CN116230828A - 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、导通孔、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半导体层、发光层和第二半导体层；第一绝缘层包括覆盖第二半导体层的第一绝缘部和第二绝缘部，第一绝缘部还延伸至导通孔的底部，第二绝缘部与第一绝缘部之间通过环形第二开口间隔开；第一连接电极通过第一开口电连接第一半导体层；第二连接电极通过第二开口电连接第二半导体层；第二绝缘层位于第一连接电极与第二连接电极上，并具有第三开口与第四开口；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电连接第二连接电极。借此，可以使得两个焊盘的高度一致，得到高高度一致性的发光二极管。

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高度一致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。
目前的倒装LED芯片结构分为在芯片的外延结构一侧几乎整面地设置金属反射层或者绝缘反射层以使倒装芯片主要从衬底的上表面以及侧壁出光，其中金属反射层相较于绝缘反射层的电流扩展和散热效果更好，主要是运用于一些大尺寸大电流驱动的发光LED芯片上。设置金属反射层类型的倒装LED芯片的外延结构局部设置有导通孔（例如从P型层延伸至N型层），外延结构一侧的金属层和绝缘保护层的层数多且厚，导致外延结构一侧覆盖在焊盘电极导通孔上的表面高度一致性低，高低差异明显，高低差差异可以达到4微米以上。并且，不同电极性的金属层在纵向方向上存在部分区域的重叠。由此衍伸出一些问题，例如：在客户端固晶后，高度差异明显的焊盘电极区域空洞率高，进而导致推力降低和散热能力减弱，并且固晶过程中或者固晶后，在外力作用于芯片上，绝缘层因为脆性而容易破裂导致上下不同电极性的金属层之间连通而出现局部短路的现象。因此，如何改进LED芯片结构的两个焊盘的表面平坦、厚度一致性，以及避免因为绝缘层破裂而导致上下不同电极性的金属层相互连通，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
另外一方面，由于金属反射层的金属活泼性，在芯片内部大面积设置金属反射层的情况下，由于水汽侵蚀会导致金属反射层的性能失效，尤其是大电流驱动的情况下，失效的速率会加快，因此由内至外的对金属反射层的保护至关重要。
发明内容
本发明提供一种发光二极管，其包括外延结构、导通孔、第一绝缘层、第一连接电极、第二连接电极、第二绝缘层、第一焊盘以及第二焊盘。
外延结构包括由下至上堆叠的第一半导体层、发光层以及第二半导体层。导通孔是从第二半导体层的局部上表面向下穿过发光层到第一半导体层。
第一绝缘层包括第一绝缘部和第二绝缘部。第一绝缘部位于部分第二半导体层上并延伸至导通孔的底部，第一绝缘部在导通孔的底部形成第一开口；第二绝缘部仅位于部分第二半导体层上，从发光二极管的上方朝向外延结构俯视，第一绝缘部围绕于第二绝缘部，并且第一绝缘部与第二绝缘部之间通过环形第二开口间隔开。
第一连接电极位于第一绝缘部上，并通过第一开口而电连接第一半导体层。第二连接电极包覆第二绝缘部的上表面以及第二绝缘部的侧壁，并通过第二开口而电连接第二半导体层。
第二绝缘层位于第一连接电极和第二连接电极上，并且具有第三开口和第四开口。第一焊盘通过第三开口而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，所述第一焊盘与所述第二焊盘的边缘均位于所述第二绝缘层的上表面，从所述发光二极管的上方朝向所述外延结构俯视，所述第一焊盘的边缘与所述第三开口的边缘之间具有一第三距离，所述第三距离介于5微米~20微米，所述第二焊盘的边缘与所述第四开口的边缘之间具有一第四距离，所述第四距离介于5微米~20微米。
在一实施例中，所述第一焊盘的水平投影面积占所述第三开口的水平投影面积的比例大于100%小于等于110%；所述第二焊盘的水平投影面积占所述第四开口的水平投影面积的比例大于100%小于等于110%。
在一实施例中，所述第二绝缘部的水平投影面积大于等于所述第二连接电极的水平投影面积的50%，且小于所述第二连接电极的水平投影面积的100%。
在一实施例中，所述第二绝缘部的水平投影面积介于所述第一绝缘部的水平投影面积的30%~70%。
