CN116885071A - 发光二极管 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种发光二极管，该发光二极管包括外延结构、反射结构、连接电极、中间电极以及焊盘电极。其中，连接电极包括第一连接电极和第二连接电极，中间电极包括第一中间电极和第二中间电极，焊盘电极包括第一焊盘和第二焊盘。本申请通过在第一连接电极与第一焊盘之间设置第一中间电极，以及在第二连接电极与第二焊盘之间设置第二中间电极，利用中间电极提高焊盘电极与外部电极进行热压焊固晶过程中的稳定性，有效降低了现有技术中发光二极管在热压焊固晶过程中金锡合金与连接电极合金化导致发光二极管失效的风险。
Description
技术领域
本申请涉及半导体相关技术领域，尤其涉及一种发光二极管。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)具有成本低、光效率高、节能环保等优点，而被广泛应用于车载、背光、植物照明以及大功率照明灯领域。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之上。
目前的倒装LED芯片结构通常包括衬底和外延结构，以及设置在外延结构远离衬底的一侧的绝缘层和焊盘，以在为倒装LED芯片提供电流驱动的同时，使倒装LED芯片能够从衬底的一侧出光。传统的LED芯片为非平坦化设计，因表面焊盘大面积与绝缘层接触，在后续封装固晶的过程中，容易出现因封装基板翘曲而导致的表面焊盘与绝缘层断裂或分离的异常，进而导致不同极性的金属层相互连接而出现局部短路的异常。现有技术的解决方案是将位于LED芯片表面的焊盘平坦化，即通过在绝缘层的预设位置设置通孔，P焊盘和N焊盘分别位于不同的通孔内，并使P焊盘与外延结构的P型层电连接，N焊盘与外延结构的N型层电连接，但在后续封装固晶过程中，焊盘表面的金锡合金也会沿焊盘的边缘进入LED芯片内部，导致LED芯片失效的情况发生，尤其是采用热压焊的方式进行固晶的过程中。
因此，如何提供一种发光二极管，可以改进现有倒装LED芯片的结构，在实现倒装LED芯片表面焊盘平坦化的同时，提高倒装LED芯片在后续封装固晶的稳定性，已成为本领域技术人员研究发光二极管的重点。
发明内容
本申请的目的是提供一种发光二极管，其能够在实现倒装LED芯片表面焊盘平坦化的同时，进一步提高倒装LED芯片在封装固晶过程中的稳定性。
第一方面，本申请实施例提供一种发光二极管，其包括：
外延结构，包括依次层叠的第一半导体层、有源层和第二半导体层；
连接电极，设置在所述外延结构上，包括间隔设置的第一连接电极和第二连接电极，所述第一连接电极与所述第一半导体层电连接，所述第二连接电极与第二半导体层电连接；
焊盘电极，设置在所述连接电极上，包括间隔设置的第一焊盘和第二焊盘；
中间电极，包括间隔设置的第一中间电极和第二中间电极，所述第一中间电极设置在所述第一连接电极上，所述第一焊盘通过所述第一中间电极与所述第一连接电极形成电连接，所述第二中间电极设置在所述第二连接电极上，所述第二焊盘通过所述第二中间电极与所述第二连接电极形成电连接。
第二方面，本申请还提供一种发光二极管，其包括：
外延结构，包括依次层叠的第一半导体层、有源层和第二半导体层；
连接电极，设置在所述外延结构上，包括间隔设置的第一连接电极和第二连接电极，所述第一连接电极与所述第一半导体层电连接，所述第二连接电极与第二半导体层电连接；
第二绝缘层，设置在所述连接电极上，包括显露第一连接电极部分表面的第三开口和显露第二连接电极部分表面的第四开口；
中间电极，包括间隔设置的第一中间电极和第二中间电极，所述第一中间电极设置在所述第三开口内，并延伸至所述第三开口的边缘；所述第二中间电极设置在所述第四开口内，并延伸至所述第四开口的边缘；
焊盘电极，设置在所述中间电极上，包括间隔设置的第一焊盘和第二焊盘；所述第一焊盘部分覆盖所述第一中间电极，并与所述第三开口的把边缘相间隔，所述第二焊盘部分覆盖所述第二中间电极，并与至所述第四开口的边缘相间隔。
第三方面，本申请还提供一种发光二极管，其包括：
外延结构，包括依次层叠的第一半导体层、有源层和第二半导体层；
连接电极，设置在所述外延结构上，包括间隔设置的第一连接电极和第二连接电极，所述第一连接电极与所述第一半导体层电连接，所述第二连接电极与第二半导体层电连接；
第二绝缘层，设置在所述连接电极上，包括显露第一连接电极部分表面的第三开口和显露第二连接电极部分表面的第四开口；
