CN107681026B - 一种发光二极管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种发光二极管及其制备方法，其中，所述发光二极管在外延结构表面通过设置重掺杂第二型电流扩展层、多个电流阻挡层和透明导电层的方式，在透明导电层中形成多个电阻大小相当的电流路径，从而实现了发光二极管的立体电流扩展的目的，提升了发光二极管的电流扩展效果；并且由于所述重掺杂第二型电流扩展层和多个电流阻挡层协助所述透明导电层构成了多个电阻大小相当的电流路径，使得所述透明导电层的厚度无需设置较厚也可以实现较好的电流扩展效果，从而实现了在不吸收过多发光二极管的出射光线的前提下，为发光二极管提供良好的电流扩展效果的目的，进而达到提升发光二极管的量子效率，最终提高发光二极管的出光效率的目的。
Description
技术领域
本申请涉及半导体技术领域，更具体地说，涉及一种发光二极管及其制备方法。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，也称为电致发光二极管，是LED灯的核心组件。随着发光二极管技术的快速发展，发光二极管在各领域中的应用越来越广泛。
如何提高发光二极管的发光效率是发光二极管研究过程中一个永不过时的话题，现今主流的提高发光二极管的发光效率的途径主要包括提高内、外量子效率和提高光的萃取率等途径。研究人员发现，提高发光二极管中电流的扩展效果能够有效提高发光二极管的量子效率，从而提升发光二极管的发光效率。
现有技术中通常通过在外延结构表面设置一层透明导电层来实现提高发光二极管中电流扩展效果的目的，但是由于主流的透明导电材料，例如氧化铟锡(ITO)等的透光率并非100％，过厚的透明导电层会吸收较多发光二极管的出射光线，反而难以达到提高发光二极管的出光效率的目的；而过薄的透明导电层的电流扩展效果又较差，难以起到提升发光二极管的量子效率的目的，反而会导致发光二极管的工作电压升高的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种发光二极管及其制备方法，以实现在不吸收过多发光二极管的出射光线的前提下，为发光二极管提供良好的电流扩展效果的目的，从而达到提升发光二极管的量子效率，最终提高发光二极管的出光效率的目的。
为实现上述技术目的，本发明实施例提供了如下技术方案：
一种发光二极管，包括：
衬底；
位于所述衬底表面的外延结构，所述外延结构至少包括第一型限制层、有源区、第二型限制层和第二型电流扩展层；
位于所述衬底背离所述外延结构表面的第一电极；
位于所述第二型电流扩展层表面的重掺杂第二型电流扩展层，所述重掺杂第二型电流扩展层的掺杂浓度大于所述第二型电流扩展层的掺杂浓度；
所述重掺杂第二型电流扩展层包括多个扩展层单元、多个第一类凹槽和一个第二类凹槽，所述多个第一类凹槽和一个第二类凹槽分布于相邻所述扩展层单元之间，所述第一类凹槽暴露出所述第二型电流扩展层，所述第二类凹槽暴露出所述第二型电流扩展层的电极区域；
位于所述第二类凹槽底部以及紧邻所述第二类凹槽的扩展层单元的电流阻挡层；
覆盖所述重掺杂第二型电流扩展层、第二型电流扩展层裸露表面以及位于扩展层单元表面的电流阻挡层表面的透明导电层；
覆盖位于所述第二类凹槽底部的电流阻挡层表面以及部分透明导电层表面的第二电极。
可选的，所述第二型电流扩展层的掺杂浓度的取值范围为1017cm-3-5×1018cm-3，包括端点值；
所述重掺杂第二型电流扩展层的掺杂浓度的取值范围为5×1018cm-3-1020cm-3，包括端点值。
