CN220652032U - 发光二极管 - Google Patents

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赵化愚
李世焕
沈侠强
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Abstract

本实用新型提供了一种发光二极管，直接在衬底的第一表面上制备出至少两个发光单元，相比先形成单个发光二极管后再拼接在一起的方案，可以极大程度缩减相邻的发光单元之间的间距和偏移量，获得最佳的发光单元之间的平行度，简化封装方案，提高发光二极管的可靠性、散热性能和机械强度；同时，每个所述发光单元的外侧壁上均覆盖有第一反射镜层，所述第一反射镜层可以将所述发光单元侧面轴向出射的光有效反射，降低了相邻发光单元之间出光的干扰。本发明中的发光二极管可以作为车规发光二极管，对实现高端车用发光二极管的产业化有着十分重大的意义。

Description

发光二极管
技术领域
本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种发光二极管。
背景技术
随着汽车级LED(Light Emitting Diode，发光二极管)照明技术方案的快速推广，车规发光二极管的设计和开发工作逐渐成为LED照明领域的重点关注方向。相比消费级和工业级应用，车规发光二极管需要通过严苛的AEC-Q102可靠性认证，因此除了需要开发高光效发光二极管，同时产品可靠性问题成为限制车规发光二极管的关键技术难题。
现有的车规发光二极管是将常规的发光二极管一个个排列后拼接在一起使用，这种拼接方式会导致相邻的发光二极管之间的间距和偏移量较大，且发光二极管之间平行度较差，封装方案较复杂，导致发光二极管的可靠性、散热性能以及机械强度均较低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种发光二极管，以解决现有的车规发光二极管的可靠性、发光效率、散热性能以及机械强度较低的问题。
为了达到上述目的，本实用新型提供了一种发光二极管，包括衬底及位于所述衬底的第一表面上的至少两个发光单元，每个所述发光单元的外侧壁上均覆盖有第一反射镜层。
可选的，所有所述第一反射镜层连成一体。
可选的，至少部分所述第一反射镜层为独立结构。
可选的，所述发光单元包括外延层，所述外延层包括由下至上依次堆叠的第一半导体层、发光层及第二半导体层，所述第一反射镜层至少覆盖所述外延层的外侧壁。
可选的，所述衬底上还形成有彼此绝缘的第一电极和第二电极，所述第一电极与相应的所述发光单元的所述第一半导体层电性连接，所述第二电极与相应的所述发光单元的所述第二半导体层电性连接。
可选的，所述发光二极管包括至少一个所述第一电极及至少两个所述第二电极，所述第一电极彼此电性连接，所述第二电极彼此绝缘，所有所述发光单元共用所述第一电极，所述发光单元与所述第二电极一一对应；或者，所述发光二极管包括至少一个所述第二电极及至少两个所述第一电极，所述第二电极彼此电性连接，所述第一电极彼此绝缘，所有所述发光单元共用所述第二电极，所述发光单元与所述第一电极一一对应。
可选的，所述第一半导体层为P型半导体层，所述第二半导体层为N型半导体层，所述第一电极为P电极，所述第二电极为N电极。
可选的，所述衬底上具有发光区及围绕所述发光区的***区，所述第一电极和所述第二电极均位于所述***区内，所述发光单元位于所述发光区内。
可选的，所述发光单元在所述发光区内呈阵列分布，所述第一电极位于所述发光区的第一侧和/或第二侧，所述第一侧与所述第二侧相对；所述第二电极位于所述发光区的第三侧和/或第四侧，所述第三侧与所述第四侧相对。
可选的，所述第一电极对称分布于所述发光区的第一侧和第二侧；和/或，所述第二电极对称分布于所述发光区的第三侧和第四侧。
可选的，所述发光单元还包括：
凹槽，贯穿所述第一半导体层及所述发光层并露出所述第二半导体层；
介质层，贴附于所述第一半导体层靠近所述衬底的表面，并延伸至覆盖所述凹槽的侧壁；
第二反射镜层，位于所述介质层内，并贴附于所述第一半导体层；
第一电流扩展层，位于所述介质层内，并与所述第一半导体层电性连接；以及，
第二电流扩展层，贴附于所述介质层靠近所述衬底的表面，并填充所述凹槽，以与所述第二半导体层电性连接。
可选的，所述第二反射镜层包括金属反射层，所述金属反射层贴附于所述第一半导体层，所述第一电流扩展层贴附于金属反射层及部分所述第一半导体层。