中间电极，包括间隔设置的第一中间电极和第二中间电极，所述第一中间电极设置在所述第三开口内，并与所述第三开口的边缘相间隔；所述第二中间电极设置在所述第四开口内，并与所述第四开口的边缘相间隔；
焊盘电极，设置在所述第二绝缘层上，包括间隔设置的第一焊盘和第二焊盘；所述第一焊盘包括与所述第一中间电极接触的第一部分，延伸覆盖至所述第二绝缘层的表面的第二部分，以及位于所述第一中间电极与所述第三开口边缘之间的间隙的第三部分；所述第二焊盘包括与所述第二中间电极接触的第一部分，延伸覆盖至所述第二绝缘层的表面的第二部分，以及位于所述第二中间电极与所述第四开口边缘之间的间隙的第三部分。
与现有技术相比，本申请的有益效果至少如下：
本申请提供了一种发光二极管，该发光二极管包括外延结构、反射结构、连接电极、中间电极以及焊盘电极。其中，连接电极包括第一连接电极和第二连接电极，中间电极包括第一中间电极和第二中间电极，焊盘电极包括第一焊盘和第二焊盘。本申请通过在第一连接电极与第一焊盘之间设置第一中间电极，以及在第二连接电极与第二焊盘之间设置第二中间电极，利用中间电极提高焊盘电极与外部电极进行热压焊固晶过程中的稳定性，有效降低发光二极管在热压焊固晶过程中所导致的失效风险。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为根据本申请实施例示出的一种发光二极管的剖面结构示意图。
图2为图1中区域A1的局部放大图。
图3为图1中区域A2的局部放大图。
图4为根据本申请另一实施例示出的一种发光二极管的剖面结构示意图。
图5为图4中区域B1的局部放大图。
图6为图4中区域B2的局部放大图。
图7为根据本申请实施例示出的一种焊盘电极的俯视结构示意图。
图示说明：
100衬底；210第一半导体层；220有源层；230第二半导体层；200a导通孔；300透明导电层；410金属阻挡层；420金属反射层；510第一连接电极；520第二连接电极；610第一焊盘；620第二焊盘；710第一中间电极；720第二中间电极；810第一绝缘层；820第二绝缘层；830第三绝缘层；OP1第一开口；OP2第二开口；OP3第三开口；OP4第四开口。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本申请的实施方式，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申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或营业，本申请中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，术语“第一”和“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
根据本申请的一个方面，提供了一种发光二极管。参见图1，该发光二极管包括衬底100，所述衬底100上设有外延结构，所述外延结构包括自下而上依次层叠的第一半导体层210、有源层220和第二半导体层230。另外，外延结构上还形成有透明导电层300、用于对所述外延结构的出射光进行反射的反射结构、用于将载流子注入到外延结构的连接电极、以及与外部电极保持电连接的焊盘电极。
所述连接电极设置在所述外延结构上，包括间隔设置的第一连接电极510和第二连接电极520，所述第一连接电极510与所述第一半导体层210电连接，所述第二连接电极520与第二半导体层230电连接。所述焊盘电极设置在所述连接电极上，包括间隔设置的第一焊盘610和第二焊盘620，所述第一焊盘610与所述第一连接电极510电连接，所述第二焊盘620与所述第二连接电极520电连接。其中，连接电极和焊盘电极之间还设有中间电极，所述中间电极包括间隔设置的第一中间电极710和第二中间电极720，所述第一中间电极710设置在所述第一连接电极510上，所述第一焊盘610通过所述第一中间电极710与第一连接电极510形成电连接，所述第二中间电极720设置在所述第二连接电极520上，所述第二焊盘620通过和第二中间电极720与第二连接电极520形成电连接。
