本发明的实施方式

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

本发明提供如下一种发光二极管，如图1所示的剖面示意图，其包括如下堆叠层：100：基板；101：金属键合层；102：金属反射层；103：粘附层；104：透光性电介质层；105：欧姆接触层；106：防金属扩散层；107：第一导电类型半导体层；108：有源层；109：第二导电类型半导体层； 110：第一电极；111：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，为了便于在向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。

金属键合层101为将半导体外延叠层一侧粘附到基板100上时使用的键合金属材料，如金、锡、钛、镍、铂等金属，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。

金属反射层102在金属键合层101上侧并更靠近半导体外延叠层的一侧，金属反射层102具有70%以上的金属反射率，由包含Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、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，优选所述金属反射层102为Au。该金属反射层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二导电类型半导体层109远离有源层108的一侧。

透光性电介质层104，位于第一导电类型半导体层107和粘附层103之间，用于在半导体外延叠层一侧开口提供欧姆接触位置，因此，需要选择高阻值的绝缘材料如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。透光性电介质层104位于所述第一导电型半导体层107的远离有源层108的一侧，透光性电介质层104还用于反射有源层108的光辐射返回至半导体外延叠层或侧壁出光，因此，优选的选用低折射率材料，以增加光辐射穿过半导体外延叠层至透光性电介质层104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，透光性电介质层104的厚度优选为100nm以上，例如100~500nm，更优选的是100~400nm，或者更优选的是150~400nm。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104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，所述透光性介电层的光学厚度为（发光波长/4）的整数倍数范围。所述透光性电介质层104的内部形成一系列贯穿该透光性电介质层104的开口V1，如图2所示，形成多个贯穿孔，所述开口的水平截面形状可以是圆形或者椭圆形或者多边形，所述透光性电介质层104的水平宽度尺寸优选为2~10μm。

金属反射层102与透光性电介质层104之间还可以包括欧姆接触层105，欧姆接触层105通过至少填充透光性电介质层104的多个贯穿孔的部分区域，欧姆接触层105通过多个贯穿孔与第一导电类型半导体层107形成欧姆接触，以将电流从金属反射层103、金属键合层102均匀地传递到半导体外延叠层，因此欧姆接触层105至少覆盖多个贯穿孔区域，而并不是以整面的形式覆盖接触第一导电型半导体层107的一侧。所述欧姆接触层105使用光透射导电金属。所述光透射导电金属优选为合金材料，如金锌、金锗、金锗镍或金铍等材料，所述欧姆接触层105可以具有单层或者多层结构。本实施例中，优选所述欧姆接触层105为金锌。

所述金属反射层102与透光性电介质层104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。

粘附层103形成在透光性介电层104远离半导体外延叠层的一面侧，所述粘附层103为透光性导电材料，该透光性导电材料具体的如IZO或者ITO等，更优选的是对透光性电介质层104以及金属反射层102如金或银之间粘附性好的材料。

更优选的是粘附层103的厚度至多为透光性电介质层104的厚度的五分之一，或者具体的所述粘附层的厚度至多为10nm，至少1nm。高于该厚度的范围将破坏透光性电介质层104的反射性，导致严重吸光。低于该厚度范围值将导致粘附效果差。粘附层103如IZO或ITO的透光率通常会低于透光性电介质层104的透光率。该厚度范围的粘附层为连续的膜层或更优选的为离散状的层。

欧姆接触层105中的金属与粘附层103直接接触会发生扩散现象，例如欧姆接触层105为AuZn，粘附层103为IZO或者ITO，其中欧姆接触层105的金属Zn会扩散至粘附层103中，从而影响欧姆接触层105与第一导电型半导体层107之间的欧姆接触，从而导致半导体发光二极管的电压会升高。

为了阻挡欧姆接触层105的金属扩散至粘附层103中，本实施例中发光二极管含有防金属扩散层106，所述防金属扩散层106位于所述欧姆接触层105与所述粘附层103之间，所述防金属扩散层106的金属原子的活动性低于所述欧姆接触层105的金属原子，从而金属扩散层106可阻挡欧姆接触层105的金属原子的扩散。