在一实施例中，所述第二焊盘的水平投影面积占所述第二连接电极的水平投影面积的比例大于等于90%且小于等于100%。
在一实施例中，从所述发光二极管的上方朝向所述外延结构俯视，所述第一绝缘部与所述第二绝缘部之间具有一第一距离，所述第一距离介于5微米~20微米。
在一实施例中，从所述发光二极管的上方朝向所述外延结构俯视，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距离，所述第二距离介于15微米~50微米。
在一实施例中，从所述发光二极管的上方朝向所述外延结构俯视，所述第一连接电极与所述第二连接电极之间具有一第三距离，所述第三距离为10微米~30微米。
在一实施例中，所述第一绝缘部的厚度为0.8微米~1.5微米。
在一实施例中，从所述发光二极管的上方朝向所述外延结构俯视，所述导通孔位于所述第一焊盘与所述第二焊盘的外侧。
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半导体层上，所述阻挡层包覆所述反射层，所述第一绝缘部与所述第二绝缘部覆盖部分所述阻挡层，所述第二开口露出部分所述阻挡层，所述第二连接电极通过所述第二开口而电连接所述阻挡层。
在一实施例中，所述反射层的水平投影面积占所述第二半导体层的水平投影面积的比例至少为80%。
在一实施例中，所述发光二极管还包括透明导电层，位于所述第二半导体层与所述反射层之间。
在一实施例中，从所述发光二极管的上方朝向所述外延结构俯视，所述第二绝缘部具有多个凸出部，各所述凸出部是朝向所述第一焊盘凸出延伸，相邻二个所述凸出部之间设置有至少一个所述导通孔。
在一实施例中，所述第二绝缘部与所述第二连接电极的形状相同。
在一实施例中，所述第一连接电极还包括靠近所述发光二极管边缘的延展电极。
在一实施例中，所述第二连接电极是完全包覆所述第二绝缘部。
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。进一步的，发光装置可以是用于车辆或背光或普通照明上的发光装置。
本发明的一个优势在于提供一种发光二极管，其通过第一绝缘部和第二绝缘部的设置，使得第一连接电极与第二连接电极的上表面等高，得到高度一致性相对高的发光二极管，同时将第一焊盘和第二焊盘的局部边缘形成在第二绝缘层上，第一焊盘和第二焊盘将第二绝缘层的开口完全包覆住，进而保证第一焊盘与第二焊盘的上表面的大部分面积的高度位置尽量相同的同时，避免水汽侵入，降低内部的金属层（例如第一连接电极或者第二连接电极的金属铝或者更下面的大面积的金属反射层如铝或者银）被侵蚀或者短路现象发生的风险，提高可靠性。
本发明的另一个优势在于提供一种发光二极管，其通过第一连接电极与第二焊盘的水平投影不重叠，以及第二连接电极与第一焊盘的水平投影不重叠的方式，避免在外力作用下，使得第一绝缘层或第二绝缘层破裂，导致上下不同电极性的金属层相互连通而出现的局部短路问题。
本发明的另一个优势在于提供一种发光二极管，其通过第三开口的面积大于等于第一焊盘的面积的80%，第四开口的面积大于等于第二焊盘的面积的80%的设置，提升发光二极管整体的散热能力。
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、权利要求书等内容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是图1中C处的放大示意图；
图3是沿图1的截取线A-A截取的纵向剖面示意图；
图4至图11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；
图12是本发明又一实施例提供的发光二极管的剖面示意图。
附图标记：
10、70-发光二极管；11-衬底；12-外延结构；121-第一半导体层；122-第二半导体层；123-发光层；13-导通孔；14-第一绝缘层；141-第一绝缘部；142-第二绝缘部；143-第一开口；144-第二开口；146-凸出部；16-第二绝缘层；163-第三开口；164-第四开口；18-透明导电层；19-反射层；20-阻挡层；21-第一连接电极；212-延展电极；22-第二连接电极；222-凸出体；31-第一焊盘；32-第二焊盘；D1-第一距离；D2-第二距离；D3-第三距离；D4-第四距离；D5-第五距离；D6-第六距离；D7-第七距离。
