CN112670386A - 一种发光二极管及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及发光二极管领域，具体公开一种发光二极管及其制造方法，该发光二极管包括：衬底；发光外延层，包括依次层叠设置于衬底的一侧主表面的第一半导体层、有源发光层以及第二半导体层；多个电极图案，多个电极图案埋设于第一半导体层或第二半导体层中，并相互连接且呈网格状分布。通过上述方式，能够解决现有技术存在的发光二极管电流扩散的不均匀、热扩散的不均匀和光提取的不均匀的技术问题，有效改善电流分布，提高电流分布均匀性。
Description
技术领域
本申请涉及发光二极管领域，特别是一种发光二极管及其制造方法。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种可将电流转换成特定波长范围的光的半导体元件。发光二极管以其亮度高、工作电压低、功耗小、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长等优点，从而可作为光源而广泛应用于照明领域。
传统的氮化物(氮化物材料包括AlN、GaN、InN以及三者的合金化合物)紫外和可见光发光二极管结构中，由电子形成的电流从n型电极经过n型氮化物半导体层横向扩散注入到发光有源区，而由空穴形成的电流从p型电极经过p型氮化物半导体层横向扩散注入到发光有源区。由于n型氮化物和p型氮化物材料掺杂困难，材料电阻大，导致电流扩散的不均匀、热扩散的不均匀和光提取的不均匀，从而引起发光二极管发光效率的降低以及耐大注入电流能力减弱等问题。
发明内容
为解决现有技术存在的发光二极管电流扩散的不均匀、热扩散的不均匀和光提取的不均匀的技术问题，本申请提出一种有效改善电流分布，提高电流分布均匀性的发光二极管。
一方面，本申请提供了一种发光二极管，该发光二极管包括：衬底；发光外延层，包括依次层叠设置于衬底的一侧主表面的第一半导体层、有源发光层以及第二半导体层；多个电极图案，多个电极图案埋设于第一半导体层或第二半导体层中，并相互连接且呈网格状分布。
其中，第一半导体层或第二半导体层包括第一子层和第二子层，多个电极图案设置于第一子层背离衬底的一侧，第二子层位于多个电极图案背离第一子层的一侧，第二子层覆盖多个电极图案并填充于多个电极图案之间的间隙。
其中，多个电极图案的耐受温度大于第一半导体层或第二半导体层的制程温度。
其中，电极图案的材料为石墨烯、ZrN或HfN中的至少一种。
其中，多个电极图案的厚度为0.005-2微米。
其中，多个电极图案沿衬底的主表面的平行方向的横截面积和/或间距呈非均匀分布。
其中，第一子层与第二子层为一体结构。
另一方面，本申请提供了一种发光二极管的制造方法，该方法包括：提供一衬底；在衬底上形成多个电极图案；在多个电极图案上形成半导体层，以使得多个电极图案埋设于半导体层内。
其中，半导体层包括第一子层和第二子层；在衬底上形成多个电极图案的步骤之前，进一步包括在衬底上形成第一子层，进而使得多个电极图案形成于第一子层背离衬底的一侧；在多个电极图案上形成半导体层的步骤包括：在多个电极图案背离第一子层的一侧形成第二子层，第二子层覆盖多个电极图案并填充于多个电极图案之间的间隙。
其中，在衬底上形成多个电极图案的步骤之前，方法还包括：在衬底的一侧主表面上依次生长第一半导体层以及有源发光层，其中，第一子层形成于有源发光层背离第一半导体层的一侧；或者，在多个电极图案上形成半导体层的步骤之后，方法还包括：在第二子层背离第一子层的一侧依次生长有源发光层以及第二半导体层。