可选的，所述第一类凹槽的宽度不小于所述第二类凹槽的宽度。
一种发光二极管的制备方法，包括：
提供衬底，所述衬底表面生长有外延结构，所述外延结构至少包括第一型限制层、有源区、第二型限制层和第二型电流扩展层；
在所述外延结构表面生长重掺杂第二型电流扩展层，并对所述重掺杂第二型电流扩展层进行刻蚀，形成多个扩展层单元、多个第一类凹槽和一个第二类凹槽，所述多个第一类凹槽和一个第二类凹槽分布于相邻所述扩展层单元之间，所述第一类凹槽暴露出所述第二型电流扩展层，所述第二类凹槽暴露出所述第二型电流扩展层的电极区域；
形成覆盖所述第二类凹槽底部以及紧邻所述第二类凹槽的扩展层单元表面的电流阻挡层；
在覆盖所述重掺杂第二型电流扩展层、第二型电流扩展层裸露表面以及位于扩展层单元表面生长透明导电层；
覆盖位于所述第二类凹槽底部的电流阻挡层表面及部分透明导电层表面形成第二电极；
在所述衬底背离所述外延结构一侧表面形成第一电极。
可选的，所述第二型电流扩展层的掺杂浓度的取值范围为1017cm-3-5×1018cm-3，包括端点值；
所述重掺杂第二型电流扩展层的掺杂浓度的取值范围为5×1018cm-3-1020cm-3，包括端点值。
一种发光二极管，包括：
衬底；
位于所述衬底表面的外延结构，所述外延结构至少包括：第一型导电层、有源区和第二型导电层，所述第一型导电层具有叠层区和电极区；
位于所述第二型导电层表面的欧姆接触层，所述欧姆接触层在所述第一型导电层表面的投影部分覆盖所述叠层区；所述欧姆接触层包括两个接触层单元和一个凹槽，所述凹槽位于两个接触层单元之间，且暴露出所述第二型导电层；
位于所述第一型导电层电极区表面的第一电极，所述第一电极朝向所述外延结构一侧表面具有隔离层；
位于所述欧姆接触层远离所述第一电极一侧的第二电极，所述第二电极与所述第二型导电层之间具有第一电流阻挡层；
紧邻所述第二电极的接触层单元表面具有第二电流阻挡层；
覆盖所述第二电流阻挡层、所述欧姆接触层和第二型导电层裸露表面的透明导电层。
可选的，所述欧姆接触层为P型氮化镓铟层。
可选的，所述外延结构还包括：位于所述衬底与所述第一型导电层之间的缓冲层和非故意掺杂层；
所述缓冲层位于所述非故意掺杂层背离所述第一型导电层一侧表面。
一种发光二极管的制备方法，包括：
提供衬底，所述衬底表面生长有外延结构，所述外延结构至少包括第一型导电层、有源区和第二型导电层，所述第一型导电层具有叠层区和电极区；
在所述第二型导电层表面生长欧姆接触层；
对所述外延结构及所述欧姆接触层进行刻蚀，以暴露出所述第一型导电层的电极区、所述第二型导电层的电极区以及形成两个接触层单元和位于两个接触层单元之间的凹槽，所述凹槽暴露出所述第二型导电层；
在所述第二型导电层的电极区表面形成第一电流阻挡层，在远离所述电极区的接触层单元表面形成第二电流阻挡层，并在所述外延层朝向所述第一型导电层的电极区一侧表面形成隔离层；
覆盖位于所述接触层单元表面的隔离层表面、所述凹槽表面以及所述欧姆接触层表面形成透明导电层；
在位于所述第二型导电层的电极区表面的隔离层表面形成第二电极，在所述第一型导电层的电极区表面形成第一电极。
可选的，所述外延结构还包括：位于所述衬底与所述第一型导电层之间的缓冲层和非故意掺杂层；
所述缓冲层位于所述非故意掺杂层背离所述第一型导电层一侧表面。
从上述技术方案可以看出，本发明实施例提供了一种发光二极管及其制备方法，其中，所述发光二极管在外延结构表面通过设置包括多个扩展层单元、多个第一类凹槽和一个第二类凹槽的重掺杂第二型电流扩展层、多个电流阻挡层和透明导电层的方式，在透明导电层中形成多个电阻大小相当的电流路径，从而实现了发光二极管的立体电流扩展的目的，提升了发光二极管的电流扩展效果；