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是图1中C处的放大示意图，图3是沿图1的截取线A-A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12、导通孔13、第一绝缘层14、第一连接电极21、第二连接电极22、第二绝缘层16、第一焊盘31以及第二焊盘32。
外延结构12设置在衬底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辐射出的光穿过衬底11到达衬底11的远离外延结构12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。
外延结构12由下至上包括依次堆叠的第一半导体层121、发光层123以及第二半导体层122。
第一半导体层121是连接于衬底11，第一半导体层121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123可以具有单量子阱结构或者多重量子阱结构。发光层123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123。
第二半导体层122可以是掺杂了p型杂质，例如Mg的氮化镓类半导体层。虽然第一半导体层121以及第二半导体层122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。第一半导体层121、发光层123以及第二半导体层122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。此外，在第一半导体层121是掺杂了p型杂质的情况下，第二半导体层122是掺杂n型杂质。第一半导体层121与衬底11之间还可以设置过渡层、缓冲层（图中未示意）等，例如铝氮层或者氮化镓层，有利于提升第一半导体层121、发光层123以及第二半导体层122在衬底上的形成质量。
导通孔13是从第二半导体层122的局部上表面向下穿过发光层123到第一半导体层121，也就是由第二半导体层122贯穿至第一半导体层121，以露出部分第一半导体层121。第一半导体层121的水平面积是大于发光层123的水平面积，也大于第二半导体层122的水平面积。如图1中所示，发光二极管10可以设置有多个导通孔13，且各导通孔13的形状呈圆形，但本案不限于此，导通孔13的形状与个数不受特别限制，若是设置多个导通孔13，则可以更为均匀地分散电流，效果更佳。此外，导通孔13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。
透明导电层18位于第二半导体层122上，并且透明导电层18直接与第二半导体层122接触。透明导电层18避开导通孔13的位置并且几乎整面的形成在第二半导体层122上。透明导电层18采用透明的且导电的氧化物材料，可保证欧姆接触和横向的电流扩展效果。
反射层19设置在第二半导体层122上，具体的设置在透明导电层18上，反射层19与透明导电层18接触，用于将从发光层123生成而行进到上侧的光向衬底11侧反射。反射层19的水平投影面积占第二半导体层122的水平投影面积的比例至少为80%。换言之，反射层19的覆盖面积至少为第二半导体层122的面积的至少80%。反射层19占据第二半导体层122的水平投影面积越大越好。阻挡层20设置在反射层19上，并且阻挡层20覆盖住反射层19的上表面以及边缘侧壁，阻挡反射层19扩散。
第一绝缘层14覆盖在外延结构12的上方的阻挡层20上以及外延结构12的侧壁周围，还延伸至覆盖外延结构12周围的衬底11上。第一绝缘层14包括第一绝缘部141和第二绝缘部142。第一绝缘部141位于部分第二半导体层122上的阻挡层20上并延伸至导通孔13的底部，并且第一绝缘部141在导通孔13的底部形成第一开口143，换言之，第一绝缘部141的第一开口143是位于导通孔13内。
第二绝缘部142是仅位于部分第二半导体层122上，从发光二极管10的上方朝向外延结构12俯视，即如图1所示，第一绝缘部141围绕第二绝缘部142，并且第一绝缘部141与第二绝缘部142之间通过环形第二开口144间隔开。所述第二开口144是位于第二半导体层122的上方。
具体的，第一绝缘部141与第二绝缘部142覆盖在阻挡层20上，第一绝缘部141的第一开口143是位于导通孔13内，第二开口144露出部分阻挡层20，第二连接电极22通过第二开口144而电连接阻挡层20。
第一绝缘层14根据涉及的位置具有不同的功效，例如覆盖外延结构12侧壁的部分是防止导电材料泄露电连通第一半导体层121和第二半导体层122，减少发光二极管10芯片的短路异常，但本公开实施例并非以此为限。
