO。

如图13所示，然后通过光罩显影的方式形成光刻胶图案，露出形成透光性介电层结构103的开口区域，然后通过蚀刻方式对透光性介电层103进行蚀刻，形成透光性介电层结构103的通孔V1，所述通孔V1具有倾斜的侧壁。然后在透光性介电层103的通孔V1处填充欧姆补偿层，欧姆补偿层延伸出透光性介电层的导电通孔外并覆盖整面的透光性介电层；得到如图13所示的结构。

然后，在所述电压补偿层远离半导体外延叠层的一侧沉积反射层102；在所述反射层102远离半导体外延叠层的一侧设置金属键合层101，并通过键合工艺键合基板100；接着，采用湿法蚀刻工艺将生长衬底10移除，获得如图14所示的结构。

最后，在第一导电型半导体层106上形成第一电极109，在基板100的背面侧形成第二电极110，得到如图9所示的发光二极管。

在一些可选的实施例中，为了进一步提升从有源层108辐射出的光线从出光面中出射的效率，可通过蚀刻工艺在第一导电类型半导体层的表面形成粗化结构，得到如图10所述的发光二极管。

本实施例中制备方法得到的发光二极管在透光性介电层的导电通孔中填充欧姆接触层，可补偿透光性介电层的导电通孔处的欧姆接触层的厚度并修复破坏的键解，实现电压补偿目的。

实施例6

本实施例提供一种发光装置300，请参考图15，发光装置300包括如前述任意实施例的多个阵列排布的发光二极管，在图15中用放大显示的示意方式显示了一部分发光二极管1。

本实施例中，所述发光装置300可为植物照明装置，舞台灯或者投影仪或者显示屏。

由于具有前述各实施例的发光二极管，发光装置300具有前述各实施例发光二极管带来的优点。

需要说明的是，以上实施方式仅用于说明本发明，而并非用于限定本发明，本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明做出各种修饰和变动，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应视权利要求书范围限定。

Claims (21)

1.发光二极管，其特征在于：

所述发光二极管包括：

半导体外延叠层，具有相对的第一表面和第二表面，自所述第一表面至第二表面方向包含第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层，其中所述第一表面为出光面；

欧姆接触层，设置于所述半导体外延叠层的第二表面部分或全部；

透光性介电层，设置于所述欧姆接触层远离半导体外延叠层的一侧，具有多个开口贯穿所述透光性介电层，形成多个导电通孔；

欧姆补偿层，填充所述透光性介电层的导电通孔，与所述欧姆接触层形成电连接；

反射层，设置于所述透光性介电层和欧姆补偿层远离半导体外延叠层的一侧。

2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述欧姆补偿层为透明导电层。

3.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于；所述欧姆补偿层为ZnO、In₂O₃、SnO₂、ITO(Indium Tin Oxide)、 IZO(Indium Zinc Oxide)、GZO(Gallium-doped Zinc Oxide)或者其任意组合之一。

4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述欧姆补偿层填充所述透光性介电层的导电通孔并部分延伸至导电通孔之外。

5.根据权利要求1所述的发光二极管 ，其特征在于：所述欧姆接触层和欧姆补偿层含有相同的金属原子。

6.根据权利要求1 所述的发光二极管，其特征在于：所述欧姆接触层和欧姆补偿层的材料相同或者不相同。

7.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述欧姆补偿层的厚度为10A-500A。

8.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述透光性介电层为单层或者多层结构，为氮化物、氧化物或氟化物中至少一种材料组成。

9.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述透光性介电层的厚度大于1000A。

10.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述透光性介电层的开口的侧壁为倾斜的，所述侧壁与所述第二表面的夹角为θ1，所述θ1的范围为20°~80°。

11.根据权利要求10所述的发光二极管，其特征在于：所述θ1的范围为30°~70°。

12.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述欧姆接触层的面积大于所述透光性导电通孔的面积。

13.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述欧姆接触层为图形化结构。

14.根据权利要求13所述的发光二极管，其特征在于：所述透光性介电层至少覆盖所述欧姆接触层远离半导体外延叠层方向的局部表面和侧面。

15.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述欧姆接触层为透明导电层。

16.根据权利要求15所述的发光二极管，其特征在于：所述欧姆接触层为ZnO、In₂O₃、SnO₂、ITO(Indium Tin Oxide)、 IZO(Indium Zinc Oxide)、GZO(Gallium-doped ZincOxide)或者其任意组合之一。

17.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述半导体外延叠层还包含电流扩展层，所述电流扩展层位于所述第二导电类型半导体层之上，所述电流扩展层远离出光面的一侧局部区域形成凹处和非凹处，所述非凹处设置有所述欧姆接触层，所述非凹处和所述欧姆接触层远离半导体外延叠层的一侧设置有透光性介电层。

18.根据权利要求17所述的发光二极管，其特征在于：所述透光性介电层远离所述半导体外延叠层的一侧设置有反射层。

19.根据权利要求17所述的发光二极管，其特征在于：所述欧姆接触层的面积小于等于所述电流扩展层的非凹处的面积。

20.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述发光二极管辐射波长为550~950 nm的光。

21.一种发光装置，其特征在于：所述发光装置包含权利要求1~20中任一项所述的发光二极管。

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