CN117276443A - 发光二极管及其制造方法 - Google Patents

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CN117276443A CN202311231021.XA CN202311231021A CN117276443A CN 117276443 A CN117276443 A CN 117276443A CN 202311231021 A CN202311231021 A CN 202311231021A CN 117276443 A CN117276443 A CN 117276443A
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郑培峰
张栋
许娜梅
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Xiamen Silan Advanced Compound Semiconductor Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种发光二极管及其制造方法，发光二极管包括：衬底，所述衬底的第一表面形成有第一电极；键合结构，位于所述衬底的与所述第一表面相背的第二表面；反射镜结构，位于所述键合结构上；外延层，位于所述反射镜结构上，所述外延层包括自下向上依次堆叠的第一半导体层、有源层和第二半导体层，所述第一半导体层与所述第二半导体层的掺杂类型相反，所述第二半导体层包括第二电流扩展层；透明导电氧化物结构，位于所述第二电流扩展层中；第二电极，位于所述第二电流扩展层的边缘且远离所述透明导电氧化物结构，所述第二电极为透明电极。本发明的技术方案使得发光二极管的光电效率得到明显提高。

Description

发光二极管及其制造方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种发光二极管及其制造方法。
背景技术
四元系AlGalnP材料具有直接宽带隙，本征发光波长范围在560nm～680nm之间，是红光光谱中首选的半导体材料，因此广泛应用于LED(light emitting diode，发光二极管)、半导体激光器和光电探测器等领域。大功率四元系AlGalnP红光高亮度发光二极管的光电效率与外量子效率EQE(External Quantum Efficiency)强相关，光电效率较低的一重要原因是内量子效率IQE(Internal Quantum Efficiency)，内量子效率主要受制于外延层与有源层材料的匹配，通常AlGaInP材料的IQE在80％～95％范围内，另一重要原因是光萃取效率LEE(Light Extraction Efficiency)，光萃取效率是光电效率的重要组成部分，表现为有源层发射的光经过外延层、衬底、电极后的损耗程度。
整面的有源层沿N型半导体层方向出射的光很大一部分被各外延层、电极等吸收，从而影响出光。同时，P型半导体层一侧的电流扩展的程度与电流扩展孔数目呈正相关，但过多的电流扩展孔数目会减少反射镜的面积，使得沿P型半导体层一侧方向出射光的损耗增加。在LEE的各类影响因素中，N型半导体层一侧的电极吸收了绝大部分的光；近年来，对电极图案、电极材料以及电极与电流扩展孔的位置匹配关系的研究层出不穷，但仍然不能避免电极吸光这一本征现象。
因此，如何提高发光二极管的光电效率是亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发光二极管及其制造方法，使得发光二极管的光电效率得到明显提高。
为实现上述目的，本发明提供了一种发光二极管，包括：
衬底，所述衬底的第一表面形成有第一电极；
键合结构，位于所述衬底的与所述第一表面相背的第二表面；
反射镜结构，位于所述键合结构上；
外延层，位于所述反射镜结构上，所述外延层包括自下向上依次堆叠的第一半导体层、有源层和第二半导体层，所述第一半导体层与所述第二半导体层的掺杂类型相反，所述第二半导体层包括第二电流扩展层；
透明导电氧化物结构，位于所述第二电流扩展层中；
第二电极，位于所述第二电流扩展层的边缘且远离所述透明导电氧化物结构，所述第二电极为透明电极。
可选地，所述第二电流扩展层包括依次堆叠的第一子层和第二子层，所述第一子层中形成有凹槽，所述透明导电氧化物结构位于所述凹槽中，所述第二子层覆盖所述透明导电氧化物结构和部分所述第一子层，所述第二电极位于所述第二子层的边缘的所述第一子层上且远离所述透明导电氧化物结构，所述透明导电氧化物结构和所述第二电极均与所述第一子层形成肖特基接触。
可选地，所述凹槽的侧壁与所述凹槽的底壁之间的锐角夹角为45°～75°。
可选地，所述凹槽外围的第一子层的厚度为500nm～1500nm，所述凹槽外围的第一子层上的所述第二子层的厚度为1μm～2μm，所述凹槽的深度为250nm～750nm，所述透明导电氧化物结构的厚度为1μm～2μm。
可选地，所述反射镜结构包括：
反射介质层，位于所述第一半导体层靠近所述衬底的一侧表面，所述反射介质层中形成有贯穿所述反射介质层并暴露出所述第一半导体层的电流扩展孔；
导电层，至少覆盖所述电流扩展孔暴露出的所述第一半导体层；
反射镜层，填充于所述电流扩展孔中并覆盖所述电流扩展孔外围的反射介质层。
可选地，所述反射介质层中形成有多个所述电流扩展孔，各个所述电流扩展孔在所述透明导电氧化物结构所在平面的投影位于所述透明导电氧化物结构的外围；各个所述电流扩展孔在所述透明导电氧化物结构所在平面的投影呈阵列方式排列，且所述透明导电氧化物结构位于阵列中的最小重复单元的内部。
可选地，阵列中的最小重复单元呈中心对称，阵列中的最小重复单元的中心为所述透明导电氧化物结构的中心。
可选地，阵列中的最小重复单元中的相邻两个所述电流扩展孔的中心之间的距离为10μm～20μm。
可选地，相邻的所述电流扩展孔与所述透明导电氧化物结构的中心之间的水平距离为5μm～15μm。
可选地，最靠近所述第二电极的透明导电氧化物结构的中心与所述第二电极靠近所述透明导电氧化物结构一侧的边缘之间的水平距离为10μm～20μm。
可选地，所述透明导电氧化物结构和所述第二电极的材质为In、Sn、Zn和Al的一元或至少二元氧化物。
可选地，所述透明导电氧化物结构和所述第二电极的功函数均大于所述第二电流扩展层的功函数，所述透明导电氧化物结构的功函数大于所述第二电极的功函数。
可选地，所述透明导电氧化物结构的功函数为4eV～5eV，所述第二电极的功函数为3.5eV～4.5eV，所述第二电流扩展层的功函数为3eV～4eV。
可选地，所述第二电极为封闭的或间断的环形电极。
本发明还提供一种发光二极管的制造方法，包括：
提供外延衬底；
形成外延层于所述外延衬底上，所述外延层包括自下向上依次堆叠的第一子层、有源层和第一半导体层；
形成反射镜结构于所述第一半导体层上；
提供衬底，形成第一键合层于所述反射镜结构上，以及形成第二键合层于所述衬底上；
将所述第一键合层与所述第二键合层键合；
去除所述外延衬底；
形成透明导电氧化物结构于所述第一子层中；
形成第二子层于所述第一子层上，且所述第二子层覆盖所述透明导电氧化物结构和部分所述第一子层，所述第一半导体层与所述第一子层和所述第二子层的掺杂类型相反；
形成第二电极于所述第二子层的边缘的所述第一子层上且远离所述透明导电氧化物结构，所述第二电极为透明电极；
形成第一电极于所述衬底远离所述第二键合层的一面。
可选地，形成所述透明导电氧化物结构于所述第一子层中的步骤包括：