并且由于所述重掺杂第二型电流扩展层和多个电流阻挡层协助所述透明导电层构成了多个电阻大小相当的电流路径，使得所述透明导电层的厚度无需设置较厚也可以实现较好的电流扩展效果，从而实现了在不吸收过多发光二极管的出射光线的前提下，为发光二极管提供良好的电流扩展效果的目的，进而达到提升发光二极管的量子效率，最终提高发光二极管的出光效率的目的。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请的一个实施例提供的一种发光二极管的剖面结构示意图；
图2为本申请的另一个实施例提供的一种发光二极管的剖面结构示意图；
图3为本申请的一个实施例提供的一种发光二极管的制备方法的流程示意图；
图4-图10为本申请的一个实施例提供的一种发光二极管的制备流程示意图；
图11为本申请的另一个实施例提供的一种发光二极管的制备方法的流程示意图；
图12-图17为本申请的另一个实施例提供的一种发光二极管的制备流程示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
本申请实施例提供了一种发光二极管，如图1所示，包括：
衬底10；
位于所述衬底10表面的外延结构，所述外延结构至少包括第一型限制层11、有源区12、第二型限制层13和第二型电流扩展层14；
位于所述衬底10背离所述外延结构表面的第一电极19；
位于所述第二型电流扩展层14表面的重掺杂第二型电流扩展层15，所述重掺杂第二型电流扩展层15的掺杂浓度大于所述第二型电流扩展层14的掺杂浓度；
所述重掺杂第二型电流扩展层15包括多个扩展层单元、多个第一类凹槽和一个第二类凹槽，所述多个第一类凹槽和一个第二类凹槽分布于相邻所述扩展层单元之间，所述第一类凹槽暴露出所述第二型电流扩展层14，所述第二类凹槽暴露出所述第二型电流扩展层14的电极区域；
位于所述第二类凹槽底部以及紧邻所述第二类凹槽的扩展层单元的电流阻挡层17；
覆盖所述重掺杂第二型电流扩展层15、第二型电流扩展层14裸露表面以及位于扩展层单元表面的电流阻挡层17表面的透明导电层16；
覆盖位于所述第二类凹槽底部的电流阻挡层17表面以及部分透明导电层16表面的第二电极18。
参考图1，在图1中，为了避免通过第二电极18的电流直接进入第二型电流扩展层14，在第二电极18与第二型电流扩展层14之间设置了一层电流阻挡层17，以迫使通过第二电极18的电流通过重掺杂第二型电流扩展层15或透明导电层16或先通过透明导电层16再通过重掺杂第二型电流扩展层15进入所述第二型电流扩展层14，并且由于所述重掺杂第二型电流扩展层15的掺杂浓度要大于所述第二型电流扩展层14的掺杂浓度，因此电流通过透明导电层16进入第二型电流扩展层14的路径与电流通过重掺杂第二型电流扩展层15进行第二型电流扩展层14的路径的电阻大致相当，也就是说，在图1中，标号L1、L2、L3、L4、L5和L6分别为通过第二电极18的电流进入第二型电流扩展层14的可行路径，这些可行路径的电阻大致相当，并且这些可行路径基本上贯穿了整个透明导电层16，构成了一个立体的电流扩展网络，从而实现了发光二极管的立体电流扩展的目的，提升了发光二极管的电流扩展效果；
另外，由于所述重掺杂第二型电流扩展层15和多个电流阻挡层17协助所述透明导电层16构成了多个电阻大小相当的电流路径，使得所述透明导电层16的厚度无需设置较厚也可以实现较好的电流扩展效果，从而实现了在不吸收过多发光二极管的出射光线的前提下，为发光二极管提供良好的电流扩展效果的目的，进而达到提升发光二极管的量子效率，最终提高发光二极管的出光效率的目的。