在一些实施例中，所述金属扩散层106位于所述透光性电介质层104的贯穿孔内，如图1所示，所述防金属扩散层106和透光性电介质层104远离半导体外延叠层的表面基本平齐，可保证后续金属反射层102的平整度，从而提升金属反射层102的反射率，从而提升发光二极管的反射率。

在一些实施例中，所述防金属扩散层106填充所述透光性电介质层104的贯穿孔并部分延伸至贯穿孔之外，如图3所示。

所述防金属扩散层106为Pt，Ti，Ni，Cr中的一种或多种材料的组合。所述防金属扩散层106的厚度为30nm~120nm，优选为50nm~100nm。

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107、第二导电型半导体层109和位于第一导电型半导体层107和第二导电型半导体层109之间的有源层108。所述第一导电型半导体层107和第二导电型半导体层109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107、有源层108、第二导电型半导体层109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。第一导电型半导体层107或第二导电型半导体层109中包括提供电子或空穴的覆盖层，以及可以包括其它层材料如电流扩展层、窗口层或欧姆接触层等，根据掺杂浓度或组分含量不同进行设置为不同的多层。有源层108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108可以是单量子阱或多量子阱的周期性结构。通过调整活性层有源层108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基材料组成。

第一电极110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110包括焊盘电极110a和延伸电极110b，其中所述焊盘电极110a主要用于封装时进行外部打线。焊盘电极110a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110b可以以预定的图案形状形成，并且延伸电极110b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111，本实施例中所述第二电极111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110与第二电极111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110和第二电极111优选为金属材料制成。第一电极110至少焊盘电极部分110a以及延伸电极部分110b还可以包括实现与半导体外延叠层之间形成良好的欧姆接触的金属材料。

实施例2

下面对上述实施例1的发光二极管的制作工艺进行详细的说明。

如图4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107、第二导电类型半导体层109和位于第一导电类型半导体层107和第二导电类型半导体层109之间的有源层108，具有相对的第一表面S1和第二表面S2，其中第一表面S1为出光面。

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107、第二导电类型半导体层109和位于第一导电类型半导体层107和第二导电类型半导体层109之间的有源层108。当第一导电类型半导体层107为p型半导体，第二导电类型半导体层109可为相异电性的n型半导体，相反，当第一导电类型半导体层107为n型半导体，第二导电类型半导体109可为相异电性的p型半导体。有源层108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108发出光线。本实施例中，优选所述第一导电类型半导体层107为p型半导体层。所述半导体外延叠层优选为AlGaInP基材料，所述活性层辐射红光或者红外光。

如图5所示，接着，在第一导电类型半导体层107远离有源层108的一侧制备透光性电介质层104，本实施例中优选透光性电介质层104为SiO₂或者MgF₂；所述透光性电介质层104的厚度优选为100nm以上，例如100~500nm，更优选的是100~400nm，或者更优选的是150~400nm。通过掩膜和蚀刻工艺，在所述透光性电介质层104形成开口暴露所述半导体外延叠层的第二表面侧，形成多个贯穿孔。

如图6所示，接着，在所述透光性电介质层104的贯穿孔内形成所述欧姆接触层105，所述欧姆接触层105使用光透射导电金属。所述光透射导电金属优选为合金材料，如金锌、金锗、金锗镍或金铍等材料。本实施例中，优选所述欧姆接触105为金锌。所述欧姆接触层105的厚度为80~400nm，优选为150nm以上，更优选的为200nm以上。然后在所述欧姆接触层105上形成防金属扩散层106，所述防金属扩散层106的材料为Pt，Ti，Ni，Cr中的一种或多种材料的组合。优选地，所述防欧姆接触层金属扩散层106的厚度为30nm~120nm。优选地，所述透光性电介质层104与所述防金属扩散层106的表面基本平齐，可保证金属反射层102的平整度，从而提高金属反射层102的反射率，提升发光二极管的发光效率。