刻蚀所述第一子层，以形成凹槽于所述第一子层中；
形成透明导电氧化物层于所述凹槽中，且所述透明导电氧化物层覆盖所述第一子层；
刻蚀所述透明导电氧化物层，以在所述凹槽中形成透明导电氧化物结构，所述透明导电氧化物结构和所述第二电极均与所述第一子层形成肖特基接触。
可选地，所述凹槽的侧壁与所述凹槽的底壁之间的锐角夹角为45°～75°。
可选地，所述凹槽外围的第一子层的厚度为500nm～1500nm，所述凹槽外围的第一子层上的所述第二子层的厚度为1μm～2μm，所述凹槽的深度为250nm～750nm，所述透明导电氧化物结构的厚度为1μm～2μm。
可选地，形成所述反射镜结构于所述第一半导体层上的步骤包括：
形成反射介质层于所述第一半导体层上；
形成电流扩展孔于所述反射介质层中，所述电流扩展孔贯穿所述反射介质层并暴露出所述第一半导体层；
形成导电层至少覆盖所述电流扩展孔暴露出的所述第一半导体层；
填充反射镜层于所述电流扩展孔中，且所述反射镜层覆盖所述电流扩展孔外围的反射介质层。
可选地，所述反射介质层中形成有多个所述电流扩展孔，各个所述电流扩展孔在所述透明导电氧化物结构所在平面的投影位于所述透明导电氧化物结构的外围；各个所述电流扩展孔在所述透明导电氧化物结构所在平面的投影呈阵列方式排列，且所述透明导电氧化物结构位于阵列中的最小重复单元的内部。
可选地，阵列中的最小重复单元呈中心对称，阵列中的最小重复单元的中心为所述透明导电氧化物结构的中心。
可选地，阵列中的最小重复单元中的相邻两个所述电流扩展孔的中心之间的距离为10μm～20μm。
可选地，相邻的所述电流扩展孔与所述透明导电氧化物结构的中心之间的水平距离为5μm～15μm。
可选地，最靠近所述第二电极的透明导电氧化物结构的中心与所述第二电极靠近所述透明导电氧化物结构一侧的边缘之间的水平距离为10μm～20μm。
可选地，所述透明导电氧化物结构和所述第二电极的材质为In、Sn、Zn和Al的一元或至少二元氧化物。
可选地，所述透明导电氧化物结构和所述第二电极的功函数均大于所述第一子层和所述第二子层的功函数，所述透明导电氧化物结构的功函数大于所述第二电极的功函数。
可选地，所述透明导电氧化物结构的功函数为4eV～5eV，所述第二电极的功函数为3.5eV～4.5eV，所述第一子层和所述第二子层的功函数为3eV～4eV。
可选地，所述第二电极为封闭的或间断的环形电极。
可选地，所述外延层还包括自下向上依次堆叠的截止层和欧姆接触层，所述截止层和所述欧姆接触层位于所述外延衬底和所述第一子层之间；在去除所述外延衬底之后，还去除所述截止层和所述欧姆接触层。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
1、本发明的发光二极管，由于包括：衬底，所述衬底的第一表面形成有第一电极；键合结构，位于所述衬底的与所述第一表面相背的第二表面；反射镜结构，位于所述键合结构上；外延层，位于所述反射镜结构上，所述外延层包括自下向上依次堆叠的第一半导体层、有源层和第二半导体层，所述第一半导体层与所述第二半导体层的掺杂类型相反，所述第二半导体层包括第二电流扩展层；透明导电氧化物结构，位于所述第二电流扩展层中；第二电极，位于所述第二电流扩展层的边缘且远离所述透明导电氧化物结构，所述第二电极为透明电极，使得发光二极管的光电效率得到明显提高。
2、本发明的发光二极管的制造方法，通过形成外延层于所述外延衬底上，所述外延层包括自下向上依次堆叠的第一子层、有源层和第一半导体层；形成反射镜结构于所述第一半导体层上；形成第一键合层于所述反射镜结构上，以及形成第二键合层于所述衬底上；将所述第一键合层与所述第二键合层键合；去除所述外延衬底；形成透明导电氧化物结构于所述第一子层中；形成第二子层于所述第一子层上，且所述第二子层覆盖所述透明导电氧化物结构和部分所述第一子层，所述第一半导体层与所述第一子层和所述第二子层的掺杂类型相反；形成第二电极于所述第二子层的边缘的所述第一子层上且远离所述透明导电氧化物结构，所述第二电极为透明电极；形成第一电极于所述衬底远离所述第二键合层的一面，使得发光二极管的光电效率得到明显提高。
附图说明
图1是本发明一实施例的发光二极管的纵向截面示意图；
图2是本发明一实施例的发光二极管的俯视示意图；
图3a～图3e是本发明具体实施例的电流扩展孔的分布示意图；
图4a～图4b是本发明一实施例的透明导电氧化物结构与第二电极的肖特基势垒对应的电子流动方向的示意图；
图5a～图5b是本发明具体实施例的发光二极管的在不同驱动电流下的电流流动方向的示意图；
图6a～图6b是本发明一实施例的发光二极管的能带图；
图7是本发明一实施例的光线在透明导电氧化物结构和第二电流扩展层中的路径图；
图8是本发明一实施例的发光二极管的制造方法的流程图；
图9a～图9m是本发明一实施例的发光二极管的制造方法中的器件结构示意图。
其中，附图1～图9m的附图标记说明如下：
10-衬底；11-第一电极；12-反射镜结构；121-反射介质层；1211-电流扩展孔；122-导电层；123-反射镜层；131-第一半导体层；1311-第一欧姆接触层；1312-第一电流扩展层；132-有源层；133-第二电流扩展层；1331-第一子层；1332-第二子层；14-凹槽；141-图形化的光刻胶层；15-透明导电氧化物结构；151-透明导电氧化物层；16-第二电极；17-键合结构；171-第一键合层；172-第二键合层；181-截止层；182-第二欧姆接触层；19-外延衬底。
具体实施方式
为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下对本发明提出的发光二极管及其制造方法作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明一实施例提供一种发光二极管，包括：衬底，所述衬底的第一表面形成有第一电极；键合结构，位于所述衬底的与所述第一表面相背的第二表面；反射镜结构，位于所述键合结构上；外延层，位于所述反射镜结构上，所述外延层包括自下向上依次堆叠的第一半导体层、有源层和第二半导体层，所述第一半导体层与所述第二半导体层的掺杂类型相反，所述第二半导体层包括第二电流扩展层；透明导电氧化物结构，位于所述第二电流扩展层中；第二电极，位于所述第二电流扩展层的边缘且远离所述透明导电氧化物结构，所述第二电极为透明电极。
下面参阅图1～图7更为详细的介绍本实施例提供的发光二极管，图1是图2沿着AA’方向的纵向截面示意图，且图2中仅示意了部分透明导电氧化物结构和电流扩展孔的图形；图2和图3a～图3e中的电流扩展孔1211为电流扩展孔1211靠近第一半导体层131一端在透明导电氧化物结构15所在平面的投影，图2和图3a～图3e中的透明导电氧化物结构15为透明导电氧化物结构15靠近第一半导体层131的一端。
所述衬底10的第一表面形成有第一电极11，且所述第一电极11可以覆盖所述衬底10的整个第一表面。
所述衬底10的材质可以为硅、锗、碳化硅和砷化镓等半导体材料中的一种，但不限于此。
所述第一电极11的材质可以为Au、Ni、Pt、Ti、Ge、Cr和Al等金属材料中的至少一种。
所述键合结构17位于所述衬底10的与所述第一表面相背的第二表面。
所述键合结构17包括自下向上堆叠的第二键合层172和第一键合层171。
所述键合结构17的材质可以为Au、Pt、Ti、W、In、Sn和Zn等金属材料中的至少一种。
所述反射镜结构12位于所述键合结构17上。