需要说明的是，在本实施例中提供的发光二极管的外延结构为发红黄光的发光二极管的基本外延结构，在该外延结构基础上，也可以具有位于所述衬底10与所述第一型限制层11之间的缓冲层20，还可以具有位于所述缓冲层20与所述第一型限制层11之间的分布式布拉格反射镜21(参考图2)；其中，所述缓冲层20为所述衬底10与所述分布式布拉格反射镜21的过渡结构，所述分布式布拉格反射镜21(Distributed Bragg Reflection，DBR)可以提升所述发光二极管的发光效率，所述分布式布拉格反射镜21的形成可以由形成所述第一型限制层11的材料构成，其具体形成工艺以为本领域技术人员所熟知，本申请在此不做赘述。
优选的，在本申请的一个优选实施例中，所述第二型电流扩展层的掺杂浓度的取值范围为1017cm-3-5×1018cm-3，包括端点值；
所述重掺杂第二型电流扩展层的掺杂浓度的取值范围为5×1018cm-3-1020cm-3，包括端点值。
掺杂浓度的取值范围处于上述范围的第二型电流扩展层和重掺杂第二型电流扩展层可以提供较为明显的欧姆接触差异，更加有利于协助在所述透明导电层中形成多条立体电流通道，增强所述透明导电层的电流扩展效果。
在本申请的另一个优选实施例中，所述第一类凹槽的宽度不小于所述第二类凹槽的宽度。
同样的，将第一类凹槽的宽度设置为不小于所述第二类凹槽的宽度的方式可以更好地协助在所述透明导电层中形成多条立体电流通道，增强所述透明导电层的电流扩展效果。
相应的，本申请实施例还提供了一种发光二极管的制备方法，如图3所示，包括：
S101：提供衬底，所述衬底表面生长有外延结构，所述外延结构至少包括第一型限制层、有源区、第二型限制层和第二型电流扩展层；
参考图4，图4为所述衬底及其表面结构的剖面结构示意图，在本实施例中，外延结构为发红黄光的发光二极管的基本外延结构，在该外延结构基础上，也可以具有位于所述衬底与所述第一型限制层之间的缓冲层，还可以具有位于所述缓冲层与所述第一型限制层之间的分布式布拉格反射镜(参考图2)；其中，所述缓冲层为所述衬底与所述分布式布拉格反射镜的过渡结构，所述分布式布拉格反射镜(Distributed Bragg Reflection，DBR)可以提升所述发光二极管的发光效率，所述分布式布拉格反射镜的形成可以由形成所述第一型限制层的材料构成，其具体形成工艺以为本领域技术人员所熟知，本申请在此不做赘述。图4中的标号10表示衬底，11表示第一型限制层，12表示有源区，13表示第二型限制层，14表示第二型电流扩展层。
S102：在所述外延结构表面生长重掺杂第二型电流扩展层，并对所述重掺杂第二型电流扩展层进行刻蚀，形成多个扩展层单元、多个第一类凹槽和一个第二类凹槽，所述多个第一类凹槽和一个第二类凹槽分布于相邻所述扩展层单元之间，所述第一类凹槽暴露出所述第二型电流扩展层，所述第二类凹槽暴露出所述第二型电流扩展层的电极区域；
参考图5，图5为经过步骤S102后衬底及其表面结构的剖面结构示意图，在图5中示出了由4个扩展层单元、2个第一类凹槽和1个第二类凹槽构成的重掺杂第二型电流扩展层，所述第二类凹槽中用于设置第二电极，第一类凹槽用于设置透明导电层。图5中标号15表示重掺杂第二型电流扩展层，A1表示第一类凹槽，A2表示第二类凹槽。
S103：形成覆盖所述第二类凹槽底部以及紧邻所述第二类凹槽的扩展层单元表面的电流阻挡层；
参考图6，图6为经过步骤S103后的衬底及其表面结构的剖面结构示意图，所述电流阻挡层用于阻挡发光二极管的第二电极的电流直接进入第二型电流扩展层，辅助形成多个电阻相当的电流扩展路径。图6中标号17表示电流阻挡层。