第一连接电极21位于第一绝缘部141上，并延伸至第一开口143的底部而电连接第一半导体层121。第二连接电极22包覆第二绝缘部142的上表面以及第二绝缘部142的侧壁，也就是第二连接电极22完全包覆整个第二绝缘部142，并且第二连接电极22的边缘延伸至第二开口144内而电连接第二半导体层122。大部分的第二连接电极22受到第二绝缘部142的支撑，第二连接电极22是从第二绝缘部142的周围接触至阻挡层20。优选的，第二连接电极22是完全包覆第二绝缘部142，即第二连接电极22包覆住第二绝缘部142的上表面以及侧壁。优选的，第二连接电极22的边缘是位于环形第二开口144中。
第二绝缘层16位于第一连接电极21和第二连接电极22上，并且具有第三开口163和第四开口164。第三开口163位于第一连接电极21上方，第四开口164位于第二连接电极22上方。第二绝缘层16还包覆在外延结构12的侧壁周围。
第一焊盘31、第二焊盘32都位于第二绝缘层16上。并且，第一焊盘31是通过第三开口163而电连接第一连接电极21。第二焊盘32是通过第四开口164而电连接第二连接电极22。第一焊盘31和第二焊盘32可在同一工艺中利用相同材料一并形成，因此可具有相同的层构造，第一焊盘31和第二焊盘32可以是类梳子形的金属层；作为示例，第一焊盘31可以为N焊盘，第二焊盘32可以为P焊盘。
本实施例提供的发光二极管10，其通过第一绝缘部141支撑第一连接电极21和第二绝缘部142支撑第二连接电极22的设置，使得第一连接电极21与第二连接电极22的上表面等高，进而保证位于第一连接电极21上的第一焊盘31与位于第二连接电极22上的第二焊盘32的上表面的高度位置尽量相同，得到高度一致性高的发光二极管10。
对于依靠金属反射层来提升光亮程度的倒装发光二极管来说，特别是对一些大电流驱动的大尺寸芯片，运用于高光效、高可靠性要求的技术领域，例如车用照明。除了要保证芯片的高度一致性，另外防短路、防水汽侵蚀也是非常重要的可靠性性能要求之一，基于此本专利提出将第一焊盘31和第二焊盘32的局部边缘形成在第二绝缘层16上，第一焊盘31和第二焊盘32将第二绝缘层16的开口（包括但不限于第三开口163与第四开口164）完全包覆住，进而保证第一焊盘31与第二焊盘32的上表面的大部分面积的高度位置尽量相同的同时，还可避免提供水汽侵入内部的路径存在，例如从焊盘的周围侵入，降低内部的金属层（例如第一连接电极21或者第二连接电极22的金属铝）被侵蚀或者短路现象发生的风险；同时避免水在电场作用下会定向流动，把不同极性金属连通的短路风险。
在一实施例中，第一绝缘部141的厚度可以为0.8微米~1.5微米，相对较厚的第一绝缘部141厚度较厚，对较大面积的第一连接电极21与其下方的阻挡层20之间起到良好的绝缘隔离效果。
第三开口163位于第一连接电极21上，第四开口164位于第二连接电极22上。优选的，第三开口163和第四开口164都避开导通孔13设计，第三开口163与第四开口164具有相同的形状和接近的面积，并且第一焊盘31与第二焊盘32具有相同的形状和接近的面积。优选的，第一焊盘31占第二焊盘32的面积比是80%以上。
此外，当第二焊盘32受到外力作用，致使其下方的第二绝缘部142破裂时，由于第二绝缘部142与第一绝缘部141之间通过环形第二开口144隔开，破裂的第二绝缘部142不会因内应力传递给第一绝缘部141导致第一绝缘部141也破裂，或者避免裂纹传递至第一绝缘部141导致第一绝缘部141也产生裂纹，一定程度上避免第一连接电极21与下部的阻挡层20之间相互连通而出现的局部短路问题。
在一实施例中，如图1所示，从发光二极管10的上方朝向外延结构12俯视，第二绝缘部142与第一绝缘部141相互隔开，第二绝缘部142与环形第二开口144可以呈梳子形状。具体来说，第二绝缘部142具有多个凸出部146，各凸出部146均是朝向第一焊盘31凸出水平延伸，相邻二个凸出部146之间设置有至少一个导通孔13，既提升对于第二连接电极22的支撑能力，又绕开导通孔13以保证第二连接电极22的表面平坦，并且保证第二连接电极22的膜层致密性、连续性高。相邻二个凸出部146之间的间距可以是相等的。优选的，第二连接电极22的形状与第二绝缘部142的形状可以相同，换言之，第二连接电极22亦可以具有与第二绝缘部142的多个凸出部146形状相同的多个凸出体222。各凸出体222是完全包覆各凸出部146，增强电流扩展性能，相邻二个凸出体222之间设置有至少一个导通孔13。各凸出体222避开导通孔13，以保证第一焊盘31与第二焊盘32处于同一个水平面上。