所述外延层位于所述反射镜结构12上，所述外延层包括自下向上依次堆叠的第一半导体层131、有源层132和第二半导体层，所述第一半导体层131与所述第二半导体层的掺杂类型相反，所述第二半导体层包括第二电流扩展层133。
其中，所述第一半导体层131的掺杂类型为P型，所述第二半导体层的掺杂类型为N型。
所述透明导电氧化物结构15位于所述第二电流扩展层133中。
所述第二电极16位于所述第二电流扩展层133的边缘且远离所述透明导电氧化物结构15，所述第二电极16为透明电极。其中，所述第二电极16用于电引出。
所述反射镜结构12可以包括：
反射介质层121，位于所述第一半导体层131靠近所述衬底10的一侧表面，所述反射介质层121中形成有贯穿所述反射介质层121并暴露出所述第一半导体层131的电流扩展孔(即图1、图2、图3a～图3e和图9b中的电流扩展孔1211)；其中，所述透明导电氧化物结构15用于配合所述电流扩展孔1211实现不同强度电流的均匀分布；
导电层122，至少覆盖所述电流扩展孔1211暴露出的所述第一半导体层131；
反射镜层123，填充于所述电流扩展孔1211中。
其中，所述导电层122仅位于所述电流扩展孔1211中时，所述反射镜层123覆盖所述电流扩展孔1211外围的反射介质层121；当所述导电层122还覆盖所述电流扩展孔1211外围的所述反射介质层121时，如图1所示，所述反射镜层123覆盖所述导电层122。
所述反射介质层121的材质可以为SiO2、Si3N4、MgF2、Al2O3、TiO2和ZrO2等绝缘材料中的至少一种，所述反射介质层121的厚度范围可以为10nm～1000nm。
所述导电层122的材质可以为Au、Zn、ITO、IZO和ITZO等导电材料中的至少一种，所述导电层122的厚度范围可以为100nm～500nm。
所述反射镜层123的材质可以为Ag、Ti、Pt、Al、Au和W等金属材料中的至少一种，所述反射镜层123的厚度范围可以为100nm～3μm。
所述反射介质层121中形成有多个所述电流扩展孔1211，各个所述电流扩展孔1211在所述透明导电氧化物结构15所在平面的投影位于所述透明导电氧化物结构15的外围。
各个所述电流扩展孔1211在所述透明导电氧化物结构15所在平面的投影呈阵列方式排列，且所述透明导电氧化物结构15位于阵列中的最小重复单元的内部。
优选的，各个所述电流扩展孔1211在所述透明导电氧化物结构15所在平面的投影以所述透明导电氧化物结构15所在平面的中心为中心呈对称分布，即阵列中的最小重复单元呈中心对称，阵列中的最小重复单元的中心为所述透明导电氧化物结构15所在平面的中心，阵列中的最小重复单元中的所述电流扩展孔1211在所述透明导电氧化物结构15所在平面的投影的中心共圆。
其中，在图2和图3a～图3e所示的实施例中，示意出了多个所述电流扩展孔1211排布形成的阵列；并且，在图3a～图3d所示的实施例中，示意出了多个所述电流扩展孔1211排布形成的一圈非封闭环，在图3e所示的实施例中，示意出了基于图3d的两圈所述非封闭环。
优选的，各个所述电流扩展孔1211在所述透明导电氧化物结构15所在平面的投影可以为矩形阵列(如图2和图3a所示)、圆形阵列(如图3d和图3e所示)、三角形阵列(如图3b所示)、菱形阵列(如图3c所示)或六边形阵列排布等，即所述阵列中的最小重复单元的形状可以为矩形(如图2和图3a所示)、圆形(如图3d和图3e所示)、三角形(如图3b所示)、菱形(如图3c所示)或六边形等，相应的，所述透明导电氧化物结构15所在平面的中心位于矩形的中心(如图2和图3a所示)、圆形的圆心(如图3d和图3e所示)、三角形的中心(如图3b所示)、菱形的中心(如图3c所示)或六边形的中心等。
所述电流扩展孔1211和所述透明导电氧化物结构15的横截面形状可以为圆形(如图2和图3a～图3e所示)、椭圆形、矩形或菱形等。
优选的，所述电流扩展孔1211和所述透明导电氧化物结构15的横截面形状为圆形，以使得在圆形各点的电场强度和分布相同，进而利于电流在二维空间均匀扩散。
优选的，阵列中的最小重复单元中的相邻两个所述电流扩展孔1211的中心之间的距离W2为10μm～20μm。
优选的，所述电流扩展孔1211靠近所述第一半导体层131一端的直径W1为1μm～10μm。
优选的，所述电流扩展孔1211的侧壁与所述电流扩展孔1211外围的所述第一半导体层131之间的锐角夹角β为20°～70°。
如图2所示，所述第二电极16为封闭的环形电极。
或者，所述第二电极16为间断的环形电极，此时，环形电极中可以至少一处断开，间断的环形电极可以为C形、两个半环、四个1/4环或者八个45°环等。其中，所述第二电极16断开的各段对称分布或未对称分布。
所述第二电极16的宽度W4为5μm～20μm。
所述第一半导体层131包括自下向上依次堆叠的第一欧姆接触层1311和第一电流扩展层1312，所述电流扩展孔1211暴露出所述第一欧姆接触层1311，使得所述导电层122与所述第一欧姆接触层1311形成欧姆接触。
所述第二电流扩展层133包括依次堆叠的第一子层1331和第二子层1332，所述第一子层1331中形成有凹槽14，所述透明导电氧化物结构15位于所述凹槽14中，所述第二子层1332覆盖所述透明导电氧化物结构15和部分所述第一子层1331，所述第二电极16位于所述第二子层1332的边缘的所述第一子层1331上且远离所述透明导电氧化物结构15，所述透明导电氧化物结构15和所述第二电极16均与所述第一子层1331形成肖特基接触。
所述凹槽14的纵截面形状可以为倒梯形，即所述凹槽14靠近所述有源层132一侧的槽底的尺寸小于所述凹槽14远离所述有源层132一侧的开口的尺寸，所述凹槽14的侧壁与所述凹槽14的底壁之间的锐角夹角α可以为45°～75°。
优选的，所述透明导电氧化物结构15的纵截面形状为梯形，使得所述透明导电氧化物结构15与所述凹槽14的侧壁之间填充有所述第二子层1332，即所述透明导电氧化物结构15未填满所述凹槽14，以确保所述透明导电氧化物结构15与所述第二电极16未接触。在其他实施例中，所述透明导电氧化物结构15也可以填满所述凹槽14，并调整所述透明导电氧化物结构15的厚度和侧壁的倾斜角度以避免所述透明导电氧化物结构15与所述第二电极16接触。
所述凹槽14外围的第一子层1331的厚度W7可以为500nm～1500nm，所述凹槽14外围的第一子层1331上的所述第二子层1332的厚度W8可以为1μm～2μm，所述凹槽14的深度可以为250nm～750nm，所述透明导电氧化物结构15的厚度可以为1μm～2μm，但不限于此，确保所述第二子层1332能够完全覆盖所述透明导电氧化物结构15即可。
由于所述第二子层1332覆盖所述透明导电氧化物结构15，且所述透明导电氧化物结构15为透明材料，如图7所示，使得所述有源层132发出的光线从所述透明导电氧化物结构15下方的第一子层1331(即光线L1)经过所述透明导电氧化物结构15(即光线L2)并进入所述透明导电氧化物结构15上方的第二子层1332(即光线L3)后，光线的方向未发生变化，即光线L1平行于光线L3，进而使得所述发光二极管的发光角未发生变化，确保发光的均匀性。
相邻的所述电流扩展孔1211与所述透明导电氧化物结构15的中心之间的水平距离W3可以为5μm～15μm。各个相邻的所述电流扩展孔1211与所述透明导电氧化物结构15的中心之间的水平距离W3可以相等或不相等。
最靠近所述第二电极16的透明导电氧化物结构15的中心与所述第二电极16靠近所述透明导电氧化物结构15一侧的边缘之间的水平距离W5可以为10μm～20μm。