本申请通过在第一连接电极510与第一焊盘610之间设置第一中间电极710，以及在第二连接电极520与第二焊盘620之间设置第二中间电极720，以提高焊盘电极与连接电极之间的接触稳定性，避免了后续焊盘电极在与外部电极进行热压焊固晶焊接过程中因焊盘电极与连接电极直接接触而出现的合金化的现象，而焊盘电极与连接电极之间的合金化会导致的发光二极管发生失效。中间电极能够使焊盘电极与外部电极进行热压焊固晶焊接过程中保持稳定，避免与连接电极合金化。也就是说，通过在焊盘电极与连接电极之间设置中间电极，减小或直接避免焊盘电极与连接电极之间的直接接触，可以有效降低发光二极管在热压焊固晶焊接过程中所导致的失效风险。
在一种实施方式中，衬底100作为外延结构的生长基底，可以使用具有优异导热性能的导电材料或者绝缘材料或者透光材料制成，例如是蓝宝石衬底、碳化硅衬底、氮化镓衬底、氧化锌衬底、硅衬底、砷化镓衬底或磷化镓衬底中的任意一种，其中，蓝宝石衬底是作为外延结构生长的优选衬底材料。衬底100靠近外延结构一侧的表面被设置为图案化的非平坦面，包括多个间隔设置的凸起，凸起的形状包括不限于锥形，以提高外延结构与衬底100之间的接触面积，降低发光二极管自衬底100一侧出光的损耗，提高的发光二极管出光效率。
在一种实施方式中，外延结构具有光学特性和电学特性，可以在正向电压或电流的驱动下发出预设波长或出射角度的光，具体可以采用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)等方法形成。
第一半导体层210、有源层220和第二半导体层230包括Ⅲ族氮化镓系列的化合物半导体，例如，GaN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN这些材料组份中的至少一种。其中，第一半导体层210和第二半导体层230具有不同的导电类型。
在一实施例中，第一半导体层210被设置为掺杂了N型掺杂物的半导体层，例如，Si、Ge、Se、Te、C等用于提供电子的掺杂物，第二半导体层230被设置为掺杂了P型掺杂物的半导体层，例如Mg、Zn、Be、Ca、Sr、Ba等用于提供空穴的掺杂物。有源层220可以是势阱层和势垒层交替层叠所组成的多重量子阱结构(MQW)，例如InGaN/GaN结构，也可以是单量子阱结构(SQW)，可以是中性半导体层，也可以是P型或N型电性半导体层。通过将有源层220设置在第一半导体层210和第二半导体层230之间，可以使第一半导体层210所提供的电子和第二半导体层230所提供的空穴在外部电流或电压的驱动下于有源层220内复合，将电能转换为光能，输出恒定波长的光。根据组成有源层220材料的不同，有源层220可以输出不同波长范围，例如，输出波长范围介于610nm～650nm之间的红光，或是波长范围介于530nm～570nm之间的黄光，或是波长范围介于400nm及490nm之间的蓝光、深蓝光，或是波长范围介于490nm～550nm之间的绿光，以及波长范围介于250nm～400nm之间的紫外光。
在一实施例中，外延结构还包括多个导通孔200a，导通孔200a自第二半导体层230表面的预设位置贯穿第二半导体层230和有源层220，并延伸至第一半导体层210的内部，显露出第一半导体层210的部分表面，为后续连接电极与第一半导体层210直接接触形成电连接提供导电通道。在一种实施方式中，导通孔200a的形状包括但不限于是圆形、椭圆形或长方形、六边形等多边形，可以以均匀或非均匀的间距分布在外延结构上。例如，导通孔200a的形状包括圆形和带有弧角的方形，其中，将带有弧角的方形导通孔200a设置在靠近第一焊盘610或第二焊盘620的一侧，并将其余导通孔200a均设置为圆形。通过将导通孔200a设置为不同形状，可以在后续工艺制程过程中根据导通孔200a的形状和设置位置对发光二极管的电极属性进行快速区分。
需要说明的是，导通孔200a的在外延结构上的具体设置数量和分布方式，可以依据发光二极管的尺寸灵活设置，发光二极管的尺寸越大，对应需要设置的导通孔200a的数量也就越多，以满足发光二极管的电压需求，而多个间隔设置的导通孔200a能够提高电流在第一半导体层210内的扩展能力，又能够起到提高发光二极管的发光效率的效果。
此外，在衬底100上形成外延结构之前，还包括在衬底100上预先形成一缓冲结构(图示未示出)，以进一步改善衬底100与外延结构之间因晶格不匹配而导致的晶格缺陷问题，提高外延结构的外延质量。缓冲结构可以是单层结构，也可以是多层结构，可以采用氮化镓(GaN)系列的材料制成，也可以采用氮化铝(AlN)系列的材料制成，可以通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)、分子束外延(MBE)或物理气相沉积(PVD)来形成，也可以采用物理气相沉积(PVD)包括溅镀(sputter)法(例如反应性溅镀法)，或蒸镀法(例如反应性溅镀法，电子束蒸镀法或热蒸镀法)来形成。