S104：在覆盖所述重掺杂第二型电流扩展层、第二型电流扩展层裸露表面以及位于扩展层单元表面生长透明导电层；
参考图7，图7为经过步骤S104后的衬底及其表面结构的剖面结构示意图。图7中标号16表示透明导电层。
S105：覆盖位于所述第二类凹槽底部的电流阻挡层表面及部分透明导电层表面形成第二电极；
参考图8，图8为经过步骤S105后的衬底及其表面结构的剖面结构示意图。图8中的标号18表示第二电极。
S106：在所述衬底背离所述外延结构一侧表面形成第一电极。
参考图9，图9为经过步骤S106后的衬底及其表面结构的剖面结构示意图。图9中表示19表示第一电极。
为了避免通过第二电极的电流直接进入第二型电流扩展层，在第二电极与第二型电流扩展层之间设置了一层电流阻挡层，以迫使通过第二电极的电流通过重掺杂第二型电流扩展层或透明导电层或先通过透明导电层再通过重掺杂第二型电流扩展层进入所述第二型电流扩展层，并且由于所述重掺杂第二型电流扩展层的掺杂浓度要大于所述第二型电流扩展层的掺杂浓度，因此电流通过透明导电层进入第二型电流扩展层的路径与电流通过重掺杂第二型电流扩展层进行第二型电流扩展层的路径的电阻大致相当，也就是说，参考图1，标号L1、L2、L3、L4、L5和L6分别为通过第二电极的电流进入第二型电流扩展层的可行路径，这些可行路径的电阻大致相当，并且这些可行路径基本上贯穿了整个透明导电层，构成了一个立体的电流扩展网络，从而实现了发光二极管的立体电流扩展的目的，提升了发光二极管的电流扩展效果；
另外，由于所述重掺杂第二型电流扩展层和多个电流阻挡层协助所述透明导电层构成了多个电阻大小相当的电流路径，使得所述透明导电层的厚度无需设置较厚也可以实现较好的电流扩展效果，从而实现了在不吸收过多发光二极管的出射光线的前提下，为发光二极管提供良好的电流扩展效果的目的，进而达到提升发光二极管的量子效率，最终提高发光二极管的出光效率的目的。
相应的，本申请实施例还提供了一种发光二极管，参考图10，所述发光二极管包括：
衬底30；
位于所述衬底30表面的外延结构，所述外延结构至少包括：第一型导电层33、有源区34和第二型导电层42，所述第一型导电层33具有叠层区和电极区；
位于所述第二型导电层42表面的欧姆接触层37，所述欧姆接触层37在所述第一型导电层33表面的投影部分覆盖所述叠层区；所述欧姆接触层37包括两个接触层单元和一个凹槽，所述凹槽位于两个接触层单元之间，且暴露出所述第二型导电层42；
位于所述第一型导电层33电极区表面的第一电极35，所述第一电极35朝向所述外延结构一侧表面具有隔离层36；
位于所述欧姆接触层37远离所述第一电极35一侧的第二电极40，所述第二电极40与所述第二型导电层42之间具有第一电流阻挡层41；
紧邻所述第二电极40的接触层单元表面具有第二电流阻挡层39；
覆盖所述第二电流阻挡层39、所述欧姆接触层37和第二型导电层42裸露表面的透明导电层38。
同样的，在图10所示的发光二极管的结构中，所述第二电极40与所述第二型导电层42之间设置有第一电流阻挡层41，并且紧邻所述第二电极40的接触层单元表面具有第二电流阻挡层39，以迫使通过第二电极40的电流通过欧姆接触层37或透明导电层38或先通过透明导电层38再通过欧姆接触层37进入第二型导电层42，也就是说，在图10中，标号L7、L8、L9和L10分别为通过第二电极40的电流进入第二型导电层42的可行路径，这些可行路径的电阻大致相当，并且这些可行路径基本上贯穿了整个透明导电层38，构成了一个立体的电流扩展网络，从而实现了发光二极管的立体电流扩展的目的，提升了发光二极管的电流扩展效果；