可选的，所述第二反射镜层包括介质反射层及金属反射层，所述介质反射层贴附于所述第一半导体层，所述介质反射层中具有至少一个穿孔，所述金属反射层贴附于所述介质反射层并至少覆盖所述穿孔的内壁，所述第一电流扩展层贴附于所述金属反射层以通过所述金属反射层与所述第一半导体层电性连接。
可选的，所述介质反射层为单层结构或DBR结构。
可选的，所述第二反射镜层还包括位于所述介质反射层与所述金属反射层之间的粘附层。
可选的，所述介质层包括由上至下依次堆叠的第一子介质层及第二子介质层，所述第二反射镜层位于所述第一子介质层内，所述第一电流扩展层位于所述第一子介质层内或位于所述第一子介质层与所述第二子介质层之间，且所述第一子介质层靠近所述衬底的一面与所述第一电流扩展层靠近所述衬底的一面的高度差小于所述第二子介质层、所述第二反射镜层及所述第二电流扩展层的厚度之和的20％。
可选的，所有所述发光单元的所述第一电流扩展层连成一体，每个所述发光单元的所述第二电流扩展层彼此绝缘；或者，所有所述发光单元的所述第二电流扩展层连成一体，每个所述发光单元的所述第一电流扩展层彼此绝缘。
可选的，所述发光二极管还包括：
第一台阶，至少贯穿所述外延层并露出所述第一电流扩展层，所述第一电极位于所述第一台阶的下台阶面，并与所述第一电流扩展层电性连接；以及，
第二台阶，贯穿所述外延层及至少部分厚度的所述介质层并露出所述第二电流扩展层，所述第二电极位于所述第二台阶的下台阶面，并与所述第二电流扩展层电性连接。
可选的，所述介质层内还具有若干电极引出层，所述电极引出层与所述第一电流扩展层位于不同层，部分所述发光单元的所述第一电流扩展层通过连接插塞与相应的所述电极引出层电性连接，所述第一台阶至少具有两个，其中一部分所述第一台阶露出所述第一电流扩展层，另一部分所述第一台阶露出所述电极引出层。
可选的，所述第二电流扩展层与所述衬底的第一表面之间还设置有绝缘层，所述绝缘层内还具有若干电极引出层，所述电极引出层与所述第二电流扩展层位于不同层，部分所述发光单元的所述第二电流扩展层通过连接插塞与相应的所述电极引出层电性连接，所述第二台阶至少具有两个，其中一部分所述第二台阶露出所述第二电流扩展层，另一部分所述第二台阶露出所述电极引出层。
可选的，所述衬底的材料为AlN、BN、SiC或金刚石；所述衬底的厚度为90um～5mm。
可选的，每个所述发光单元的形状相同或不相同。
可选的，每个所述发光单元的尺寸相同或不同。
可选的，所述发光二极管还包括金属焊接层，所述金属焊接层位于所述衬底的第二表面上。
可选的，所述发光二极管还包括键合层，所述键合层位于所述衬底的第一表面与所述发光单元之间。
可选的，所述第一反射镜层为DBR结构。
本实用新型提供了一种发光二极管，直接在衬底的第一表面上制备出至少两个发光单元，相比先形成单个发光二极管后再拼接在一起的方案，可以极大程度缩减相邻的发光单元之间的间距和偏移量，获得最佳的发光单元之间的平行度，简化封装方案，提高发光二极管的可靠性、散热性能和机械强度；同时，每个所述发光单元的外侧壁上均覆盖有第一反射镜层，所述第一反射镜层可以将所述发光单元侧面轴向出射的光有效反射，降低了相邻发光单元之间出光的干扰。本实用新型中的发光二极管可以作为车规发光二极管，对实现高端车用发光二极管的产业化有着十分重大的意义。
附图说明
图1为本实用新型实施例一提供的发光二极管的制备方法的流程图；
图2～图17为本实用新型实施例一提供的发光二极管的制备方法的相应步骤对应的结构示意图，其中，图16及图17为本实用新型实施例一提供的发光二极管的结构示意图，图16为图17中的发光二极管沿A-A方向的剖面示意图；
图18～图30为本实用新型实施例二提供的发光二极管的制备方法的相应步骤对应的结构示意图；
图31～图42为本实用新型实施例三提供的发光二极管的制备方法的相应步骤对应的结构示意图；
图43～图53为本实用新型实施例四提供的发光二极管的制备方法的相应步骤对应的结构示意图，其中，图52及图53为本实用新型实施例四提供的发光二极管的结构示意图，图52为图53中的发光二极管沿A-A方向的剖面示意图；
图54为本实用新型实施例五提供的发光二极管的结构示意图；
图55为本实用新型实施例六提供的发光二极管的结构示意图；
图56为本实用新型实施例六提供的第一电流扩展层的一种可行的图案的示意图；
其中，附图标记为：