如图7所示，接着在所述透光性电介质层104远离有源层108的一侧形成粘附层103，所述粘附层103如IZO或者ITO，本实施例中优选所述粘附层103为IZO，厚度为10nm以下，优选为2~10nm。

如图8所示，然后在所述粘附层103上形成金属反射层102，所述金属反射层优选为Au或者Ag，本实施例中，优选所述金属反射层材料为Au；在所述金属反射层102一侧设置键合层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8所示的结构；

接着，如图9所示，在第二导电型半导体层109上形成第一电极110，第一电极110包括打线部分的主电极110a以及延伸电极110b，其中主电极110a与延伸电极110b分别提供打线位置以及水平电流扩展。

最后，形成背面电极111在基板100的背面侧，得到如图1所示的发光二极管。

本发明通过在欧姆接触层105和粘附层103之间加入防金属扩散层106，可阻挡欧姆接触层105中的金属往所述粘附层103扩散，从而可解决因欧姆接触层105中的金属扩散至粘附层103，影响欧姆接触层105与半导体外延叠层的欧姆接触而引起的发光二极管的电压升高的问题。同时欧姆接触层105和防金属扩散层106填充透光性电介质层104的贯穿孔，可保证金属反射层102界面的平整度，提升发光二极管的反射率，从而提升发光二极管的出光效率；可减小将半导体外延叠层键合至基板100时孔洞的产生，提升发光二极管的打线良率。

实施例3

与实施例1中图1所示的发光二极管相比，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。

实施例4

作为图1所述结构的改进，如图11所示，第一电极110和第二电极111自所述半导体外延叠层的第二表面S2侧引出，与外部电性连接。

具体的，如图11所示，该结构包括半导体外延叠层，其中第一导电类型半导体层107、有源层108和第二导电类型半导体层109逐层堆叠，半导体外延叠层的第一表面S1为出光面，第二表面S2侧为第一导电类型半导体层107，具有多个独立的凹部，凹部自第二表面侧延伸至穿过有源层108至底部与第二类型半导体层109接触，所示凹部的水平宽度为1μm以上，凹部占据第二表面侧的面积为1~20%。

透光性电介质层104和粘附层103至少形成在半导体外延叠层的第二表面S1侧，其中透光性电介质层104也可延伸至覆盖多个凹部的侧壁表面，透光性电介质层104在半导体外延叠层的第二表面S2侧具有多个开口，形成多个贯穿孔，金属反射层102位于粘附层的表面侧。透光性电介质层104暴露多个凹部的位置。欧姆接触层105填充透光性电介质层的贯穿孔，与半导体外延叠层的第二表面S2侧直接接触。防金属扩散层106位于粘附层103和欧姆接触层105之间，可防止欧姆接触层105的金属扩散至粘附层103中，从而可解决因欧姆接触层105中的金属扩散至粘附层103，影响欧姆接触层105与半导体外延叠层的欧姆接触而引起的发光二极管的电压升高的问题。在金属反射层的表面侧还具有一绝缘层112，绝缘层112的材料可以是氧化物或者氮化物或者氟化物，如氧化硅，氮化硅，在一些实施例中，绝缘层112也可以延伸至覆盖凹部的侧壁，露出凹部的底部。

在绝缘层112的表面具有第二金属层113，第二金属层113通过凹部填充半导体外延叠层的多个开口至底部与第二导电类型半导体层109接触。

金属反射层102还包括一部分表面被暴露以设置有第一电极109，第二金属层113还包含一部分表面暴露设置有第二电极110，第一电极109和第二电极110位于半导体外延叠层的周围的同一侧，用于外部打线。

第二金属层113的一侧还具有基板100，基板为导电或者不导电的基板，第二金属层113还包含键合层，用于键合基板。

实施例5

作为实施例4的替代性实施例，如图12所示，其中基板100为导电性基板，第二电极111设置在导电性基板100的背面侧用于外部电性连接。

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。