在一实施例中，如图1中所示，为了尽量保证第一连接电极21与第二连接电极22的上表面等高，以保证第一连接电极21与第二连接电极22的上方的第一焊盘31与第二焊盘32等高。在第二绝缘部142具有多个凸出部146的情况下，第一连接电极21和第二连接电极22都几乎整面的分别位于第一绝缘层14上。第一连接电极21和第二连接电极22均大面积的形成在第一绝缘部141和第二绝缘部142上，可以保证第一连接电极21和第二连接电极22的上表面尽量等高。具体的，第二绝缘部142的水平投影面积大于等于第二连接电极22的水平投影面积的50%，优选的，第二绝缘部142的水平投影面积为第二连接电极22的水平投影面积比例越高越好，第二绝缘部142的水平投影面积为第二连接电极22的水平投影面积比例越可以是80%以上，例如80%、90%。
进一步说明，所述水平投影面积是指发光二极管10正放于水平面上，此时的外延结构12到焊盘的方向是垂直于水平面的竖直方向，各元件（如第四开口164、第一连接电极21等元件）投影至水平面上的投影面积。
在一实施例中，从发光二极管10的上方朝向外延结构12俯视，即如图1、图2所示，在第二绝缘部142具有多个凸出部146的情况下，第二绝缘部142的水平投影面积小于第二连接电极22的水平投影面积的100%，并且第一绝缘部141的边缘与第二绝缘部142的边缘之间具有第一距离D1，此第一距离D1也是环形第二开口144的开口宽度，第一距离D1介于5微米~20微米，以留出足够的宽度来实现第二连接电极22环形第二开口144电连接至阻挡层20，以进一步电连接至第二半导体层122。同时环形第二开口144的设计有利于第二连接电极22通过环形第二开口144与阻挡层20电流传递，并且通过阻挡20从第二连接电极22下方将电流向四周水平的迅速扩展出去，提升整个发光二极管10的亮度均匀性和亮度绝对值。
在一实施例中，如图1中所示，在保证第一绝缘层14对于外延结构12的绝缘效果基础上，第二绝缘部142根据第二连接电极22的面积需求，第二绝缘部142的水平投影面积可介于第一绝缘部141的水平投影面积的30%~70%。
在一实施例中，从发光二极管10的上方朝向外延结构12俯视，即如图1、图2所示，在第二绝缘部142具有多个凸出部146，环形第二开口144呈梳子形状的情况下，第一连接电极21的边缘与第二连接电极22的边缘之间具有一第三距离D3，第三距离D3为10微米~30微米。
第二绝缘层16的第三开口163位于第一绝缘部141的上方，第二绝缘层16的第四开口164位于第二绝缘部141的上方。
为了实现第一焊盘31跟第二焊盘32等高，第三开口163尽量大的面积形成在第一连接电极21的表面，第四开口164尽量大的面积形成在第二连接电极22的表面上，第一焊盘31均可尽量大的面积填充入第三开口163内，第二焊盘32均可尽量大的面积填充入第四开口164内，还能同时提升发光二极管10整体的散热能力。
在一实施例中，如图1、图2所示，第一焊盘31的水平投影面积占第二绝缘层16的第三开口163水平投影面积的比例大于100%小于等于110%；第二焊盘32的水平投影面积占第四开口164的水平投影面积的比例大于100%小于等于110%。超过该面积比例，会影响第一焊盘和第二焊盘尽量等高的性能。
在一实施例中，如图1所示，为保证第一焊盘31与第二焊盘32表面平坦，保证客户端安装使用时的低固晶空洞率，从发光二极管10的上方朝向外延结构12俯视，在第二绝缘部142具有多个凸出部146的情况下，第一焊盘31与第二焊盘32是避开导通孔13设置的。
第二焊盘32填充入第四开口164内，并且可选的也可以允许第二焊盘32的边缘以较小的宽度延伸至覆盖到第四开口164周围的第二绝缘层16的上方。较佳的，从发光二极管10的上方朝向外延结构12俯视，在第二绝缘部142具有多个凸出部146的情况下，第二焊盘32的边缘延伸至覆盖到第二绝缘层16的上方，并且第二焊盘32的边缘与第四开口164的边缘之间具有第五距离D5，第五距离D5介于5微米~20微米。同理，可选的也可以允许第一焊盘31边缘附近以较小的宽度延伸至覆盖到第二绝缘层16的上方，即第一焊盘31的边缘与第三开口163的边缘之间具有第四距离D4，第四距离D4介于5微米~20微米。
在一实施例中，从发光二极管10的上方朝向外延结构12俯视，即如图1、图2所示，在第二绝缘部142具有多个凸出部146，环形第二开口144呈梳子形状的情况下，第四开口164的边缘与第二连接电极22的边缘之间可具有一第七距离D7，第七距离D7范围是20微米~40微米。