101-衬底；112-金属焊接层；111-发光单元；101a-发光区；101b-***区；100-外延衬底；200-外延层；201-缓冲层；202-降低缺陷密度层；203-应力调整层；204-第二半导体层；205-发光层；206-第一半导体层；200a-凹槽；200b-第三台阶；200c、200e-第一台阶；200d-第二台阶；301-第一欧姆接触层；401-第一子介质层；402-第二子介质层；402a-第一隔离子介质层；402b-第二隔离子介质层；501-金属反射层；502-介质反射层；503-第一反射镜层；601-第一电流扩展层；602-第二电流扩展层；603-连接插塞；604-电极引出层；700-键合层；801-第一电极；802-第二电极。
具体实施方式
下面将结合示意图对本实用新型的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本实用新型的优点和特征将更清楚。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、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
实施例一
图16及图17为本实施例提供的发光二极管的结构示意图，其中，图16为图17中的发光二极管沿A-A方向的剖面示意图。如图17所示，所述发光二极管包括衬底101及位于所述衬底101的第一表面上的至少两个发光单元111，本实施例中，所述发光单元111是直接在所述衬底101的第一表面上同步制备出的，相比先形成单个发光二极管后再拼接在一起的方案，可以极大程度缩减相邻的所述发光单元111之间的间距和偏移量，获得最佳的发光单元111之间的平行度，简化封装方案，提高发光二极管的可靠性、散热性能和机械强度。
所述衬底101的第二表面上设置有金属焊接层112，所述金属焊接层112可以用于发光二极管的固晶焊接，同时金属焊接层112均具有高导热系数，还可以提高发光二极管的散热效果。在一些实施例中，所述金属焊接层112可以被省略。
作为可选实施例，所述衬底101的材料可以为AlN、BN、SiC或金刚石等绝缘材料，厚度可以为90um～5mm；所述金属焊接层112的材料可以为TiNiAu或TiAuSn等。
进一步地，所述衬底101上包括发光区101a及***区101b，所述发光区101a位于所述衬底101的中心区域，所述***区101b围绕所述发光区101a设置，每个所述发光单元111均位于所述发光区101a内。
请继续参阅图17，本实施例中，所述发光单元111均为矩形，所述发光单元111在所述发光区101a内呈阵列分布(图17中示意性的展示出2行8列)，这种形状和排布方式设计方便且容易实现。并且，第一行的所述发光单元111的尺寸均相同，第二行的所述发光单元111的尺寸均相同，但第一行的所述发光单元111与第二行的所述发光单元111的尺寸不同，使得发光二极管在相同或不同驱动电流下可以实现差异或渐变发光和显示效果。
当然，作为可选实施例，所述发光单元111在所述发光区101a内也可以以其他方式分布，如行分布、列分布、圆周分布、不规则分布等；所述发光单元111的数量也不限于16个，只要大于2个皆可；所述发光单元111也可以是圆形、其他规则形状或不规则的形状；每个所述发光单元111的形状可以相同或不同，每个所述发光单元111的尺寸也可以相同或不同；在此不再一一举例说明。
如图16所示，所述发光单元111包括外延层200、介质层、第二反射镜层、第一电流扩展层601和第二电流扩展层602。
其中，所述外延层200包括由下至上依次堆叠于所述衬底101的第一表面上的第一半导体层206、发光层205及第二半导体层204。本实施例中，所述第一半导体层206为P型半导体层，所述第二半导体层204为N型半导体层。其中，所述第一半导体层206可以为p-GaN层，所述第二半导体层204可以为n-GaN层，所述发光层205为多量子阱层(MQW)，所述多量子阱层可以为GaN、InGaN、AlGaN等材料，对应波长范围为360nm～560nm。
进一步地，本实施例中，所述外延层200还包括降低缺陷密度层202和应力调整层203，所述应力调整层203位于所述第二半导体层204上，所述降低缺陷密度层202位于所述应力调整层203上。其中，所述降低缺陷密度层202可以是较厚的非故意掺杂GaN层(当所述外延层200主体是AlGaN，所述降低缺陷密度层202则可以是相对较厚的非故意掺杂AlN，例如UV-LED即是在AlN层上生长AlGaN层)，所述应力调整层203可以是AlGaN的超晶格结构，具体为：从所述降低缺陷密度层202至所述第二半导体层204的方向制备Al组分渐变的(逐渐降低)AlxGa1-xN/AlyGa1-yN超晶格结构，其中0＜y＜x＜1。