另外，由于在透明导电层38中构成了多个电阻大小相当的电流路径，使得所述透明导电层38的厚度无需设置较厚也可以实现较好的电流扩展效果，从而实现了在不吸收过多发光二极管的出射光线的前提下，为发光二极管提供良好的电流扩展效果的目的，进而达到提升发光二极管的量子效率，最终提高发光二极管的出光效率的目的。
需要说明的是，本实施例中提供的发光二极管的外延结构为发蓝绿光的发光二极管的基本外延结构，为了优化发光二极管的性能，在本申请的一个优选实施例中，仍然参考图10，所述外延结构还可以包括：位于所述衬底30与所述第一型导电层33之间的缓冲层31和非故意掺杂层32；所述缓冲层31位于所述非故意掺杂层32背离所述第一型导电层33一侧表面。本申请对所述外延结构的具体结构并不做限定，具体视实际情况而定。
可选的，所述衬底30可以为蓝宝石衬底30，还可以为碳化硅衬底30。
所述欧姆接触层37为P型氮化镓铟(P-GaInN)层。
相应的，本申请实施例还提供了一种发光二极管的制备方法，如图11所示，包括：
S201：提供衬底，所述衬底表面生长有外延结构，所述外延结构至少包括第一型导电层、有源区和第二型导电层，所述第一型导电层具有叠层区和电极区；
参考图12，图12为衬底及其表面结构的剖面结构示意图，本实施例中提供的发光二极管的外延结构为发蓝绿光的发光二极管的基本外延结构，为了优化发光二极管的性能，在本申请的一个优选实施例中，参考图10，所述外延结构还可以包括：位于所述衬底与所述第一型导电层之间的缓冲层和非故意掺杂层；所述缓冲层位于所述非故意掺杂层背离所述第一型导电层一侧表面。本申请对所述外延结构的具体结构并不做限定，具体视实际情况而定。可选的，所述衬底可以为蓝宝石衬底，还可以为碳化硅衬底。图12中的标号30表示衬底，31表示缓冲层，32表示非故意掺杂层，33表示第一型导电层，34表示有源区，42表示第二型导电层。
S202：在所述第二型导电层表面生长欧姆接触层；
参考图13，图13为经过步骤S202后的衬底及其表面结构的剖面结构示意图。可选的，所述欧姆接触层为P型氮化镓铟(P-GaInN)层。图13中的37'表示非经刻蚀的欧姆接触层。
S203：对所述外延结构及所述欧姆接触层进行刻蚀，以暴露出所述第一型导电层的电极区、所述第二型导电层的电极区以及形成两个接触层单元和位于两个接触层单元之间的凹槽，所述凹槽暴露出所述第二型导电层；
参考图14，图14为经过步骤S203后的衬底及其表面结构的剖面结构示意图。图14中的标号37表示刻蚀后的欧姆接触层。
S204：在所述第二型导电层的电极区表面形成第一电流阻挡层，在远离所述电极区的接触层单元表面形成第二电流阻挡层，并在所述外延层朝向所述第一型导电层的电极区一侧表面形成隔离层；
参考图15，图15为经过步骤S204后的衬底及其表面结构的剖面结构示意图。图15中的标号41表示第一电流阻挡层，39表示第二电流阻挡层，36表示隔离层。
S205：覆盖位于所述接触层单元表面的隔离层表面、所述凹槽表面以及所述欧姆接触层表面形成透明导电层；
参考图16，图16为经过步骤S205后的衬底及其表面结构的剖面结构示意图。图16中的标号38表示所述透明导电层。
S206：在位于所述第二型导电层的电极区表面的隔离层表面形成第二电极，在所述第一型导电层的电极区表面形成第一电极。
参考图17，图17为经过步骤S206后的衬底及其表面结构的剖面结构示意图。图17中标号40表示第二电极，标号35表示第一电极。