所述透明导电氧化物结构15靠近所述有源层132一端的宽度W6可以为1μm～10μm。
优选的，所述透明导电氧化物结构15和所述第二电极16的禁带宽度为2.5eV～4eV，以避免所述透明导电氧化物结构15和所述第二电极16吸收所述有源层132发出的光。
优选的，所述第二电极16的掺杂浓度大于所述透明导电氧化物结构15的掺杂浓度，以便于所述第二电极16封装引线。其中，所述透明导电氧化物结构15的掺杂浓度可以为1E18cm-3～1E19cm-3，所述第二电极16的掺杂浓度可以为1.5E18cm-3～2E19cm-3。
优选的，所述透明导电氧化物结构15和所述第二电极16的功函数均大于所述第二电流扩展层133的功函数。所述第二电流扩展层133的功函数可以为3eV～4eV。
所述透明导电氧化物结构15和所述第二电极16的材质为透明导电氧化物(transparent conductive oxide，TCO)；所述透明导电氧化物结构15和所述第二电极16的材质优选为In、Sn、Zn和Al的一元或至少二元氧化物，例如可以为ITO(氧化铟锡)、IZO(氧化铟锌)和AZO(氧化锌铝)中的至少一种。
所述第二电流扩展层133的材质为AlGaInP系的半导体材料，例如可以为AlGaInP、GaInP或AlInP等。优选所述第一子层1331和所述第二子层1332的材质相同。
当所述透明导电氧化物结构15和所述第二电极16的功函数大于所述第二电流扩展层133的功函数时，根据能带理论，所述透明导电氧化物结构15和所述第二电极16即可与所述第一子层1331形成肖特基接触。
进一步优选的，所述透明导电氧化物结构15的功函数大于所述第二电极16的功函数，即形成肖特基势垒后，如图4a和图4b所示，所述第二电极16的肖特基势垒A2小于所述透明导电氧化物结构15的肖特基势垒A1，对应的电子可以沿着虚线单箭头B1的方向越过势垒并流过所述透明导电氧化物结构15，电子也可以沿着实线单箭头B2的方向越过势垒并流过所述第二电极16。其中，所述透明导电氧化物结构15的功函数可以为4eV～5eV，所述第二电极16的功函数可以为3.5eV～4.5eV，所述第二电极16的功函数比所述透明导电氧化物结构15的功函数小0.5eV～1eV，即所述第二电极16的肖特基势垒比所述透明导电氧化物结构15的肖特基势垒小0.5eV～1eV。
并且，由于所述透明导电氧化物结构15的功函数大于所述第二电极16的功函数，且所述透明导电氧化物结构15的阻值大于所述第二电极16的阻值，那么，需平衡参数使得不是所有的光都从所述第二电极16发出，例如平衡发光二极管的驱动电流。
其中，当发光二极管的驱动电流小于100mA时，如图5a所示，电子可以越过肖特基势垒A2但无法越过肖特基势垒A1，电流未流过所述透明导电氧化物结构15，而是小部分电流沿着虚线箭头C1的方向流过所述第二电极16，大部分电流沿着实线箭头C2的方向流过所述第二电流扩展层133；当发光二极管的驱动电流为100mA～200mA时，如图5b所示，电子可以越过肖特基势垒A1和A2，电流分别沿着虚线箭头C1、实线箭头C2和虚线箭头C3的方向流过所述第二电极16、所述第二电流扩展层133和所述透明导电氧化物结构15，电流均匀地在所述透明导电氧化物结构15和所述第二电流扩展层133中分布，所述第二电极16处电流较强；当发光二极管的驱动电流大于200mA时，如图5b所示，电流分别沿着虚线箭头C1、实线箭头C2和虚线箭头C3的方向流过所述第二电极16、所述第二电流扩展层133和所述透明导电氧化物结构15，但是，电流在所述透明导电氧化物结构15和所述第二电极16的肖特基势垒处产生大量热，造成发光二极管失效。因此，本发明的发光二极管适用的驱动电流的范围为200mA以下，优选为100mA～200mA。
从上述内容可知，本发明提供的发光二极管的有益效果包括：
(1)通过利用所述透明导电氧化物结构15和所述第二电极16分别与所述第二电流扩展层133之间的肖特基势垒的整流特性，以及所述透明导电氧化物结构15与所述电流扩展孔1211的配合，使得在发光二极管整面出光的基础上，实现电、光、热的均匀分布。
(2)由于所述透明导电氧化物结构15与所述第一子层1331之间形成肖特基接触，使得能够保证小驱动电流下的电流均匀扩散至整个发光面，同时保证大电流驱动下的部分电流可流过所述透明导电氧化物结构15，避免大电流下发生电流拥挤；其中，如图6a所示，在小驱动电流(即驱动电流小于100mA)下，电流无法沿着虚线单箭头B3的方向越过所述透明导电氧化物结构15的肖特基势垒A1，大部分电流从所述透明导电氧化物结构15附近的所述第二电流扩展层133中流过，使得保证了出光面电流均匀分布；如图6b所示，在大驱动电流(即驱动电流为100mA～200mA)下，电流能够沿着实线单箭头B4的方向越过所述透明导电氧化物结构15的肖特基势垒A1，大部分电流流过所述透明导电氧化物结构15，使得电流依旧均匀分布，且相比在小驱动电流下，在大驱动电流下的电流分布更加均匀，出光更加均匀；图6a和图6b中的箭头B3和B4是指电流的流动方向，即沿着垂直于所述衬底10表面并向着所述透明导电氧化物结构15远离所述衬底10的方向，Ev为价带，EF为费米能级，EC为导带。
(3)由于所述电流扩展孔1211的存在，当电流从所述第一电极11流入所述电流扩展孔1211中时，电流会在所述电流扩展孔1211的位置沿着垂直于所述衬底10表面并远离所述衬底10的方向流动，导致电流分布不均匀，而通过设置所述透明导电氧化物结构15，且各个所述电流扩展孔1211在所述透明导电氧化物结构15所在平面的投影位于所述透明导电氧化物结构15的外围，能够使得电流分布的更均匀。
(4)由于所述透明导电氧化物结构15和所述第二电极16为透明材料，使得能够避免光线被所述透明导电氧化物结构15和所述第二电极16吸收，更大程度地提高了光萃取效率。
(5)由于所述透明导电氧化物结构15被包裹在所述第二电流扩展层133中，使得能够保证在所述透明导电氧化物结构15外围的区域的光线能够在均匀介质的所述第二电流扩展层133中均匀传播，以减少光损耗，同时，也能够保证穿过所述透明导电氧化物结构15的区域的光能够按照原方向传播，不改变发光的均匀性。
(6)通过调整所述透明导电氧化物结构15的载流子浓度，能够适配不同波段的发光二极管的发光需求；其中，由于所述有源层132发出的光的波长越短，光子能量越大，则越容易被所述透明导电氧化物结构15吸收，因此，当所述有源层132发出的光的波长短时，调整所述透明导电氧化物结构15具有低载流子浓度，避免所述透明导电氧化物结构15的载流子浓度过高导致部分入射光与材料晶格发生散射被吸收。
(7)由于所述外延层中未包含掺杂类型为N型的欧姆接触层，即所述第二电流扩展层133上未形成有N型欧姆接触层，使得相比传统的发光二极管，减小了高掺杂浓度的N型欧姆接触层对光的吸收，从而增加了光的出射量。
综上所述，本发明提供的发光二极管，包括：衬底，所述衬底的第一表面形成有第一电极；键合结构，位于所述衬底的与所述第一表面相背的第二表面；反射镜结构，位于所述键合结构上；外延层，位于所述反射镜结构上，所述外延层包括自下向上依次堆叠的第一半导体层、有源层和第二半导体层，所述第一半导体层与所述第二半导体层的掺杂类型相反，所述第二半导体层包括第二电流扩展层；透明导电氧化物结构，位于所述第二电流扩展层中；第二电极，位于所述第二电流扩展层的边缘且远离所述透明导电氧化物结构，所述第二电极为透明电极。本发明使得发光二极管的光电效率得到明显提高。