在一实施例中，从发光二极管10的上方朝向外延结构12俯视，即如图1、图2所示，在第二绝缘部142具有多个凸出部146，环形第二开口144呈梳子形状的情况下，环形第二开口144靠近第一绝缘部141的边缘与第一连接电极21之间具有一第六距离D6，第六距离D6范围是10微米~20微米。
在一实施例中，如图1中所示，为避免因为第一绝缘层14或第二绝缘层16破裂，导致上下不同电极性的焊盘与连接电极相互连通而出现的局部短路问题，作为一个替代性的实施方式，从发光二极管10的上方朝向外延结构12俯视，第一连接电极21是位于第二焊盘32的周围，第二焊盘32不会与第一连接电极21重叠，第一焊盘31不与第二连接电极22重叠，第二焊盘32仅位于第二连接电极22之上，并且第二焊盘32的水平投影面积占第二连接电极22的水平投影面积的比例大于等于90%且小于等于100%。并且第一焊盘31仅位于第一连接电极21之上，以在第二连接电极22上形成尽量大面积的第二焊盘32。
更佳的，基于工艺的精确度控制需求，避免第二焊盘32的水平投影面积超过第二连接电极22的水平投影面积，所述的第二焊盘32的水平投影面积小于第二连接电极22的水平投影面积。
从发光二极管10的上方朝向外延结构12俯视，即如图1、图2所示，在第二绝缘部142具有多个凸出部146的情况下，第二焊盘32未超出第二连接电极22所在的区域，第二连接电极22的边缘与第二焊盘32的边缘之间可具有一第二距离D2，第二距离D2介于15微米~50微米。
在一些实施例中，透明导电层18可采用透明导电材料，通过使用导电性氧化物的透明导电层18，可保证欧姆接触和横向的电流扩展效果。作为示例，透明导电材料可包含铟锡氧化物(indium tin oxide，ITO)、锌铟氧化物(indium zinc oxide，IZO)、氧化铟(indium oxide，InO)、氧化锡(tin oxide，SnO)、镉锡氧化物(cadmium tin oxide，CTO)、锡锑氧化物(antimony tin oxide，ATO)、铝锌氧化物(aluminum zinc oxide，AZO)、锌锡氧化物(zinc tin oxide，ZTO)、氧化锌掺杂镓(gallium doped zinc oxide，GZO)、氧化铟掺杂钨(tungsten doped indium oxide，IWO)或者氧化锌(zinc oxide，ZnO)，但本公开实施例并非以此为限。可选的透明导电层140的厚度选择自10~150nm，更佳的是自30~120nm。
反射层19与阻挡层20皆是由金属材质形成，反射层19较佳的是由银、铝、钛、钨、钛钨、镍等一种或几种金属的组合形成，阻挡层20可以使用例如Cr、Ti、Ni、Au、Al或者Pt等金属之一种或者多种的组合。
反射层19较佳的是由银形成，当电流通过反射层19时，银会因受热或者通电等因素的影响而发生迁移。所以，反射层19需要被保护以避免自身材料的迁移。当反射层19的材料迁移时，银或者铝金属离子会在无序或有序的状态下扩散到芯片内部，导致局部漏电，引起芯片失效。银反射层同样会容易受到水汽侵蚀，并且在施加电场的作用下，水汽的侵蚀会更严重，因此从内至外的保护作用非常重要。
在一实施例中，第一绝缘层14的与第二绝缘层16材料包含非导电材料。非导电材料优选的为无机材料或是介电材料。无机材料包含硅胶（Silicone）或玻璃（Glass）。介电材料包含氧化铝（AlO）、氮化硅（SiNx）、氧化硅（SiOx）、氧化钛（TiOx）、或氟化镁（MgF2）等电绝缘材料。例如，第一绝缘层14可以是二氧化硅、氮化硅、氧化钛、氧化钽、氧化铌、钛酸钡或者其组合，其组合例如可以是两种材料重复堆叠形成的布拉格反射镜（DBR）。第一绝缘层14与第二绝缘层16的材料与结构可以是相同的，也可以是不相同的。
较佳的，所述第一连接电极21与第二连接电极22可以包括钛层、铝层、金层、铂层、铬层、镍层等金属的至少一种元素形成的层或者多种元素组合形成的多层；第一焊盘31与第二焊盘32可以包括铝层、钛层、镍层或者金层或者金锡层的至少一层的组合。
请参阅图4至图11，图4至图11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。需要注意的是，各图中的阴影填充部分为当前图对应的制程相较于上一图对应的制程多出的结构。