其中，第一子层和第二子层的生长方法为金属有机化学气相沉积法，或化学气相沉积法、或分子束外延法，多个电极图案的材料为石墨烯、ZrN或HfN中的至少一种。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请中由电子形成的电流从多个电极图案直接注入第一半导体层，并沿第一半导体层横向扩散注入有源发光层，而由空穴形成的电流经过第二电极沿第二半导体层直接注入有源发光层。电子和空穴在有源发光层内进行辐射复合，并产生光子，进而形成发光。如上述结构可知，发光外延层内的电流进行横向扩散的距离由相邻的电极图案之间的横向间距决定，由于本实施例多个电极图案呈网格状分布，因此，相邻的电极图案与第二电极之间的横向间距比较均匀，且多个电极图案与第二电极之间的横向间距较小，使得电流在发光外延层分布更加均匀，有利于提高发光二极管的电流分布均匀性，提高散热能力，最终提高发光二极管的光电热性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1是本申请第一实施例的发光二极管的结构示意图；
图2是本申请第二实施例的发光二极管的结构示意图；
图3是本申请第三实施例的发光二极管的结构示意图；
图4是本申请第四实施例的发光二极管的结构示意图；
图5是本申请第五实施例的发光二极管的结构示意图；
图6是本申请第六实施例的发光二极管的结构示意图；
图7是本申请第七实施例的发光二极管的结构示意图；
图8是本申请第一实施例的发光二极管的制造方法的流程示意图；
图9是本申请第二实施例的发光二极管的制造方法的流程示意图；
图10是本申请第三实施例的发光二极管的制造方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1所示，根据本申请第一实施例的垂直型发光二极管10包括：衬底11、发光外延层12、多个电极图案13。在本实施例中，衬底11可以采用例如Si、Ge、Cu、CuW等导电材料。
发光外延层12进一步包括依次层叠设置于衬底11的一侧主表面上的第一半导体层121、有源发光层122以及第二半导体层123。第一半导体层121和第二半导体层123可以是具有不同导电类型的其他任意适当材料的单层或多层结构。
进一步，如图1所示，多个电极图案13埋设于第二半导体层123中并与第二半导体层123电连接，例如在本实施例中，多个电极图案13与第二半导体层123通过直接接触的方式形成电连接。其中，第二半导体层123可以为掺杂Si、Ge及Sn中至少一种的GaN层；也可以为掺杂Si、Ge及Sn中至少一种的AlGaN层。对应的多个电极图案13也称为n型电极。多个电极图案13相互连接且呈网格状分布。
其中，第二半导体层123包括第一子层1231和第二子层1232，多个电极图案13设置于第一子层1231背离有源发光层122的一侧，第二子层1232位于多个电极图案13背离第一子层1231的一侧，第二子层1232覆盖多个电极图案13并填充于多个电极图案13之间的间隙。
可选地，第一子层1231和第二子层1232为一体结构，第一子层1231和第二子层1232的材料相同。
为保证发光二极管的发光效率，该电极图案13的材料可为透明导电材料，在本实施例中，多个电极图案13的材料优选为石墨烯、ZrN或HfN中的至少一种，在此不做限定。
可选地，多个电极图案13的耐受温度大于第二半导体层123的制程温度，以保证在电极图案13上制作第二子层1232时，不会对该电极图案13造成物理损伤。
可选地，多个电极图案13的厚度为0.005-2微米。
垂直型发光二极管10还包括第一电极15，第一电极15设置在衬底11远离有源发光层122的一侧。例如在本实施例中，第一电极15依次通过导电材料制成的衬底11与第一半导体层121电连接。第一半导体层121可以为p型半导体层，例如可以为掺杂Mg、Zn、Be、Ca、Sr及Ba中至少一种的GaN层，也可以为掺杂Mg、Zn、Be、Ca、Sr及Ba中至少一种的AlGaN层，对应的第一电极15也称为p型电极。
如图2所示，可选地，垂直型发光二极管10进一步包括键合层14，键合层14设置在衬底11与第一半导体层121之间。例如在本实施例中，第一电极15依次通过导电材料制成的衬底11、键合层14与第一半导体层121电连接。