参考图10，在本实施例提供的发光二极管中，所述第二电极与所述第二型导电层之间设置有第一电流阻挡层，并且紧邻所述第二电极的接触层单元表面具有第二电流阻挡层，以迫使通过第二电极的电流通过欧姆接触层或透明导电层或先通过透明导电层再通过欧姆接触层进入第二型导电层，也就是说，在图10中，标号L7、L8、L9和L10分别为通过第二电极的电流进入第二型导电层的可行路径，这些可行路径的电阻大致相当，并且这些可行路径基本上贯穿了整个透明导电层，构成了一个立体的电流扩展网络，从而实现了发光二极管的立体电流扩展的目的，提升了发光二极管的电流扩展效果；
另外，由于在透明导电层中构成了多个电阻大小相当的电流路径，使得所述透明导电层的厚度无需设置较厚也可以实现较好的电流扩展效果，从而实现了在不吸收过多发光二极管的出射光线的前提下，为发光二极管提供良好的电流扩展效果的目的，进而达到提升发光二极管的量子效率，最终提高发光二极管的出光效率的目的。
综上所述，本申请实施例提供了一种发光二极管及其制备方法，其中，所述发光二极管在外延结构表面通过设置包括多个扩展层单元、多个第一类凹槽和一个第二类凹槽的重掺杂第二型电流扩展层、多个电流阻挡层和透明导电层的方式，在透明导电层中形成多个电阻大小相当的电流路径，从而实现了发光二极管的立体电流扩展的目的，提升了发光二极管的电流扩展效果；
并且由于所述重掺杂第二型电流扩展层和多个电流阻挡层协助所述透明导电层构成了多个电阻大小相当的电流路径，使得所述透明导电层的厚度无需设置较厚也可以实现较好的电流扩展效果，从而实现了在不吸收过多发光二极管的出射光线的前提下，为发光二极管提供良好的电流扩展效果的目的，进而达到提升发光二极管的量子效率，最终提高发光二极管的出光效率的目的。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种发光二极管，其特征在于，包括：
衬底；
位于所述衬底表面的外延结构，所述外延结构至少包括第一型限制层、有源区、第二型限制层和第二型电流扩展层；
位于所述衬底背离所述外延结构表面的第一电极；
位于所述第二型电流扩展层表面的重掺杂第二型电流扩展层，所述重掺杂第二型电流扩展层的掺杂浓度大于所述第二型电流扩展层的掺杂浓度；
所述重掺杂第二型电流扩展层包括多个扩展层单元、多个第一类凹槽和一个第二类凹槽，所述多个第一类凹槽和一个第二类凹槽分布于相邻所述扩展层单元之间，所述第一类凹槽暴露出所述第二型电流扩展层，所述第二类凹槽暴露出所述第二型电流扩展层的电极区域；
位于所述第二类凹槽底部以及紧邻所述第二类凹槽的扩展层单元背离所述衬底一侧的电流阻挡层；
覆盖所述重掺杂第二型电流扩展层、第二型电流扩展层裸露表面以及位于扩展层单元背离所述衬底一侧表面的电流阻挡层背离所述衬底一侧表面的透明导电层；
覆盖位于所述第二类凹槽底部的电流阻挡层表面以及部分透明导电层表面的第二电极。
2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第二型电流扩展层的掺杂浓度的取值范围为1017cm-3-5×1018cm-3，包括端点值；
所述重掺杂第二型电流扩展层的掺杂浓度的取值范围为5×1018cm-3-1020cm-3，包括端点值。
3.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述第一类凹槽的宽度不小于所述第二类凹槽的宽度。
4.一种发光二极管的制备方法，其特征在于，包括：
提供衬底，所述衬底表面生长有外延结构，所述外延结构至少包括第一型限制层、有源区、第二型限制层和第二型电流扩展层；