本发明一实施例提供一种发光二极管的制造方法，参阅图8，从图8中可看出，所述半导体器件的制造方法包括：
步骤S1，提供外延衬底；
步骤S2，形成外延层于所述外延衬底上，所述外延层包括自下向上依次堆叠的第一子层、有源层和第一半导体层；
步骤S3，形成反射镜结构于所述第一半导体层上；
步骤S4，提供衬底，形成第一键合层于所述反射镜结构上，以及形成第二键合层于所述衬底上；
步骤S5，将所述第一键合层与所述第二键合层键合；
步骤S6，去除所述外延衬底；
步骤S7，形成透明导电氧化物结构于所述第一子层中；
步骤S8，形成第二子层于所述第一子层上，且所述第二子层覆盖所述透明导电氧化物结构和部分所述第一子层，所述第一半导体层与所述第一子层和所述第二子层的掺杂类型相反；
步骤S9，形成第二电极于所述第二子层的边缘的所述第一子层上且远离所述透明导电氧化物结构，所述第二电极为透明电极；
步骤S10，形成第一电极于所述衬底远离所述第二键合层的一面。
下面参阅图1～图7和图9a～图9m更为详细的介绍本实施例提供的发光二极管，图1是图2沿着AA’方向的纵向截面示意图，且图2中仅示意了部分透明导电氧化物结构和电流扩展孔的图形；图2和图3a～图3e中的电流扩展孔1211为电流扩展孔1211靠近第一半导体层131一端在透明导电氧化物结构15所在平面的投影，图2和图3a～图3e中的透明导电氧化物结构15为透明导电氧化物结构15靠近第一半导体层131的一端。
按照步骤S1，参阅图9a，提供外延衬底19。
所述外延衬底19的材质可以为硅、锗、碳化硅和砷化镓等半导体材料中的一种，但不限于此。
按照步骤S2，参阅图9a，形成外延层于所述外延衬底19上，所述外延层包括自下向上依次堆叠的第一子层1331、有源层132和第一半导体层131。
所述第一半导体层131包括自下向上依次堆叠的第一电流扩展层1312和第一欧姆接触层1311。
所述外延层还可包括自下向上依次堆叠的截止层181和第二欧姆接触层182，所述截止层181和所述第二欧姆接触层182位于所述外延衬底19和所述第一子层1331之间。
形成所述外延层的工艺可以为MOCVD(Metal-organic Chemical VaporDeposition，金属有机化合物化学气相沉淀)工艺、分子束外延工艺、HVPE(Hydride VaporPhase Epitaxy，氢化物气相外延)工艺或等离子体辅助化学气相沉积等。
按照步骤S3，参阅图9a～图9c，形成反射镜结构12于所述第一半导体层131上。
形成所述反射镜结构12于所述第一半导体层131上的步骤可以包括：首先，如图9a所示，形成反射介质层121于所述第一半导体层131上；然后，如图9b所示，执行光刻和刻蚀工艺，以形成电流扩展孔1211于所述反射介质层121中，所述电流扩展孔1211贯穿所述反射介质层121并暴露出所述第一半导体层131；然后，如图9c所示，形成导电层122至少覆盖所述电流扩展孔1211暴露出的所述第一半导体层131，并执行退火工艺，退火工艺的氛围为空气或氧气，退火工艺的温度范围可以为300℃～700℃，退火工艺的时间范围可以为1min～10min；然后，如图9c所示，填充反射镜层123于所述电流扩展孔1211中。
其中，所述电流扩展孔1211暴露出所述第一欧姆接触层1311，使得所述导电层122与所述第一欧姆接触层1311形成欧姆接触。
其中，所述导电层122仅位于所述电流扩展孔1211中时，所述反射镜层123覆盖所述电流扩展孔1211外围的反射介质层121；当所述导电层122还覆盖所述电流扩展孔1211外围的所述反射介质层121时，如图9c所示，所述反射镜层123覆盖所述导电层122。
所述反射介质层121的材质可以为SiO2、Si3N4、MgF2、Al2O3、TiO2和ZrO2等绝缘材料中的至少一种，所述反射介质层121的厚度范围可以为10nm～1000nm。
所述导电层122的材质可以为Au、Zn、ITO、IZO和ITZO等导电材料中的至少一种，所述导电层122的厚度范围可以为100nm～500nm。
所述反射镜层123的材质可以为Ag、Ti、Pt、Al、Au和W等金属材料中的至少一种，所述反射镜层123的厚度范围可以为100nm～3μm。
优选的，所述电流扩展孔1211靠近所述第一半导体层131一端的直径W1为1μm～10μm。
优选的，所述电流扩展孔1211的侧壁与所述电流扩展孔1211外围的所述第一半导体层131之间的锐角夹角β为20°～70°。
按照步骤S4，参阅图9d和图9e，提供衬底10，形成第一键合层171于所述反射镜结构12上，以及形成第二键合层172于所述衬底10上。
所述衬底10的材质可以为硅、锗、碳化硅和砷化镓等半导体材料中的一种，但不限于此。
所述第一键合层171和所述第二键合层172的材质可以为Au、Pt、Ti、W、In、Sn和Zn等金属材料中的至少一种。
按照步骤S5，参阅图9f，将所述第一键合层171与所述第二键合层172键合。
按照步骤S6，参阅图9g，去除所述外延衬底19。
若所述外延层还包括所述截止层181和所述第二欧姆接触层182，则在去除所述外延衬底19之后，还去除所述截止层181和所述第二欧姆接触层182。
按照步骤S7，参阅图9h～图9j，形成透明导电氧化物结构15于所述第一子层1331中。
所述透明导电氧化物结构15用于配合所述电流扩展孔1211实现不同强度电流的均匀分布。
其中，形成所述透明导电氧化物结构15于所述第一子层1331中的步骤可以包括：首先，如图9h所示，形成图形化的光刻胶层141于所述第一子层1331上；然后，如图9h所示，以所述图形化的光刻胶层141为掩膜刻蚀所述第一子层1331，以形成凹槽14于所述第一子层1331中；然后，去除所述图形化的光刻胶层141；然后，如图9i所示，形成透明导电氧化物层151于所述凹槽14中，且所述透明导电氧化物层151覆盖所述第一子层1331；然后，如图9j所示，刻蚀所述透明导电氧化物层151，以在所述凹槽14中形成透明导电氧化物结构15。
其中，在采用上述步骤形成所述透明导电氧化物结构15时，所述透明导电氧化物结构15可以未填满所述凹槽14(如图9j所示)，此时，所述透明导电氧化物结构15的纵截面形状可以为梯形或矩形等；或者，所述透明导电氧化物结构15也可以填满所述凹槽14，此时，所述透明导电氧化物结构15的纵截面形状可以为倒梯形等。
优选的，所述透明导电氧化物结构15的纵截面形状为梯形，使得所述透明导电氧化物结构15与所述凹槽14的侧壁之间填充有后续形成的第二子层1332，以确保所述透明导电氧化物结构15与所述第二电极16未接触。在其他实施例中，当所述透明导电氧化物结构15填满所述凹槽14时，可以调整所述透明导电氧化物结构15的厚度和侧壁的倾斜角度以避免所述透明导电氧化物结构15与所述第二电极16接触。
所述凹槽14的纵截面形状可以为倒梯形，即所述凹槽14靠近所述有源层132一侧的槽底的尺寸小于所述凹槽14远离所述有源层132一侧的开口的尺寸，所述凹槽14的侧壁与所述凹槽14的底壁之间的锐角夹角α可以为45°～75°。
当所述反射介质层121中形成有多个所述电流扩展孔1211时，各个所述电流扩展孔1211在所述透明导电氧化物结构15所在平面的投影位于所述透明导电氧化物结构15的外围。
各个所述电流扩展孔1211在所述透明导电氧化物结构15所在平面的投影呈阵列方式排列，且所述透明导电氧化物结构15位于阵列中的最小重复单元的内部。