如图2所示，可选地，垂直型发光二极管10进一步包括：反射镜图案16，在第一半导体层121远离有源发光层122的一侧形成该反射镜图案16，经反射镜图案16所反射的光线可在电极图案13的***输出。反射镜图案16可以采用透明导电材料做欧姆接触，比如氧化铟锡(ITO)，ITO上再镀上其他的金属反射镜或DBR反射镜。在其他实施例中，反射镜图案16可以同时具备反射镜和欧姆接触的功能，如包括银(Ag)、铝(Al)、镍(Ni)、铬(Cr)、铂(Pt)或其他适当金属的金属层。其中，反射镜图案16的沉积方法可以通过电子束、溅射、真空蒸镀或者电镀的方式来实现。
如图1所示，第一电极15可以为面电极，以提高第二半导体层123的电流均匀性。多个电极图案13相互连接且呈网格状分布，此时多个电极图案13在衬底11上的投影落入第一电极15在衬底11上的投影的内部。
可选地，如图3所示，由于第一电极15只是局部覆盖在第二半导体层123上，为使电流在发光外延层12分布更加均匀，多个电极图案13沿衬底11的主表面的平行方向的横截面积和/或间距呈非均匀分布。具体地，越接近第一电极15，多个电极图案13沿衬底11的主表面的平行方向的横截面积越小和/或多个电极图案13之间的间距越大。
可从发光外延层12远离衬底11的一侧对发光外延层12进行图案化，以形成发光台面结构100。
通过上述结构，由电子形成的电流从多个电极图案13直接注入第二半导体层123，并沿第二半导体层123横向扩散注入有源发光层122，而由空穴形成的电流经过第一电极15沿第一半导体层121直接注入有源发光层122。电子和空穴在有源发光层122内进行辐射复合，并产生光子，进而形成发光。如上述结构可知，发光外延层12内的电流进行横向扩散的距离由相邻的电极图案13之间的横向间距决定，由于本实施例多个电极图案13呈网格状分布，因此，相邻的电极图案13与第一电极15之间的横向间距比较均匀，且多个电极图案13与第一电极15之间的横向间距较小，使得电流在发光外延层12分布更加均匀，有利于提高发光二极管10的电流分布均匀性，提高散热能力，最终提高发光二极管10的光电热性能。
如图4所示，根据本申请第二实施例的正装型发光二极管20，包括：衬底21、发光外延层22、多个电极图案23和第二电极24。发光外延层22进一步依次层叠设置于衬底21上的第一半导体层221、有源发光层222以及第二半导体层223。衬底21的材料可以为蓝宝石、SiC、Si、GaN、ZnO、GaAs、GaP、LiAl2O3、BN及AlN中某一者，在此不做限定。
多个电极图案23埋设于第一半导体层221中并与第一半导体层221电连接，例如在本实施例中，多个电极图案23与第一半导体层221通过直接接触的方式形成电连接。其中，第一半导体层221可以为p型半导体层，例如可以为掺杂Mg、Zn、Be、Ca、Sr及Ba中至少一种的GaN层；也可以为掺杂Mg、Zn、Be、Ca、Sr及Ba中至少一种的AlGaN层，对应的多个电极图案23也称为p型电极，多个电极图案23相互连接且呈网格状分布。
进一步地，第一半导体层221可以包括第一子层(图未示出)和第二子层(图未示出)，多个电极图案23设置于第一子层背离衬底21的一侧，第二子层位于多个电极图案23背离第一子层的一侧，第二子层覆盖多个电极图案23并填充于多个电极图案23之间的间隙。
可选地，第一子层和第二子层为一体结构，第一子层和第二子层的材料相同。
为保证发光二极管的发光效率，该电极图案23的材料可为透明导电材料，在本实施例中，多个电极图案23的材料优选为石墨烯、ZrN或HfN中的至少一种，在此不做限定。
可选地，多个电极图案23的耐受温度大于第一半导体层221的制程温度，以保证在电极图案23上制作第二子层时，不会对该电极图案23造成物理损伤。
可选地，多个电极图案23的厚度为0.005-2微米。
第二半导体层223和有源发光层222上设置有沟槽224，沟槽224将第二半导体层223和有源发光层222划分成多个台面结构225，并暴露部分第一半导体层221。在本实施例的发光二极管进一步包括覆盖于台面结构225的倾斜侧壁的透明介质层26(例如，SiO2)。透明介质层26的作用于是对台面结构225进行水氧保护和电性隔离。