在所述外延结构表面生长重掺杂第二型电流扩展层，并对所述重掺杂第二型电流扩展层进行刻蚀，形成多个扩展层单元、多个第一类凹槽和一个第二类凹槽，所述多个第一类凹槽和一个第二类凹槽分布于相邻所述扩展层单元之间，所述第一类凹槽暴露出所述第二型电流扩展层，所述第二类凹槽暴露出所述第二型电流扩展层的电极区域；
形成覆盖所述第二类凹槽底部以及紧邻所述第二类凹槽的扩展层单元背离所述衬底一侧表面的电流阻挡层；
在覆盖所述重掺杂第二型电流扩展层、第二型电流扩展层裸露表面以及位于扩展层单元背离所述衬底一侧表面的电流阻挡层背离所述衬底一侧表面生长透明导电层；
覆盖位于所述第二类凹槽底部的电流阻挡层表面及部分透明导电层表面形成第二电极；
在所述衬底背离所述外延结构一侧表面形成第一电极。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二型电流扩展层的掺杂浓度的取值范围为1017cm-3-5×1018cm-3，包括端点值；
所述重掺杂第二型电流扩展层的掺杂浓度的取值范围为5×1018cm-3-1020cm-3，包括端点值。
6.一种发光二极管，其特征在于，包括：
衬底；
位于所述衬底表面的外延结构，所述外延结构至少包括：第一型导电层、有源区和第二型导电层，所述第一型导电层具有叠层区和电极区；
位于所述第二型导电层表面的欧姆接触层，所述欧姆接触层在所述第一型导电层表面的投影部分覆盖所述叠层区；所述欧姆接触层包括两个接触层单元和一个凹槽，所述凹槽位于两个接触层单元之间，且暴露出所述第二型导电层；
位于所述第一型导电层电极区表面的第一电极，所述第一电极朝向所述外延结构一侧的侧壁表面具有隔离层；
位于所述欧姆接触层远离所述第一电极一侧的第二电极，所述第二电极与所述第二型导电层之间具有第一电流阻挡层；
紧邻所述第二电极的接触层单元背离所述衬底一侧表面具有第二电流阻挡层；
覆盖所述第二电流阻挡层、所述欧姆接触层和第二型导电层裸露表面的透明导电层。
7.根据权利要求6所述的发光二极管，其特征在于，所述欧姆接触层为P型氮化镓铟层。
8.根据权利要求6所述的发光二极管，其特征在于，所述外延结构还包括：位于所述衬底与所述第一型导电层之间的缓冲层和非故意掺杂层；
所述缓冲层位于所述非故意掺杂层背离所述第一型导电层一侧表面。
9.一种发光二极管的制备方法，其特征在于，包括：
提供衬底，所述衬底表面生长有外延结构，所述外延结构至少包括第一型导电层、有源区和第二型导电层，所述第一型导电层具有叠层区和电极区；
在所述第二型导电层表面生长欧姆接触层；
对所述外延结构及所述欧姆接触层进行刻蚀，以暴露出所述第一型导电层的电极区、所述第二型导电层的电极区以及形成两个接触层单元和位于两个接触层单元之间的凹槽，所述凹槽暴露出所述第二型导电层；
在所述第二型导电层的电极区表面形成第一电流阻挡层，在远离所述第二型导电层的电极区的接触层单元背离所述衬底一侧表面形成第二电流阻挡层，并在所述外延层朝向所述第一型导电层的电极区一侧的侧壁表面形成隔离层；
覆盖位于所述接触层单元表面的隔离层表面、所述凹槽表面以及所述欧姆接触层表面形成透明导电层；
在位于所述第二型导电层的电极区表面的隔离层表面形成第二电极，在所述第一型导电层的电极区表面形成第一电极。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述外延结构还包括：位于所述衬底与所述第一型导电层之间的缓冲层和非故意掺杂层；
所述缓冲层位于所述非故意掺杂层背离所述第一型导电层一侧表面。
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