一种发光二极管及发光装置的制作方法

本发明涉及半导体光电子器件，具体涉及一种发光二极管及其制备方法。

背景技术：

1、led(light emitting diode，发光二极管)是一种利用载流子复合时释放能量形成发光的半导体器件。因其具有发光强度大、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。

2、现有的发光二极管包括水平类型和垂直类型，垂直类型的发光二极管将电极分别设置在芯片的顶部和底部，并使电流垂直流过led芯片。相较于水平类型，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等技术问题。当对芯片顶部的电极注入电流时，电流将从电极传输至位于芯片内的若干电流传输块，再由电流传输块流向芯片底部的电极，从而保证电流分布均匀，避免电流聚集。

3、然而，由于电流传输块呈圆点状，在电流由电极向电流传输块传输过程中存在以下缺陷：一、电流传输流向在空间上呈弧线，这很大程度上限制了电流的传输，并且由于电流传输块的侧截面积受限，导致单位时间传输的电流也受限；二、电流会聚集在电流传输块窄小的侧截面上，电流和热量无法快速传递，从而导致正向电压高，冷热态电流比值系数偏低，热测饱和不佳等问题。因此，如何解决上述问题以优化电流传输效果是本领域技术人员亟待解决的技术难题之一。

技术实现思路

1、针对现有技术中led芯片的在电流扩展方面存在的不足与缺陷，本发明提供一种发光二极管及发光装置，本发明的发光二极管中，形成图案化的电流扩展层及欧姆接触层，由此可以减少二者对芯片的吸光，提高出光效率，同时通过控制图案化的具体结构增强电流扩展的均匀性。

2、根据本发明的第一方面，本发明提供了一种发光二极管，其包括：

3、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；

4、电流扩展层，位于所述半导体外延叠层的所述第二表面一侧，所述电流扩展层形成为图案化电流扩展层，所述图案化电流扩展层形成为多个平台区域，所述平台区域的周围形成为凹陷区域；

5、欧姆接触层，位于所述平台区域远离所述第二表面的一侧；

6、透光性介质层，位于所述欧姆接触层远离半导体外延叠层的一侧并填充所述凹陷区域，所述透光性介质层具有多个开口，形成多个导电通孔；

7、反射层，设置于所述透光性介质层之上，并填入所述导电通孔，与所述欧姆接触层形成电连接；

8、其中，任意相邻的两个平台区域的几何中心之间的距离相等。

9、本技术限定了电流扩展层中任意相邻的平台区域的几何中心之间的距离相等，即，以任意平台区域的几何中心为圆心，相邻平台区域的几何中心之间的距离为半径作圆，相邻平台区域的中心均处于该圆上。由此相邻的平台区域在电流扩展时形成互补样式，以一个平台区域为例，其任意相邻的平台区域之间电流扩展的叠加面积相等，由此达到电流均匀扩散的效果。另外，形成上述凹陷区相应地减少了电流扩展层(例如gap)的含量，由此能够减少电流扩展层的吸光，增加芯片的出光率。

10、可选地，所述平台区域的横截面为圆形或正多边形。

11、平台区域的横截面形状为圆形或正多边形能够保证电流自其向四周扩散的均匀性。

12、可选地，任意相邻的两个平台区域的几何中心之间的距离d介于10μm～30μm。

13、相邻凹陷区的几何中心之间间隔距离的上述限定能够保证相邻凹陷区的电流扩散的均匀叠加，由此保证任意区域电流扩散的均匀性。

14、可选地，任意相邻的两个平台区域的几何中心之间的距离为d，以任意一个所述平台区域的几何中心为圆心，以距离d为半径做圆，有2k个平台区域的几何中心位于所述圆上，其中k为大于等于1的自然数。

15、所述平台区域的横截面形状为圆形，任意相邻的两个平台区域的几何中心之间的距离d为所述圆形的直径的1.2～3.2倍。

16、可选地，所述平台区域在所述第二表面上的投影面积为所述电流扩展层的表面积的5％～50％。

17、如上所述，通过限定相邻两个平台区域之间的距离以及该距离与平台区域的直径之间的关系，已经平台区域的上述面积占比，优化平台区域的分布，由此保证电流的均匀扩散，同时又能保证最大化减少对芯片出光的吸收。

18、可选地，所述凹陷区域形成在所述电流扩展层中，并且所述凹陷区域的深度为所述电流扩展层的厚度的1/3～2/3。

19、可选地，所述凹陷区域形成在所述电流扩展层中，并且所述凹陷区域的深度等于所述电流扩展层的厚度。

20、针对不同类型的led芯片，可以根据形成芯片的半导体材料设计凹陷区域的深度，例如红光led芯片中，凹陷区域可以贯穿电流扩展层(即凹陷区域的深度等于电流扩展层的厚度)，二对于黄光或绿光芯片，凹陷区域的深度要小于电流扩展层的厚度。

21、可选地，所述发光二极管还包括位于所述第一表面侧并与所述第一导电类型半导体层导电连接的第一电极，所述第一电极包括焊盘电极及扩展电极，所述扩展电极分布在所述第一表面侧，并且，朝向所述第一表面投影时，所述扩展电极及所述焊盘电极的投影与所述电流扩展层的所述平台区域的投影不重合。

22、可选地，所述平台区域的横截面形状为圆形，所述扩展电极的投影与所述平台区域的几何中心的投影之间的最小间隔距离为所述圆形的直径的1.2～3.2倍。

23、可选地，所述发光二极管还包括：

24、基板，位于所述反射层远离所述第二表面的一侧；

25、金属键合层，位于所述基板和所述反射层之间；以及

26、第二电极，位于所述基板远离所述第二表面的一侧，与所述第二导电类型的半导体层电连接。

27、可选地，所述平台区域的侧壁为垂直侧壁。

28、可选地，所述平台区域的侧壁为倾斜侧壁。

29、可选地，所述平台区域远离所述第二表面一侧的开口尺寸小于靠近所述第二表面一侧的底部尺寸。

30、平台区域的侧壁同样可以根据led芯片的具体结构进行设计，由此增加不同led芯片中平台区域的适用性。

31、根据本发明的第二方面，本发明提供了一种发光装置，其特征在于，包括电路基板，以及位于所述电路基板上的至少一个发光元件，所述发光元件包括本技术所述的发光二极管。

32、如上所述，本发明的发光二极管及发光装置具有如下技术效果：

33、本技术的发光二极管，限定了电流扩展层中相邻平台区域的几何中心之间的距离相等，即，以任意平台区域的几何中心为圆心，相邻平台区域的几何中心之间的距离为半径作圆，相邻平台区域的中心均处于该圆上。由此相邻的平台区域在电流扩展时形成互补样式，以一个平台区域为例，其任意相邻的平台区域之间电流扩展的叠加面积相等，由此达到电流均匀扩散的效果。另外，形成上述平台区域相应地减少了电流扩展层(例如gap)的含量，由此能够减少电流扩展层的吸光，增加芯片的出光率。

34、同时，还可以根据led芯片的不同类型或者不同的半导体材料设计不同的凹陷区域深度及平台区域的侧壁类型，增加平台区域的适用性。