在本实施例中，第二电极24可通过其下方设置的电流扩散层27电连接至第二半导体层223，电流扩散层27通过透明介质层26与第一半导体层221和有源发光层222电性隔离。电流扩散层27的主要目的是提高第二半导体层223的电流扩散的均匀性，电流扩散层27可以采用电导率大于第二半导体层223的透明材质(例如ITO)。
第二半导体层223可以为n型半导体层，具体可以为掺杂Si、Ge及Sn中至少一种的GaN层，也可以为掺杂Si、Ge及Sn中至少一种的AlGaN层，对应的第二电极24也称为n型电极。
可选地，如图5所示，本申请第二实施例的正装型发光二极管20进一步包括设置于第二电极24的正下方且位于电流扩散层27与第二半导体层223之间的电流阻挡层28。由于发光外延层22所产生的光无法透过第二电极24，因此，采用电流阻挡层28可防止电流从第二电极24直接注入第二电极24正下方的发光外延层22，进而减少第二电极24所遮挡的出光量，提高流明效率。
通过上述结构，由电子形成的电流从多个电极图案23直接注入第一半导体层221，并沿第一半导体层221横向扩散注入有源发光层222，而由空穴形成的电流经过第二电极24沿第二半导体层223直接注入有源发光层。电子和空穴在有源发光层222内进行辐射复合，并产生光子，进而形成发光。如上述结构可知，发光外延层22内的电流进行横向扩散的距离由相邻的电极图案23之间的横向间距决定，由于本实施例多个电极图案23呈网格状分布，因此，相邻的电极图案23与第二电极24之间的横向间距比较均匀，且多个电极图案23与第二电极24之间的横向间距较小，使得电流在发光外延层22分布更加均匀，有利于提高发光二极管20的电流分布均匀性，提高散热能力，最终提高发光二极管20的光电热性能。
如图6所示，根据本申请第三实施例的倒装型发光二极管30，包括衬底31、发光外延层32、第二电极33和电极图案34。发光外延层32进一步依次层叠设置于衬底31上的第一半导体层321、有源发光层322以及第二半导体层323。衬底31的材料可以为蓝宝石、SiC、Si、GaN、ZnO、GaAs、GaP、LiAl2O3、BN及AlN中某一者，在此不做限定。
电极图案34埋设于第一半导体层321中并与第一半导体层321电连接，例如在本实施例中，多个电极图案34与第一半导体层321通过直接接触的方式形成电连接。其中，第一半导体层321可以为p型半导体层，例如可以为掺杂Mg、Zn、Be、Ca、Sr及Ban中至少一种的GaN层；也可以为掺杂Mg、Zn、Be、Ca、Sr及Ba中至少一种的AlGaN层，对应的多个电极图案34也称为p型电极，多个电极图案34相互连接且呈网格状分布。
进一步地，第一半导体层321包括第一子层(图未示出)和第二子层(图未示出)，多个电极图案34设置于第一子层背离衬底31的一侧，第二子层位于多个电极图案34背离第二子层的一侧，第二子层覆盖多个电极图案13并填充于多个电极图案34之间的间隙。
可选地，第一子层和第二子层为一体结构，第一子层和第二子层的材料相同。
为保证发光二极管的发光效率，该电极图案34的材料可为透明导电材料，在本实施例中，多个电极图案34的材料优选为石墨烯、ZrN或HfN中的至少一种，在此不做限定。
可选地，多个电极图案34的耐受温度大于第一半导体层321的制程温度，以保证在电极图案34上制作第二子层时，不会对该电极图案34造成物理损伤。
可选地，多个电极图案34的厚度为0.005-2微米。
第二电极33设置于第二半导体层323远离衬底31的一侧，并与第二半导体层323电连接。例如在本实施例中，第二电极33与第二半导体层323通过直接接触的方式形成电连接。第二半导体层323可以为n型半导体层，具体可以为掺杂Si、Ge及Sn中至少一种的GaN层，也可以为掺杂Si、Ge及Sn中至少一种的AlGaN层，对应的第二电极33也称为n型电极。