在一种实施方式中，第二半导体层230形成有透明导电层300，所述透明导电层300具有优异的光透过性，可以通过物理气相沉积或化学气相沉积的方法形成，包括但不限于采用氧化铟锡、氧化锌铟锡、氧化锌锡、氧化镓铟锡、氧化铟镓、氟掺杂氧化锡、铝掺杂氧化锌，以降低外延结构出射的光在穿过透明导电层300时的能量损失。
所述透明导电层300与第二半导体层230之间具有较低的接触电阻，能够与第二半导体层230形成欧姆接触，进而使外部注入的电流能够快速通过透明导电层300沿水平方向分散传递到与之接触的第二半导体层230的表面。具体地，透明导电层300与第二半导体层230的边缘以及导通孔200a的边缘均保持预设间距，并显露出导通孔200a、外延结构的侧边以及第一半导体层210的部分表面，避免第一半导体层210与第二半导体层230通过透明导电层300直接连接而导致短路的情况发生。也就是说，在垂直于外延结构叠层的方向上，透明导电层300的投影位于第二半导体层230的投影面内，且与第二半导体层230投影面积的比值范围介于80％～95％之间，几乎整面覆盖第二半导体层230。增大透明导电层300与第二半导体层230的接触面积，能够将外部注入的电流更加均匀的传递到整个第二半导体层230，可以起到降低电压降的效果。
较佳地，透明导电层300可以是单层或多层结构，当透明导电层300包括多个副层时，透明导电层300可以作为布拉格发射(DBR)结构。
在一种实施方式中，透明导电层300上设置有反射结构，反射结构包括金属反射层420和金属阻挡层410。所述金属反射层420包括但不限于采用Ag、Al、Ti、W、Ni等具有高光反射属性的金属中的一种或多种的组合，优选采用金属银作为金属反射层420，以使金属反射层420的光反射率能够高达90％以上。金属阻挡层410包括但不限于采用Cr、Ti、Ni、Au、Al、Pt等具有阻挡离子迁移扩散属性的金属中的一种或多种的组合。
金属反射层420设置在透明导电层300上，与透明导电层300直接接触形成电连接，起到光反射的作用，能够进一步提高发光二极管的光提取效率。所述金属阻挡层410设置在金属反射层420上，并包覆金属反射层420的边缘，能够阻挡金属反射层420内的金属原子迁移，避免金属反射层420因表面氧化而导致出现反射率劣化的问题。
具体地，反射结构与透明导电层300的边缘同样保持着预设间距，以显露出导通孔200a、外延结构的侧边以及第一半导体层210的部分表面，避免第一半导体层210与第二半导体层230通过反射结构直接连接而导致短路的情况发生。也就是说，在垂直于外延结构叠层的方向上，反射结构的投影位于透明导电层300的投影面以内。
当使用银金属作为金属反射层420材料并通电时，金属反射层420会因受热或通电等因素的影响而发生金属原子迁移，导致局部漏电或发光二极管的失效。而银金属作为金属反射层420也容易受到水汽的侵蚀而氧化，引起金属反射层420的反射率劣化。因此，需要设置包覆金属反射层420表面和边缘的金属阻挡层410，以对金属反射层420形成保护。也就是说，通过金属反射层420和金属阻挡层410形成的导电结合，既能够有效防止银离子扩散，还能够利用银金属的高反射率，提高发光二极管的出光率。
在一种实施方式中，透明导电层300与金属反射层420之间还设有第三绝缘层830。在一实施例中，第三绝缘层830的形成材料可以包括SiO2、SiN、SiOxNy、TiO2、Si3N4、Al2O3、TiN、AlN、ZrO2、TiAlN、TiSiN、HfO、TaO2和MgF2中的一种或多种的组合。所述第三绝缘层830覆盖透明导电层300表面，并延伸覆盖外延结构的和导通孔200a的侧边。其中，第三绝缘层830在与透明导电层300接触面的上方还设有多个不连续的开口，开口显露出透明导电层300的部分表面，以使金属反射层420能够通过该开口与透明导电层300相接触而形成电连接。
较佳地，第三绝缘层830的开口形状可以是圆形或多边形的形状，也可以以平行并列或交叉交替的形式分布，并通过光刻、刻蚀的方式将所述第三绝缘层830图案化形成。而第三绝缘层830可以由多膜层结构组成，例如，通过物理气相沉积法或化学气相沉积法将具有不同折射率的介质层材料交替堆叠形成布拉格反射(DBR)结构，并与透明导电层300结合构成全反射镜(ODR)结构，提高发光二极管的光提取效率。