优选的，各个所述电流扩展孔1211在所述透明导电氧化物结构15所在平面的投影以所述透明导电氧化物结构15所在平面的中心为中心呈对称分布，即阵列中的最小重复单元呈中心对称，阵列中的最小重复单元的中心为所述透明导电氧化物结构15所在平面的中心，阵列中的最小重复单元中的所述电流扩展孔1211在所述透明导电氧化物结构15所在平面的投影的中心共圆。
其中，在图2和图3a～图3e所示的实施例中，示意出了多个所述电流扩展孔1211排布形成的阵列；并且，在图3a～图3d所示的实施例中，示意出了多个所述电流扩展孔1211排布形成的一圈非封闭环，在图3e所示的实施例中，示意出了基于图3d的两圈所述非封闭环。
优选的，各个所述电流扩展孔1211在所述透明导电氧化物结构15所在平面的投影可以为矩形阵列(如图2和图3a所示)、圆形阵列(如图3d和图3e所示)、三角形阵列(如图3b所示)、菱形阵列(如图3c所示)或六边形阵列排布等，即所述阵列中的最小重复单元的形状可以为矩形(如图2和图3a所示)、圆形(如图3d和图3e所示)、三角形(如图3b所示)、菱形(如图3c所示)或六边形等，相应的，所述透明导电氧化物结构15所在平面的中心位于矩形的中心(如图2和图3a所示)、圆形的圆心(如图3d和图3e所示)、三角形的中心(如图3b所示)、菱形的中心(如图3c所示)或六边形的中心等。
所述电流扩展孔1211和所述透明导电氧化物结构15的横截面形状可以为圆形(如图2和图3a～图3e所示)、椭圆形、矩形或菱形等。
优选的，所述电流扩展孔1211和所述透明导电氧化物结构15的横截面形状为圆形，以使得在圆形各点的电场强度和分布相同，进而利于电流在二维空间均匀扩散。
优选的，阵列中的最小重复单元中的相邻两个所述电流扩展孔1211的中心之间的距离W2为10μm～20μm。
相邻的所述电流扩展孔1211与所述透明导电氧化物结构15的中心之间的水平距离W3可以为5μm～15μm。各个相邻的所述电流扩展孔1211与所述透明导电氧化物结构15的中心之间的水平距离W3可以相等或不相等。
所述透明导电氧化物结构15靠近所述有源层132一端的宽度W6可以为1μm～10μm。
按照步骤S8，参阅图9k，形成第二子层1332于所述第一子层1331上，且所述第二子层1332覆盖所述透明导电氧化物结构15和部分所述第一子层1331，所述第一子层1331和所述第二子层1332的掺杂类型相同，所述第一半导体层131与所述第一子层1331和所述第二子层1332的掺杂类型相反。
其中，所述透明导电氧化物结构15与所述第一子层1331形成肖特基接触。
所述第一子层1331与所述第二欧姆接触层182的掺杂类型相同。
所述第一半导体层131的掺杂类型为P型，所述第一子层1331、所述第二子层1332和所述第二欧姆接触层182的掺杂类型为N型。
所述凹槽14外围的第一子层1331的厚度W7可以为500nm～1500nm，所述凹槽14外围的第一子层1331上的所述第二子层1332的厚度W8可以为1μm～2μm，所述凹槽14的深度可以为250nm～750nm，所述透明导电氧化物结构15的厚度可以为1μm～2μm，但不限于此，确保所述第二子层1332能够完全覆盖所述透明导电氧化物结构15即可。
由于所述第二子层1332覆盖所述透明导电氧化物结构15，且所述透明导电氧化物结构15为透明材料，如图7所示，使得所述有源层132发出的光线从所述透明导电氧化物结构15下方的第一子层1331(即光线L1)经过所述透明导电氧化物结构15(即光线L2)并进入所述透明导电氧化物结构15上方的第二子层1332(即光线L3)后，光线的方向未发生变化，即光线L1平行于光线L3，进而使得所述发光二极管的发光角未发生变化，确保发光的均匀性。
按照步骤S9，参阅图9l，形成第二电极16于所述第二子层1332的边缘的所述第一子层1331上且远离所述透明导电氧化物结构15，所述第二电极16为透明电极。
所述第二电极16与所述第一子层1331形成肖特基接触。
其中，所述第二电极16用于电引出。
形成所述第二电极16的步骤可以包括：首先，刻蚀所述第二子层1332，以在远离所述透明导电氧化物结构15的所述第二子层1332的边缘形成沟槽，所述沟槽暴露出所述第一子层1331；然后，填充透明导电氧化物于沟槽中，以形成第二电极16。
如图2所示，所述第二电极16为封闭的环形电极。
或者，所述第二电极16为间断的环形电极，此时，环形电极中可以至少一处断开，间断的环形电极可以为C形、两个半环、四个1/4环或者八个45°环等。其中，所述第二电极16断开的各段对称分布或未对称分布。
所述第二电极16的宽度W4为5μm～20μm。
最靠近所述第二电极16的透明导电氧化物结构15的中心与所述第二电极16靠近所述透明导电氧化物结构15一侧的边缘之间的水平距离W5可以为10μm～20μm。
优选的，所述透明导电氧化物结构15和所述第二电极16的禁带宽度为2.5eV～4eV，以避免所述透明导电氧化物结构15和所述第二电极16吸收所述有源层132发出的光。
优选的，所述第二电极16的掺杂浓度大于所述透明导电氧化物结构15的掺杂浓度，以便于所述第二电极16封装引线。其中，所述透明导电氧化物结构15的掺杂浓度可以为1E18cm-3～1E19cm-3，所述第二电极16的掺杂浓度可以为1.5E18cm-3～2E19cm-3。
优选的，所述透明导电氧化物结构15和所述第二电极16的功函数均大于所述第一子层1331和所述第二子层1332的功函数。所述第一子层1331和所述第二子层1332的功函数可以为3eV～4eV。
所述透明导电氧化物结构15和所述第二电极16的材质为透明导电氧化物(transparent conductive oxide，TCO)，所述透明导电氧化物结构15和所述第二电极16的材质优选为In、Sn、Zn和Al的一元或至少二元氧化物，例如可以为ITO(氧化铟锡)、IZO(氧化铟锌)和AZO(氧化锌铝)中的至少一种。
所述第一子层1331和所述第二子层1332的材质为AlGaInP系的半导体材料，例如可以为AlGaInP、GaInP或AlInP等。优选所述第一子层1331和所述第二子层1332的材质相同。
当所述透明导电氧化物结构15和所述第二电极16的功函数大于所述第一子层1331和所述第二子层1332的功函数时，根据能带理论，所述透明导电氧化物结构15和所述第二电极16即可与所述第一子层1331形成肖特基接触。
进一步优选的，所述透明导电氧化物结构15的功函数大于所述第二电极16的功函数，即形成肖特基势垒后，如图4a和图4b所示，所述第二电极16的肖特基势垒A2小于所述透明导电氧化物结构15的肖特基势垒A1，对应的电子可以沿着虚线单箭头B1的方向越过势垒并流过所述透明导电氧化物结构15，电子也可以沿着实线单箭头B2的方向越过势垒并流过所述第二电极16。其中，所述透明导电氧化物结构15的功函数可以为4eV～5eV，所述第二电极16的功函数可以为3.5eV～4.5eV，所述第二电极16的功函数比所述透明导电氧化物结构15的功函数小0.5eV～1eV，即所述第二电极16的肖特基势垒比所述透明导电氧化物结构15的肖特基势垒小0.5eV～1eV。
并且，由于所述透明导电氧化物结构15的功函数大于所述第二电极16的功函数，且所述透明导电氧化物结构15的阻值大于所述第二电极16的阻值，那么，需平衡参数使得不是所有的光都从所述第二电极16发出，例如平衡发光二极管的驱动电流。