如图7所示，可选地，第二电极33为面电极在第二电极33与第二半导体层323之间进一步设置电流扩散层35，以反射有源发光层322所产生的光，进而从衬底31所在一侧进行出光。其中，电流扩散层35的沉积方法可以通过电子束、溅射、真空蒸镀或者电镀的方式来实现。电流扩散层35可以采用透明导电材料，比如氧化铟锡(ITO)。在其他实施例中，电流扩散层35可以为包括银(Ag)、镍(Ni)、铂(Pt)、或其他适当金属的金属反射镜层。
第二电极33的表面设置有多个凹槽324，该凹槽324经电流扩散层35、第二半导体层323和有源发光层322延伸至第一半导体层321，以将电流扩散层35、第二半导体层323和有源发光层322划分为多个台面结构325。
倒装型发光二极管10进一步包括缓冲层36，缓冲层36设置于第一半导体层321与衬底31之间。第一半导体层321为p型半导体层时，缓冲层36的材料可以为p型GaN缓冲层。
通过上述结构，由电子形成的电流从多个电极图案34直接注入第一半导体层321，并沿第一半导体层321横向扩散注入有源发光层322，而由空穴形成的电流经过第二电极33沿第二半导体层323直接注入有源发光层322。电子和空穴在有源发光层322内进行辐射复合，并产生光子，进而形成发光。如上述结构可知，发光外延层32内的电流进行横向扩散的距离由相邻的电极图案34之间的横向间距决定，由于本实施例多个电极图案34呈网格状分布，因此，相邻的电极图案34与第二电极33之间的横向间距比较均匀，且多个电极图案34与第二电极33之间的横向间距较小，使得电流在发光外延层32分布更加均匀，有利于提高发光二极管30的电流分布均匀性，提高散热能力，最终提高发光二极管30的光电热性能。
如图8所示，本申请还提出一种发光二极管的制造方法，该方法可用于制造上述实施例中的垂直型发光二极管10。该方法包括以下步骤：
S101：提供生长衬底。
生长衬底可以采用例如蓝宝石、SiC、AlN或其他适当材料。
S102：在生长衬底的一侧主表面上生长缓冲层。
缓冲层的材料可以为InGaN、GaN、AlInGaN中的任意一种或组合。在本步骤中，可以通过常规的MOCVD工艺或可以借助于诸如物理气相沉积、溅射、氢气相沉积法或原子层沉积工艺，在生长衬底的一侧主表面上生长第一缓冲层。
S103：在缓冲层背离生长衬底的一侧生长第一子层1231。
具体地，第一子层1231可以采用金属有机化合物化学气相沉淀(Metal-organicChemical Vapor Deposition，MOCVD)、或化学气相沉积法、或分子束外延(Molecular beamepitaxy，MBE)等生长方法依次形成。
S104：在第一子层1231背离生长衬底的一侧形成多个电极图案13。
具体地，在第一子层1231背离生长衬底的一侧上沉积一层透明导电材料，透明导电材料的沉积方法可以通过电子束、溅射、真空蒸镀或者电镀的方式来实现。采用掩膜对透明导电材料层进行刻蚀以实现完成图形化，保留的透明导电材料层将作为电极图案13，其中多个电极图案13相互连接且呈网格状分布。
为保证发光二极管的发光效率，该电极图案13的材料可为透明导电材料，在本实施例中，多个电极图案13的材料优选为石墨烯、ZrN或HfN中的至少一种，在此不做限定。
S105：在多个电极图案13背离第一子层1231的一侧形成第二子层1232，第二子层1232覆盖多个电极图案13并填充于多个电极图案13之间的间隙。
具体地，可以采用MOCVD等方法在多个电极图案13背离第一子层1231的一侧生长第二子层1232，具体可以采用金属有机化合物化学气相沉淀(Metal-organic ChemicalVapor Deposition，MOCVD)、或化学气相沉积法、或分子束外延(Molecular beam epitaxy，MBE)等生长方法形成第二子层1232。
其中，第一子层1231、第二子层1232为n型半导体层，例如第一子层1231、第二子层1232可以为n型半导体层，具体可以为掺杂Si、Ge及Sn中至少一种的GaN层，也可以为掺杂Si、Ge及Sn中至少一种的AlGaN层。
S106：在第二子层1232背离第一子层1231的一侧依次生长有源发光层122以及第一半导体层121。