在一种实施方式中，连接电极和外延结构之间还设有第一绝缘层810，所述第一绝缘层810通过蒸镀法或溅射法形成于反射结构上，并延伸覆盖第三绝缘层830。在一实施例中，第一绝缘层810的材料包含非导电材料。非导电材料又包含有机材料、无机材料或是介电材料。有机材料包含Su8、苯并环丁烯(BCB)、过氟环丁烷(PFCB)、环氧树脂(Epoxy)、丙烯酸树脂(Acrylic Resin)、环烯烃聚合物(COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚醚酰亚胺(Poly etherimide)或氟碳聚合物(FluorocarbonPolymer)。无机材料包含硅胶(Silicone)或玻璃(Glass)。介电材料包含氧化铝(Al2O3)、氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)、氧化钛(TiOx)、或氟化镁(MgFx)。在一实施例中，第一绝缘层810包含单层或多层。在一实施例中，第一绝缘层810可以为布拉格反射镜(DBR)结构。具体而言，第二绝缘结构可以由一SiOx副层及一TiOx副层互相交叠形成。
其中，第一绝缘层810还包括一个或多个第一开口OP1，且所述第一开口OP1与导通孔200a之间一一对应，并同心设置，以暴露出第一半导体层210的部分表面，为后续形成的第一连接电极510与第一半导体层210电连接提供通道，以及一个或多个第二开口OP2，以显露出金属阻挡层410的部分表面，为后续形成的第二连接电极520与第二半导体层230电连接提供通道。第一开口OP1和第二开口OP2具有不同的开口尺寸和数量。例如，第一开口OP1和第二开口OP2的开口形状包括圆形、椭圆形、矩形、多边形或不规则形。
较佳地，在垂直于外延结构叠层方向的平面上，第一开口OP1的投影位于导通孔200a的投影面内。也就是说，导通孔200a的开口面积需大于第一开口OP1的开口面积，进而使后续形成的第一连接电极510仅与导通孔200a底部的第一半导体层210形成电连接，而与其他导电层通过第一绝缘层810相互电隔绝，其他导电层包括第二半导体层230、透明导电层300和反射结构。
在一种实施方式中，连接电极形成于第一绝缘层810上，其中，第二连接电极520形成于第二开口OP2内，与金属阻挡层410直接接触，以使第二连接电极520与第二半导体层230形成电连接。第一连接电极510环绕设置在第二连接电极520的周侧，并延伸覆盖第一开口OP1，与第一半导体层210直接接触形成电连接，并与第二连接电极520电绝缘。在一实施例中，连接电极可以是单层或叠层结构，包括Au、Ti、Ni、Al、Ag、Gr、Pt等具有导电性的金属材料或合金材料。
较佳地，第一连接电极510与第二连接电极520之间的最小间距范围不低于20μm。
在一种实施方式中，连接电极形成之后，还包括在连接电极上形成第二绝缘层820，所述第二绝缘层820覆盖连接电极，并延伸覆盖外延结构的边缘和部分衬底100的表面。在一实施例中，第二绝缘层820与第一绝缘层810的材料和制备工艺可以相同，也可以不同，也就是说，第二绝缘层820同样可以通过蒸镀法或溅射法形成，包括采用有机材料、无机材料或是介电材料等非导电材料制成，具体材料在此不做赘述。在一实施例中，第二绝缘层820包含单层或多层，且当第二绝缘层820包含多层时，第二绝缘层820可以形成布拉格反射镜(DBR)结构。
其中，第二绝缘层820还包括一第三开口OP3和一第四开口OP4，所述第三开口OP3显露出第一连接电极510的部分表面，为后续形成的第一焊盘610与第一连接电极510电连接提供通道，所述第四开口OP4显露出第二连接电极520的部分表面，为后续形成的第二焊盘620与第二连接电极520电连接提供通道。
在一种实施方式中，中间电极形成在连接电极上，而焊盘电极形成于中间电极上。其中，第一中间电极710形成于第三开口OP3内，与第一连接电极510直接接触，并与第三开口OP3的边缘保持预设间距；第二中间电极720形成于第四开口OP4内，与第二连接电极520直接接触，并与第四开口OP4的边缘保持预设间距。通过在焊盘电极与连接电极之间设置中间电极，使中间电极能够与连接电极相接触形成稳定界面，改善连接电极与后续形成的焊盘电极之间的界面结合强度，同时，也能够防止后续焊盘与外部电极热压焊固晶焊接过程中焊料或金锡合金扩散至反射结构中，破坏反射结构的反射率。