首先，参照图4，在衬底11上生长包括第一半导体层121、发光层123以及第二半导体层122的外延结构12。接着，由第二半导体层122开始蚀刻，直至蚀刻至第一半导体层121，形成若干个导通孔13。此外，可以选择性地去除外延结构12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5，在第二半导体层122上形成透明导电层18，以加强导电能力。透明导电层18在每个导通孔13的外侧形成有开口，以露出第一半导体层121。
参照6，在透明导电层18上形成反射层19，以将光线反射至由衬底11射出。反射层19是金属反射层，其可以利用剥离(lift-off)技术而形成。反射层19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或磁控溅射法而形成。在一实施例中，此反射层19不覆盖导通孔13与边缘的衬底11。
参照图7，在反射层19上形成阻挡层20，以避免反射层19的材料发生迁移。阻挡层20是由金属材质形成。较佳的，阻挡层20可以覆盖至反射层19侧面，以完全包覆反射层19。
参照8，在阻挡层20上形成第一绝缘层14，第一绝缘层14可以覆盖部分第一半导体层121、发光层123、第二半导体层122、以及部分阻挡层20。第一绝缘层14具有在阻挡层20上具有第一开口143与第二开口144。第一开口143是位于导通孔13内，其用于露出第一半导体层121，第二开口144位于阻挡层20上，用于露出阻挡层20。
参照图9，在第一绝缘层14上形成第一连接电极21和第二连接电极22。第一连接电极21与第二连接电极22是间隔预设距离地设置在第一绝缘层14上，以隔离电性，所述预设距离是指图中两个阴影填充结构间的空白部分宽度，也就是图3中第一连接电极21与第二连接电极22的横向间隔距离。间隔距离较佳的是介于5~50微米。除了留出间隔距离的区域，第一连接电极21和第二连接电极22可以是几乎整面的覆盖在外延结构12上方。
第一连接电极21覆盖导通孔13与第一开口143，通过第一开口143而电连接第一半导体层121；第二连接电极22至少覆盖部分第二开口144，通过第二开口144而电连接第二半导体层122。导通孔13与第二连接电极22不会相互重叠。
参照图10，在第一连接电极21与第二连接电极22上形成第二绝缘层16。具体来说，第二绝缘层16覆盖第一连接电极21与第二连接电极22上方、并覆盖第一绝缘层14和衬底11。第二绝缘层16形成有第三开口163与第四开口164。第三开口163是位于第一连接电极21的上方，第四开口164是位于第二连接电极22的上方。在一实施例中，第四开口164的形状与第二连接电极22的形状相同或相似，以保证第四开口164的开口能够尽可能贴合第二连接电极22的边缘。
参照图11，在第二绝缘层16上形成第一焊盘31以及第二焊盘32。第一焊盘31与第二焊盘32是间隔一定距离地设置在第二绝缘层16上，第一焊盘31通过第三开口163电连接第一连接电极21，第二焊盘32通过第四开口164而电连接第二连接电极22。第一焊盘31与第二焊盘32是可以分别完全覆盖住第三开口163与第四开口164。
在一实施例中，如图12所示，相较于图1、图3所示的发光二极管10而言，图12所示的发光二极管70进一步包括延展电极212，外延结构12具有露出部分第一半导体层的台面，此延展电极212是靠近外延结构12的边缘设置，也就是在外延结构12的边缘设置环绕型的延展电极212，延展电极212是自第一绝缘部141的部分上表面向下延伸覆盖至台面处的第一半导体层121，起到电流扩展效果，提升发光二极管70的出光性能。延展电极212可以是由第一连接电极21延伸而形成，以增加电流扩展。
所述的发光二极管10、70的长度或者宽度介于500微米~2000微米之间，并且所述的长度与宽度之比介于1：1~2：1。
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。该发光装置可以是用于所有照明用的发光装置。
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普通室内照明、车用等领域。尤其是车用照明的领域，对发光二极管的可靠性要求更高。
综上所述，本发明提供一种发光二极管10，其通过第一绝缘部141和第二绝缘部142的设置，使得第一连接电极21与第二连接电极22的上表面齐平，进而保证第一焊盘31与第二焊盘32的上表面的高度位置相同，得到高高度一致性的发光二极管10。
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。