具体地，可以采用MOCVD等方法在第二子层1232背离第一子层1231的一侧依次生长有源发光层122以及第一半导体层121，具体可以采用金属有机化合物化学气相沉淀(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)、或化学气相沉积法、分子束外延(Molecular beam epitaxy，MBE)等方法依次生长有源发光层122和第一半导体层121。
有源发光层122可为下列任一种结构：单层量子阱(SQW)以及多层量子阱(MQW)，第一半导体层121可以为p型半导体层，具体可以为掺杂Mg、Zn、Be、Ca、Sr及Ba中至少一种的GaN层，也可以掺杂Mg、Zn、Be、Ca、Sr及Ba中至少一种的AlGaN层。
S107：在第一半导体层121远离有源发光层122的一侧键合衬底11。
具体来说，衬底11可以采用例如Si、Ge、Cu、CuW等导电材料。在本步骤中，可以首先在第一半导体层121远离有源发光层122的一侧形成反射镜图案16，再采用热蒸镀、电子束蒸镀和磁控溅射蒸镀等方法在反射镜图案16及反射镜图案16所外露的第一半导体层121上形成第一金属键合层141。进一步采用热蒸镀、电子束蒸镀和磁控溅射蒸镀等方法在衬底11的一侧主表面上形成第二金属键合层142。最后，通过键合工艺将第一金属键合层141和第二金属键合层142进行键合。上述第一金属键合层141和第二金属键合层142的材料可以为In、Cu、Au、Ni、Ti、Sn中的至少一种或其合金，在此不做限定。其中，衬底11背离第一半导体层121的一侧设有第一电极15，第一电极15依次通过衬底11、第二金属键合层142、第一金属键合层141与第一半导体层121电连接，对应的第一电极15也称为p型电极。
S108：以缓冲层作为剥离牺牲层，去除缓冲层，以从缓冲层和生长衬底的接触面剥离生长衬底，并外露出第一子层1231。
具体来说，可通过干法蚀刻、湿法蚀刻或其组合的方式去除缓冲层。
如图9所示，本申请还提出一种发光二极管的制造方法，该方法可用于制造上述实施例中的正装型发光二极管20，该方法包括以下步骤：
S201：提供衬底21。
衬底21的材料可以为蓝宝石、SiC、Si、GaN、ZnO、GaAs、GaP、LiAl2O3、BN及AlN中某一者，在此不做限定。
S202：在衬底21的一侧主表面上生长第一子层。
具体地，第一子层可以采用金属有机化合物化学气相沉淀(Metal-organicChemical Vapor Deposition，MOCVD)、或化学气相沉积法、分子束外延(Molecular beamepitaxy，MBE)等生长方法依次形成。
S203：在第一子层背离衬底21的一侧形成多个电极图案23。
为保证发光二极管的发光效率，该电极图案23的材料可为透明导电材料，在本实施例中，多个电极图案23的材料优选为石墨烯、ZrN或HfN中的至少一种，在此不做限定。
步骤S203的具体过程可参见上述实施例中的S105，在此不做赘述。
S204：在多个电极图案23背离第一子层的一侧形成第二子层，第二子层覆盖多个电极图案23并填充于多个电极图案23之间的间隙。
其中，第一子层、第二子层为p型半导体层，具体可以为掺杂Mg、Zn、Be、Ca、Sr及Ba中至少一种的GaN层；也可以为掺杂Mg、Zn、Be、Ca、Sr及Ba中至少一种的AlGaN层。
步骤S204的具体过程可参见上述实施例中的S105，在此不做赘述。
S205：在第二子层背离第一子层的一侧依次生长有源发光层222以及第二半导体层223。
第二半导体层223可以为n型半导体层，例如可以为掺杂Si、Ge及Sn中至少一种的GaN层；也可以为掺杂Si、Ge及Sn中至少一种的AlGaN层。
步骤S205的具体过程可参见上述实施例中的S106，在此不做赘述。
S206：在第二半导体层223背离有源发光层222的一侧形成电流扩散层27。