较佳地，中间电极具有优异的导电性，其可以包括选择除Au、Cu以外的其他金属的材料，例如Co、Fe、Ni、Ti、W、Zr、Mo、Ta、Al、Ag、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru或Os等具有导电性的金属材料，可以是上述材料的单层、多层或合金，优选采用包含Ni或Pt的合金材料。焊盘电极可以包括Co、Fe、Ni、Ti、Cu、Au、W、Zr、Mo、Ta、Al、Ag、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru或Os等具有导电性的金属材料，可以是上述材料的单层、多层或合金，优选采用包含Ni或Au的合金材料。
在一实施例中，参见图1～图3，中间电极形成于第三开口OP3和第四开口OP4内，并与第二绝缘层820保持同一厚度。焊盘电极在形成的过程中，第一焊盘610包括与第一中间电极710接触的第一部分，延伸覆盖至第二绝缘层820表面的第二部分，以及位于第一中间电极710与第三开口OP3之间的间隙的第三部分，第二焊盘620同样包括与第二中间电极720接触的第一部分，延伸覆盖至第二绝缘层820的表面的第二部分，以及位于第二中间电极720与第四开口OP4之间的间隙的第三部分，也就是说，在垂直于所述外延结构叠层方向的平面上，第三开口OP3的投影位于第一焊盘610的投影面内，第四开口OP4的投影位于第二焊盘620的投影面内，进一步增大焊盘的在发光二极管上的覆盖面积，同时，也能够保持第一焊盘610和第二焊盘620表面的平坦化，降低由第三开口OP3和第四开口OP4高低差而带来的孔洞率。需要说明的是，此处中间电极与第二绝缘层820保持同一厚度仅表明第二绝缘层820的上表面与中间电极的上表面之间不存在明显的高度差，而不是对第二绝缘层和中间电极厚度的绝对限定。
较佳地，第一中间电极710的边缘与第三开口OP3的边缘预设间距D1，以及第二中间电极720的边缘与第四开口OP4的边缘预设间距范围D1应不超过2μm，以减小形成在连接电极上焊盘电极的表面孔洞率。而焊盘电极不仅覆盖连接电极，还延伸覆盖部分第二绝缘层820，即，第一焊盘610和第二焊盘620的边缘均位于第二绝缘层820上，且第一焊盘610的边缘与第三开口OP3的边缘之间的间距距离D2，以及第二焊盘620的边缘与第四开口OP4的边缘的之间的间距距离D2应不低于4μm。通过将焊盘电极的边缘设置为覆盖在第二绝缘层820上，使第一焊盘610将第一中间电极710与第三开口OP3之间的间隙填充，以及第二焊盘620将第二中间电极720与第四开口OP4之间的间隙填充，能够有效提高焊盘电极在与外部电极进行热压焊固晶焊接过程中的稳定性，避免了焊盘电极在热压焊固晶过程中金锡合金通过第三开口OP3或第四开口OP4的边缘与连接电极相接触而产生合金化，进而避免了发光二极管失效的情况发生。
在另一实施例中，参见图4～图6，中间电极为形成在连接电极上的均匀薄层，其在连接电极上的厚度明显小于第二绝缘层820。其中，第一中间电极710位于第三开口OP3内，并延伸至第三开口OP3的边缘，完全覆盖第三开口OP3底部显露的第一连接电极510，第二中间电极720位于第四开口OP4内，并延伸至第四开口OP4的边缘，完全覆盖第四开口OP4的底部显露的第二连接电极520。第一焊盘610形成于第一中间电极710上，仅覆盖部分第一中间电极710的表面，第二焊盘620形成于第二中间电极720上，仅覆盖部分第二中间电极720的表面。也就是说，第一焊盘610的边缘与第三开口OP3的边缘保持预设间距范围D3，以在保持焊盘电极表面平坦化的同时，提高焊盘电极在与外部电极进行热压焊固晶焊接过程中的稳定性，进而避免了焊盘电极在固晶过程中，金锡合金自第一焊盘610的边缘与第一连接电极510接触导致合金化，或自第二焊盘620的边缘与第二连接电极520接触导致合金化，避免了由此引起的发光二极管失效的情况发生。
较佳地，可以通过均匀溅射工艺于第三开口OP3内形成第一中间电极710，以及于第四开口OP4内形成第二中间电极720。采用控制溅射工艺，并控制靶材溅射的角度，于第三开口OP3和第四开口OP4内形成Ti、W、Zr、Mo、Pt或Pd等金属单层、多层或多种金属组成的合金层，可以进一步增大第一中间电极710在第三开口OP3内的覆盖面积，以及第二中间电极720在第四开口OP4内的覆盖面积。