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 (15)

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，包括由下至上堆叠的第一半导体层、发光层以及第二半导体层；
导通孔，从所述第二半导体层的局部上表面向下延伸穿过所述发光层到所述第一半导体层；
第一绝缘层，覆盖在外延结构的上方以及外延结构的侧壁周围；
第一连接电极和第二连接电极，位于第一绝缘层上，分别电连接所述第一半导体层和第二半导体层；
第二绝缘层，位于所述第一连接电极和所述第二连接电极上，并且具有第三开口和第四开口；
第一焊盘，位于第二绝缘层上，通过所述第三开口而接触所述第一连接电极；
第二焊盘，位于第二绝缘层上，通过所述第四开口而接触所述第二连接电极；
所述的第一焊盘和第二焊盘也同时位于第一绝缘层上。
2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第一焊盘的边缘与所述第二焊盘的边缘均位于所述第二绝缘层的上表面，从所述发光二极管的上方朝向所述外延结构俯视，所述第一焊盘的边缘与所述第三开口的边缘之间具有一第四距离，所述第四距离介于5～20微米，所述第二焊盘的边缘与所述第四开口的边缘之间具有一第五距离，所述第五距离介于5～20微米。
3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第二焊盘的水平投影面积占所述第四开口的水平投影面积的比例大于100％小于等于110％；所述第一焊盘的水平投影面积占所述第三开口的水平投影面积的比例大于100％小于等于110％。
4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第一绝缘层的厚度为0.8微米～1.5微米。
5.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朝向所述外延结构俯视，所述的第一连接电极延伸至所述的导通孔的底部连接所述的第一半导体层，所述第二连接电极和第二焊盘都避开所述的导通孔。
6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第二焊盘的水平投影面积占所述第二连接电极的水平投影面积的比例大于等于90％且小于等于100％。
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朝向所述外延结构俯视，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距离，所述第二距离介于15～50微米。
8.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朝向所述外延结构俯视，所述第一连接电极与所述第二连接电极之间具有一第三距离，所述第三距离为10～30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反射层与阻挡层，所述反射层设置在所述第二半导体层上，所述阻挡层包覆所述反射层，所述反射层的水平投影面积占所述第二半导体层的水平投影面积的比例至少为80％。
10.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述的第一绝缘层包括第二开口，所述的第二连接电极通过第二开口而电连接第二半导体层。
11.根据权利要求10所述的发光二极管，其特征在于：从所述发光二极管的上方朝向所述外延结构俯视，所述的第二绝缘层的第四开口与所述的第一绝缘层的第二开口不重叠。
12.根据权利要求10所述的发光二极管，其特征在于：从所述发光二极管的上方朝向所述外延结构俯视，所述的第二焊盘不与所述的第一绝缘层的第二开口重叠。
13.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述的发光二极管的长度或者宽度介于500微米～2000微米之间，所述的发光二极管的长度与宽度之比介于1：1～2：1。
14.一种发光装置，其特征在于，采用如权利要求1～13中任一项所述的发光二极管。
15.根据权利要求14所述的发光装置，其特征在于：所述发光装置是用于照明用的发光装置。
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