具体地，使用等离子增强化学气相沉积方法在第二半导体层223背离有源发光层222上生长一层电流扩散层27。电流扩散层27可以采用透明导电材料，比如氧化铟锡(ITO)。在其他实施例中，电流扩散层27可以为包括银(Ag)、镍(Ni)、铂(Pt)、或其他适当金属的金属反射镜层。
S207：至少对电流扩散层27、第二半导体层223和有源发光层222进行图案化，以形成彼此间隔设置并外露部分第一半导体层221的多个台面结构225。
具体地，应用蚀刻工艺来移除部分有源发光层222和第二半导体层223，以在有源发光层222和第二半导体层223上形成沟槽224，沟槽224将有源发光层222和第二半导体层223划分成彼此间隔的多个阵列排布的台面结构225，并在沟槽224区域暴露第一半导体层221。其中，上述蚀刻工艺可以包括干式蚀刻、湿式蚀刻或其组合。蚀刻工艺可以包括各个蚀刻步骤，每一步都被设计使用特定的蚀刻剂以有效移除相应的有源发光层222和第二半导体层223。
在可选实施例中，可以进一步利用掩模，通过以下过程形成沟槽224：在第二半导体层223上形成掩模，使用光刻工艺图案化掩模，以及使用图案化的掩模作为蚀刻掩模蚀刻有源发光层222和第二半导体层223，以形成沟槽224。
在可选实施例中，可以进一步使用图案化的电流扩散层27作为掩模，并且在蚀刻形成沟槽224之后没有被移除。电流扩散层27可以包括多层起到各种作用的金属膜。
S208：在电流扩散层27上形成与第二半导体层223电连接的第二电极24。
第二半导体层223可以为n型半导体层，具体可以为掺杂Si、Ge及Sn中至少一种的GaN层，也可以为可以为掺杂Si、Ge及Sn中至少一种的AlGaN层，对应的第二电极24也称为n型电极。
进一步地，采用ALD、PECVD、溅射或喷涂等各种适当在电流扩散层27的上表面以及四周侧壁面、沟槽224的侧壁面、第二电极24处覆盖透明介质层26，透明介质层26可采用氮化铝、二氧化硅、氮化硅、三氧化二铝、布拉格反射层DBR、硅胶、树脂或丙烯酸之其一制成。
如图10所示，本申请还提出一种发光二极管的制造方法，该方法可用于制造上述实施例中的倒装型发光二极管30，该方法包括以下步骤：
S301：提供衬底31。
衬底31的材料可以为蓝宝石、SiC、Si、GaN、ZnO、GaAs、GaP、LiAl2O3、BN及AlN中某一者，在此不做限定。
S302：在衬底31的一侧主表面上生长第一子层。
步骤S302的具体过程可参见上述实施例中的S202，在此不做赘述。
S303：在第一子层背离衬底31的一侧形成多个电极图案34。
步骤S303的具体过程可参见上述实施例中的S203，在此不做赘述。
为保证发光二极管的发光效率，该电极图案34的材料可为透明导电材料，在本实施例中，多个电极图案34的材料优选为石墨烯、ZrN或HfN中的至少一种，在此不做限定。
S304：在多个电极图案34背离第一子层的一侧形成第二子层，第二子层覆盖多个电极图案34并填充于多个电极图案34之间的间隙。
其中，第一子层、第二子层为p型半导体层，例如可以为掺杂Mg、Zn、Be、Ca、Sr及Ba中至少一种的GaN层；也可以为掺杂Mg、Zn、Be、Ca、Sr及Ba中至少一种的AlGaN层。
步骤S304的具体过程可参见上述实施例中的S105，在此不做赘述。
S305：在第二子层背离第一子层的一侧依次生长有源发光层322以及第二半导体层323。
第二半导体层323可以为n型半导体层，具体可以为掺杂Mg、Zn、Be、Ca、Sr及Ba中至少一种的GaN层。
步骤S305的具体过程可参见上述实施例中的S106，在此不做赘述。
S306：在第二半导体层323背离有源发光层322的一侧形成电流扩散层35。
使用电子束蒸镀或磁控溅射的方法在第二半导体层323背离有源发光层322的一侧生长一层电流扩散层35。电流扩散层35可以采用透明导电材料，比如氧化铟锡(ITO)。在其他实施例中，电流扩散层35可以为包括银(Ag)、镍(Ni)、铂(Pt)、或其他适当金属的金属反射镜层。
S307：对电流扩散层35、发光外延层32进行图案化，以形成延伸至第一半导体层321一定深度的凹槽324。