较佳地，第一中间电极710远离第三开口OP3边缘处的厚度范围介于之间，第二中间电极720远离第四开口OP4边缘处的厚度范围介于/>之间。
需要说明的是，第一中间电极710和第二中间电极720的形状包括矩形或不规则的梳齿形，可以相同，也可以不同，本申请不做具体限定。在一实施例中，将第一中间电极710的形状设置为矩形，第二中间电极720的形状被设置为梳齿形，且第一中间电极710在外延结构上的竖直投影面积大于第二中间电极720的投影面积。同理，第一焊盘610和第二焊盘620的形状同样可以包括矩形或不规则的梳齿形，在一实施例中，参见图7，将第一焊盘610的形状设置为矩形，第二焊盘620的形状被设置为梳齿形，以便于根据焊盘电极的形状对第一焊盘610和第二焊盘620进行区分，且第一中间电极710在外延结构上的竖直投影面积大于第二中间电极720在外延结构上的投影面积。
本申请提供了一种发光二极管，该发光二极管包括外延结构、反射结构、连接电极、中间电极以及焊盘电极。其中，连接电极包括第一连接电极510和第二连接电极520，中间电极包括第一中间电极710和第二中间电极720，焊盘电极包括第一焊盘610和第二焊盘620。本申请通过在第一连接电极510与第一焊盘610之间设置第一中间电极710，以及在第二连接电极520与第二焊盘620之间设置第二中间电极720，利用中间电极提高焊盘电极与外部电极进行热压焊固晶过程中的稳定，有效降低发光二极管在热压焊固晶过程中所导致的失效风险，避免了现有技术中因焊盘电极在固晶过程中金锡合金与连接电极直接接触，导致金锡合金与连接电极出现的合金化的现象。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。
Claims (20)
1.一种发光二极管，其特征在于，包括：
外延结构，包括依次层叠的第一半导体层、有源层和第二半导体层；
连接电极，设置在所述外延结构上，包括间隔设置的第一连接电极和第二连接电极，所述第一连接电极与所述第一半导体层电连接，所述第二连接电极与第二半导体层电连接；
焊盘电极，设置在所述连接电极上，包括间隔设置的第一焊盘和第二焊盘；
中间电极，包括间隔设置的第一中间电极和第二中间电极，所述第一中间电极设置在所述第一连接电极上，所述第一焊盘覆盖第一中间电极的表面，并通过所述第一中间电极与所述第一连接电极形成电连接；所述第二中间电极设置在所述第二连接电极上，所述第二焊盘覆盖第二中间电极的表面，并通过所述第二中间电极与所述第二连接电极形成电连接。
2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述连接电极上设有第二绝缘层，所述第二绝缘层包括显露第一连接电极部分表面的第三开口和显露第二连接电极部分表面的第四开口，所述第一中间电极形成于所述第三开口内，所述第二中间电极形成于所述第四开口内。
3.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述中间电极在所述连接电极上的厚度小于所述第二绝缘层在所述连接电极上的厚度。
4.根据权利要求3所述的发光二极管，其特征在于，所述第一中间电极位于所述第三开口内，并延伸至所述第三开口的边缘；所述第二中间电极位于所述第四开口内，并延伸至所述第四开口的边缘。
5.根据权利要求4所述的发光二极管，其特征在于，所述第一中间电极远离所述第三开口边缘处的厚度范围介于之间；所述第二中间电极远离所述第四开口边缘处的厚度范围介于/>之间。
6.根据权利要求4所述的发光二极管，其特征在于，所述第一焊盘设置在所述第三开口内，覆盖部分所述第一中间电极，所述第二焊盘设置在所述第四开口内，覆盖部分所述第二中间电极，在垂直于所述外延结构叠层方向的平面上，所述第一焊盘的投影位于所述第一中间电极的投影面内，所述第二焊盘的投影位于所述第二中间电极的投影面内。
7.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述连接电极的上表面与所述第二绝缘层的上表面位于同一水平高度。
8.根据权利要求7所述的发光二极管，其特征在于，所述第一中间电极位于所述第三开口内，并与所述第三开口的边缘相间隔；所述第二中间电极位于所述第四开口内，并与所述第四开口的边缘相间隔。