其中，当发光二极管的驱动电流小于100mA时，如图5a所示，电子可以越过肖特基势垒A2但无法越过肖特基势垒A1，电流未流过所述透明导电氧化物结构15，而是小部分电流沿着虚线箭头C1的方向流过所述第二电极16，大部分电流沿着实线箭头C2的方向流过所述第一子层1331和所述第二子层1332；当发光二极管的驱动电流为100mA～200mA时，如图5b所示，电子可以越过肖特基势垒A1和A2，电流分别沿着虚线箭头C1、实线箭头C2和虚线箭头C3的方向流过所述第二电极16、所述第一子层1331和所述第二子层1332以及所述透明导电氧化物结构15，电流均匀地在所述透明导电氧化物结构15、所述第一子层1331和所述第二子层1332中分布，所述第二电极16处电流较强；当发光二极管的驱动电流大于200mA时，如图5b所示，电流分别沿着虚线箭头C1、实线箭头C2和虚线箭头C3的方向流过所述第二电极16、所述第一子层1331和所述第二子层1332以及所述透明导电氧化物结构15，但是，电流在所述透明导电氧化物结构15和所述第二电极16的肖特基势垒处产生大量热，造成发光二极管失效。因此，本发明的发光二极管适用的驱动电流的范围为200mA以下，优选为100mA～200mA。
按照步骤S10，参阅图9m，形成第一电极11于所述衬底10远离所述第二键合层172的一面。
所述第一电极11的材质可以为Au、Ni、Pt、Ti、Ge、Cr和Al等金属材料中的至少一种。
从上述内容可知，本发明提供的发光二极管的制造方法的有益效果包括：
(1)通过利用所述透明导电氧化物结构15和所述第二电极16分别与所述第一子层1331之间的肖特基势垒的整流特性，以及所述透明导电氧化物结构15与所述电流扩展孔1211的配合，使得在发光二极管整面出光的基础上，实现电、光、热的均匀分布。
(2)由于所述透明导电氧化物结构15与所述第一子层1331之间形成肖特基接触，使得能够保证小驱动电流下的电流均匀扩散至整个发光面，同时保证大电流驱动下的部分电流可流过所述透明导电氧化物结构15，避免大电流下发生电流拥挤；其中，如图6a所示，在小驱动电流(即驱动电流小于100mA)下，电流无法沿着虚线单箭头B3的方向越过所述透明导电氧化物结构15的肖特基势垒A1，大部分电流从所述透明导电氧化物结构15附近的所述第一子层1331和所述第二子层1332中流过，使得保证了出光面电流均匀分布；如图6b所示，在大驱动电流(即驱动电流为100mA～200mA)下，电流能够沿着实线单箭头B4的方向越过所述透明导电氧化物结构15的肖特基势垒A1，大部分电流流过所述透明导电氧化物结构15，使得电流依旧均匀分布，且相比在小驱动电流下，在大驱动电流下的电流分布更加均匀；图6a和图6b中的箭头B3和B4是指电流的流动方向，即沿着垂直于所述衬底10表面并向着所述透明导电氧化物结构15远离所述衬底10的方向，Ev为价带，EF为费米能级，EC为导带。
(3)由于所述电流扩展孔1211的存在，当电流从所述第一电极11流入所述电流扩展孔1211中时，电流会在所述电流扩展孔1211的位置沿着垂直于所述衬底10表面并远离所述衬底10的方向流动，导致电流分布不均匀，而通过设置所述透明导电氧化物结构15，且各个所述电流扩展孔1211在所述透明导电氧化物结构15所在平面的投影位于所述透明导电氧化物结构15的外围，能够使得电流分布的更均匀。
(4)由于所述透明导电氧化物结构15和所述第二电极16为透明材料，使得能够避免光线被所述透明导电氧化物结构15和所述第二电极16吸收，更大程度地提高了光萃取效率。
(5)由于所述透明导电氧化物结构15被包裹在所述第一子层1331和所述第二子层1332中，使得能够保证在所述透明导电氧化物结构15外围的区域的光线能够在均匀介质的所述第一子层1331和所述第二子层1332中均匀传播，以减少光损耗，同时，也能够保证穿过所述透明导电氧化物结构15的区域的光能够按照原方向传播，不改变发光的均匀性。
(6)通过调整所述透明导电氧化物结构15的载流子浓度，能够适配不同波段的发光二极管的发光需求；其中，由于所述有源层132发出的光的波长越短，光子能量越大，则越容易被所述透明导电氧化物结构15吸收，因此，当所述有源层132发出的光的波长短时，调整所述透明导电氧化物结构15具有低载流子浓度，避免所述透明导电氧化物结构15的载流子浓度过高导致部分入射光与材料晶格发生散射被吸收。
(7)由于将掺杂类型为N型的所述第二欧姆接触层182去除，即所述第二子层1332上未形成有N型的所述第二欧姆接触层182，使得相比传统的发光二极管，减小了高掺杂浓度的N型的所述第二欧姆接触层182对光的吸收，从而增加了光的出射量。
综上所述，本发明提供的发光二极管的制造方法，包括：提供外延衬底；形成外延层于所述外延衬底上，所述外延层包括自下向上依次堆叠的第一子层、有源层和第一半导体层；形成反射镜结构于所述第一半导体层上；形成第一键合层于所述反射镜结构上，以及形成第二键合层于所述衬底上；将所述第一键合层与所述第二键合层键合；去除所述外延衬底；形成透明导电氧化物结构于所述第一子层中；形成第二子层于所述第一子层上，且所述第二子层覆盖所述透明导电氧化物结构和部分所述第一子层，所述第一半导体层与所述第一子层和所述第二子层的掺杂类型相反；形成第二电极于所述第二子层的边缘的所述第一子层上且远离所述透明导电氧化物结构，所述第二电极为透明电极；形成第一电极于所述衬底远离所述第二键合层的一面。本发明使得发光二极管的光电效率得到明显提高。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (29)

1.一种发光二极管，其特征在于，包括：
衬底，所述衬底的第一表面形成有第一电极；
键合结构，位于所述衬底的与所述第一表面相背的第二表面；
反射镜结构，位于所述键合结构上；
外延层，位于所述反射镜结构上，所述外延层包括自下向上依次堆叠的第一半导体层、有源层和第二半导体层，所述第一半导体层与所述第二半导体层的掺杂类型相反，所述第二半导体层包括第二电流扩展层；
透明导电氧化物结构，位于所述第二电流扩展层中；
第二电极，位于所述第二电流扩展层的边缘且远离所述透明导电氧化物结构，所述第二电极为透明电极。
2.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第二电流扩展层包括依次堆叠的第一子层和第二子层，所述第一子层中形成有凹槽，所述透明导电氧化物结构位于所述凹槽中，所述第二子层覆盖所述透明导电氧化物结构和部分所述第一子层，所述第二电极位于所述第二子层的边缘的所述第一子层上且远离所述透明导电氧化物结构，所述透明导电氧化物结构和所述第二电极均与所述第一子层形成肖特基接触。
3.如权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述凹槽的侧壁与所述凹槽的底壁之间的锐角夹角为45°～75°。
4.如权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述凹槽外围的第一子层的厚度为500nm～1500nm，所述凹槽外围的第一子层上的所述第二子层的厚度为1μm～2μm，所述凹槽的深度为250nm～750nm，所述透明导电氧化物结构的厚度为1μm～2μm。
5.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述反射镜结构包括：
反射介质层，位于所述第一半导体层靠近所述衬底的一侧表面，所述反射介质层中形成有贯穿所述反射介质层并暴露出所述第一半导体层的电流扩展孔；
导电层，至少覆盖所述电流扩展孔暴露出的所述第一半导体层；
反射镜层，填充于所述电流扩展孔中并覆盖所述电流扩展孔外围的反射介质层。