凹槽324可以通过包括光刻图案化工艺和蚀刻工艺的过程形成。
S308：在电流扩散层35背离第二半导体层323的一侧形成第二电极33。
第二半导体层223可以为n型半导体层，具体可以为掺杂Mg、Zn、Be、Ca、Sr及Ba中至少一种的GaN层，也可以为掺杂Mg、Zn、Be、Ca、Sr及Ba中至少一种的AlGaN层。对应的第二电极24也称为n型电极。
值得注意的是，上述各流程步骤的执行顺序可以根据实际需要进行调整或删减。
以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (11)
1.一种发光二极管，其特征在于，所述发光二极管包括：
衬底；
发光外延层，包括依次层叠设置于所述衬底的一侧主表面的第一半导体层、有源发光层以及第二半导体层；
多个电极图案，所述多个电极图案埋设于所述第一半导体层或所述第二半导体层中，并相互连接且呈网格状分布。
2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一半导体层或所述第二半导体层包括第一子层和第二子层，所述多个电极图案设置于所述第一子层背离所述衬底的一侧，所述第二子层位于多个所述电极图案背离所述第一子层的一侧，所述第二子层覆盖多个所述电极图案并填充于多个所述电极图案之间的间隙。
3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，多个所述电极图案的耐受温度大于所述第一半导体层或所述第二半导体层的制程温度。
4.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述电极图案的材料为石墨烯、ZrN或HfN中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，
多个所述电极图案的厚度为0.005-2微米。
6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，
多个所述电极图案沿所述衬底的主表面的平行方向的横截面积和/或间距呈非均匀分布。
7.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，
所述第一子层与所述第二子层为一体结构。
8.一种发光二极管的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
提供一衬底；
在所述衬底上形成多个电极图案；
在所述多个电极图案上形成半导体层，以使得所述多个电极图案埋设于所述半导体层内。
9.根据权利要求8所述的发光二极管，其特征在于，所述半导体层包括第一子层和第二子层；
所述在所述衬底上形成多个电极图案的步骤之前，进一步包括在所述衬底上形成所述第一子层，进而使得多个所述电极图案形成于所述第一子层背离所述衬底的一侧；
所述在所述多个电极图案上形成所述半导体层的步骤包括：
在多个所述电极图案背离所述第一子层的一侧形成所述第二子层，所述第二子层覆盖多个所述电极图案并填充于多个所述电极图案之间的间隙。
10.根据权利要求9所述的发光二极管，其特征在于，
所述在所述衬底上形成多个电极图案的步骤之前，所述方法还包括：在所述衬底的一侧主表面上依次生长第一半导体层以及有源发光层，其中，所述第一子层形成于所述有源发光层背离所述第一半导体层的一侧；或者，
所述在所述多个电极图案上形成所述半导体层的步骤之后，所述方法还包括：在所述第二子层背离所述第一子层的一侧依次生长有源发光层以及第二半导体层。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一子层和所述第二子层的生长方法为金属有机化学气相沉积法、或化学气相沉积法、或分子束外延法，多个所述电极图案的材料为石墨烯、ZrN或HfN中的至少一种。
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