9.根据权利要求8所述的发光二极管，其特征在于，所述第一中间电极与所述第三开口的边缘的最小距离范围不大于2μm，所述第二中间电极与所述第四开口的边缘的最小距离范围不大于2μm。
10.根据权利要求8所述的发光二极管，其特征在于，所述第一焊盘包括与所述第一中间电极接触的第一部分，延伸覆盖至所述第二绝缘层的表面的第二部分，以及位于所述第一中间电极与所述第三开口边缘之间的间隙的第三部分；所述第二焊盘包括与所述第二中间电极接触的第一部分，延伸覆盖至所述第二绝缘层的表面的第二部分，以及位于所述第二中间电极与所述第四开口边缘之间的间隙的第三部分。
11.根据权利要求10所述的发光二极管，其特征在于，所述第一焊盘边缘距离所述第三开口边缘的最小距离范围不低于4μm，所述第二焊盘边缘距离所述第四开口边缘的最小距离范围不低于4μm。
12.一种发光二极管，其特征在于，包括：
外延结构，包括依次层叠的第一半导体层、有源层和第二半导体层；
连接电极，设置在所述外延结构上，包括间隔设置的第一连接电极和第二连接电极，所述第一连接电极与所述第一半导体层电连接，所述第二连接电极与第二半导体层电连接；
第二绝缘层，设置在所述连接电极上，包括显露第一连接电极部分表面的第三开口和显露第二连接电极部分表面的第四开口；
中间电极，包括间隔设置的第一中间电极和第二中间电极，所述第一中间电极设置在所述第三开口内，并延伸至所述第三开口的边缘；所述第二中间电极设置在所述第四开口内，并延伸至所述第四开口的边缘；
焊盘电极，设置在所述中间电极上，包括间隔设置的第一焊盘和第二焊盘；所述第一焊盘部分覆盖所述第一中间电极，并与所述第三开口的缘相间隔，所述第二焊盘部分覆盖所述第二中间电极，并与所述第四开口的边缘相间隔。
13.根据权利要求12所述的发光二极管，其特征在于，所述连接电极的上表面与所述第二绝缘层的上表面位于同一水平高度。
14.一种发光二极管，其特征在于，包括：
外延结构，包括依次层叠的第一半导体层、有源层和第二半导体层；
连接电极，设置在所述外延结构上，包括间隔设置的第一连接电极和第二连接电极，所述第一连接电极与所述第一半导体层电连接，所述第二连接电极与第二半导体层电连接；
第二绝缘层，设置在所述连接电极上，包括显露第一连接电极部分表面的第三开口和显露第二连接电极部分表面的第四开口；
中间电极，包括间隔设置的第一中间电极和第二中间电极，所述第一中间电极设置在所述第三开口内，并与所述第三开口的边缘相间隔；所述第二中间电极设置在所述第四开口内，并与所述第四开口的边缘相间隔；
焊盘电极，设置在所述第二绝缘层上，包括间隔设置的第一焊盘和第二焊盘；所述第一焊盘包括与所述第一中间电极接触的第一部分，延伸覆盖至所述第二绝缘层的表面的第二部分，以及位于所述第一中间电极与所述第三开口边缘之间的间隙的第三部分；所述第二焊盘包括与所述第二中间电极接触的第一部分，延伸覆盖至所述第二绝缘层的表面的第二部分，以及位于所述第二中间电极与所述第四开口边缘之间的间隙的第三部分。
15.根据权利要求14所述的发光二极管，其特征在于，所述中间电极在所述连接电极上的厚度小于所述第二绝缘层在所述连接电极上的厚度。
16.根据权利要求14～15任意一项所述的发光二极管，其特征在于，所述中间电极采用导电性的金属材料组成，包括Ti、W、Zr、Mo、Pt或Pd。
17.根据权利要求1～15任意一项所述的发光二极管，其特征在于，所述焊盘电极采用导电性的金属材料组成，包括Co、Fe、Ni、Ti、Cu、Au、W、Zr、Mo、Ta、Al、Ag、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru或Os。
18.根据权利要求1～15任意一项所述的发光二极管，其特征在于，还包括反射结构，所述反射结构位于所述第二半导体层上，所述连接电极位于所述反射结构上。
19.根据权利要求18所述的发光二极管，其特征在于，所述反射结构包括金属反射层和金属阻挡层，所述金属反射层设置在所述第二半导体层上，所述金属阻挡层设置在所述金属反射层上，并包覆所述金属反射层。
20.根据权利要求18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反射结构与连接电极之间，包覆所述反射结构，并延伸覆盖所述外延结构边缘的侧壁面。
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