6.如权利要求5所述的发光二极管，其特征在于，所述反射介质层中形成有多个所述电流扩展孔，各个所述电流扩展孔在所述透明导电氧化物结构所在平面的投影位于所述透明导电氧化物结构的外围；各个所述电流扩展孔在所述透明导电氧化物结构所在平面的投影呈阵列方式排列，且所述透明导电氧化物结构位于阵列中的最小重复单元的内部。
7.如权利要求6所述的发光二极管，其特征在于，阵列中的最小重复单元呈中心对称，阵列中的最小重复单元的中心为所述透明导电氧化物结构的中心。
8.如权利要求6所述的发光二极管，其特征在于，阵列中的最小重复单元中的相邻两个所述电流扩展孔的中心之间的距离为10μm～20μm。
9.如权利要求6所述的发光二极管，其特征在于，相邻的所述电流扩展孔与所述透明导电氧化物结构的中心之间的水平距离为5μm～15μm。
10.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，最靠近所述第二电极的透明导电氧化物结构的中心与所述第二电极靠近所述透明导电氧化物结构一侧的边缘之间的水平距离为10μm～20μm。
11.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述透明导电氧化物结构和所述第二电极的材质为In、Sn、Zn和Al的一元或至少二元氧化物。
12.如权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述透明导电氧化物结构和所述第二电极的功函数均大于所述第二电流扩展层的功函数，所述透明导电氧化物结构的功函数大于所述第二电极的功函数。
13.如权利要求12所述的发光二极管，其特征在于，所述透明导电氧化物结构的功函数为4eV～5eV，所述第二电极的功函数为3.5eV～4.5eV，所述第二电流扩展层的功函数为3eV～4eV。
14.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第二电极为封闭的或间断的环形电极。
15.一种发光二极管的制造方法，其特征在于，包括：
提供外延衬底；
形成外延层于所述外延衬底上，所述外延层包括自下向上依次堆叠的第一子层、有源层和第一半导体层；
形成反射镜结构于所述第一半导体层上；
提供衬底，形成第一键合层于所述反射镜结构上，以及形成第二键合层于所述衬底上；
将所述第一键合层与所述第二键合层键合；
去除所述外延衬底；
形成透明导电氧化物结构于所述第一子层中；
形成第二子层于所述第一子层上，且所述第二子层覆盖所述透明导电氧化物结构和部分所述第一子层，所述第一半导体层与所述第一子层和所述第二子层的掺杂类型相反；
形成第二电极于所述第二子层的边缘的所述第一子层上且远离所述透明导电氧化物结构，所述第二电极为透明电极；
形成第一电极于所述衬底远离所述第二键合层的一面。
16.如权利要求15所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，形成所述透明导电氧化物结构于所述第一子层中的步骤包括：
刻蚀所述第一子层，以形成凹槽于所述第一子层中；
形成透明导电氧化物层于所述凹槽中，且所述透明导电氧化物层覆盖所述第一子层；
刻蚀所述透明导电氧化物层，以在所述凹槽中形成透明导电氧化物结构，所述透明导电氧化物结构和所述第二电极均与所述第一子层形成肖特基接触。
17.如权利要求16所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，所述凹槽的侧壁与所述凹槽的底壁之间的锐角夹角为45°～75°。
18.如权利要求16所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，所述凹槽外围的第一子层的厚度为500nm～1500nm，所述凹槽外围的第一子层上的所述第二子层的厚度为1μm～2μm，所述凹槽的深度为250nm～750nm，所述透明导电氧化物结构的厚度为1μm～2μm。
19.如权利要求15所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，形成所述反射镜结构于所述第一半导体层上的步骤包括：
形成反射介质层于所述第一半导体层上；
形成电流扩展孔于所述反射介质层中，所述电流扩展孔贯穿所述反射介质层并暴露出所述第一半导体层；
形成导电层至少覆盖所述电流扩展孔暴露出的所述第一半导体层；
填充反射镜层于所述电流扩展孔中，且所述反射镜层覆盖所述电流扩展孔外围的反射介质层。
20.如权利要求19所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，所述反射介质层中形成有多个所述电流扩展孔，各个所述电流扩展孔在所述透明导电氧化物结构所在平面的投影位于所述透明导电氧化物结构的外围；各个所述电流扩展孔在所述透明导电氧化物结构所在平面的投影呈阵列方式排列，且所述透明导电氧化物结构位于阵列中的最小重复单元的内部。
21.如权利要求20所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，阵列中的最小重复单元呈中心对称，阵列中的最小重复单元的中心为所述透明导电氧化物结构的中心。
22.如权利要求20所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，阵列中的最小重复单元中的相邻两个所述电流扩展孔的中心之间的距离为10μm～20μm。
23.如权利要求20所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，相邻的所述电流扩展孔与所述透明导电氧化物结构的中心之间的水平距离为5μm～15μm。
24.如权利要求15所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，最靠近所述第二电极的透明导电氧化物结构的中心与所述第二电极靠近所述透明导电氧化物结构一侧的边缘之间的水平距离为10μm～20μm。
25.如权利要求15所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，所述透明导电氧化物结构和所述第二电极的材质为In、Sn、Zn和Al的一元或至少二元氧化物。
26.如权利要求15所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，所述透明导电氧化物结构和所述第二电极的功函数均大于所述第一子层和所述第二子层的功函数，所述透明导电氧化物结构的功函数大于所述第二电极的功函数。
27.如权利要求26所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，所述透明导电氧化物结构的功函数为4eV～5eV，所述第二电极的功函数为3.5eV～4.5eV，所述第一子层和所述第二子层的功函数为3eV～4eV。
28.如权利要求15所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，所述第二电极为封闭的或间断的环形电极。
29.如权利要求15所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，所述外延层还包括自下向上依次堆叠的截止层和欧姆接触层，所述截止层和所述欧姆接触层位于所述外延衬底和所述第一子层之间；在去除所述外延衬底之后，还去除所述截止层和所述欧姆接触层。
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