应理解，所述外延层200中还可以形成有其他膜层，例如所述发光层205与所述第一半导体层206之间还可以形成电子阻挡层(EBL)等，此处不再一一解释说明。所述外延层200的厚度可以为0.8um～5um，但不应以此为限。
请继续参阅图16及图17，每个所述发光单元111的外侧壁上均覆盖有第一反射镜层503，第一反射镜层503实际上是覆盖所述发光单元111的外延层200的外侧壁。所述第一反射镜层503可以将所述发光单元111侧面出射的光有效反射，增加轴向出光。
本实施例中，所述第一反射镜层503为DBR(distributed Bragg reflector，分布式布拉格反射镜)结构，层数可以为20层到65层，优选在入射光的波长为360nm～560nm时仅在0°～30°入射角具有高反射率。所述第一反射镜层503在制备过程中可以避免使用深硅刻蚀工艺，同时，DBR结构可以将每个所述发光单元111的轴向出光都反射，保证入射光在小入射角进入时具有高反射、大入射角进入时具有低反射的效果，在能够较好的控制所述发光单元111之间的光串扰的情况下，还能够提高发光效率。
作为可选实施例，所述第一反射镜层503中的高折射率材料可以为TiO2、Ta2O5、Nb2O5中的至少一种，低折射率材料可以为MgF2、CaF2、SiO2、Al2O3中的至少一种。当然，所述第一反射镜层503不限于是DBR结构，还可以是其他的绝缘反射结构。
如图17所示，本实施例中，所有所述第一反射镜层503连成一体，但不应以此为限，在一些实施例中，每个所述第一反射镜层503也可以是独立结构，或者部分所述第一反射镜层503连成一体，部份分所述第一反射镜层503为独立结构，在此不再过多赘述。
请继续参阅图16，所述外延层200中具有凹槽200a，所述凹槽200a贯穿所述第一半导体层206及所述发光层205并露出所述第二半导体层204，所述凹槽200a呈阵列排布，相邻的所述凹槽200a的中心距可以为100um～200um。
所述介质层包括第一子介质层401及第二子介质层402。所述第一子介质层401贴附于所述第一半导体层206靠近所述衬底101的表面，并延伸至所述凹槽200a内，覆盖所述凹槽200a的侧壁，可用于高度补偿；所述第二子介质层402贴附于所述第一子介质层401靠近所述衬底101的一面，并延伸至所述凹槽200a内，覆盖所述凹槽200a的侧壁上的所述第一子介质层401。
作为可选实施例，所述第一子介质层401可以是单层或多层结构，其材料可以为SiO2或SiON等材料；所述第二子介质层402可以是单层或多层结构，其材料可以是SiO2、SiNx、SiON、Al2O3、AlN、BN等材料，其中AlN/BN层的厚度为50nm～200nm，以增加发光二极管的导热能力，所述第二子介质层402的层数可以为1层～5层，单层厚度为20nm～2000nm，且氧化物膜设在最底层(靠近所述第一子介质层401的表面)以缓解后续膜层的应力。
本实施例中，所述第一欧姆接触层301、所述第二反射镜层及所述第一电流扩展层601均位于所述第一子介质层401内，所述第一欧姆接触层301、所述第二反射镜层及所述第一电流扩展层601均为图形化的膜层。
具体而言，所述第一欧姆接触层301贴附于所述第一半导体层206靠近所述衬底101的一面上，且所述第一欧姆接触层301仅贴附于所述第一半导体层206的部分表面。所述第一欧姆接触层301与所述第一半导体层206直接进行欧姆接触，实现优异的电性连接。
作为可选实施例，所述第一欧姆接触层301为透明的导电膜层，其材料可以为ITO、IZO、AZO、GZO、GTO中的任一种，厚度可以为5nm～300nm，但不应以此为限。在一些实施例中，所述第一欧姆接触层301可以被省略，即可以通过所述第二反射镜层直接与所述第一半导体层206形成欧姆接触。
所述第二反射镜层贴附于第一欧姆接触层301靠近所述衬底101的表面上。本实施例中，所述第二反射镜层包括金属反射层501，所述金属反射层501通过所述第一欧姆接触层301与所述第一半导体层206电性连接。
作为可选实施例，所述金属反射层501的材料可以是Ag、Al、Mg、Rh中的至少一种，厚度为60nm～300nm；并且，所述金属反射层501上可以设置惰性膜层，从而防止所述金属反射层501的金属发生电迁移、电化学迁移，所述惰性膜层的材料可以为金属材料和/或介质材料，如Pt、Ni、Ti、Ta、W、TiN、TaN、TiW、SiO2、SiNx、SiON、Al2O3、AlN、BN中的至少一种。
所述第一电流扩展层601贴附于所述金属反射层501靠近所述衬底101的表面，并且，所述第一电流扩展层601还横向延伸至超出所述外延层200，所述第一电流扩展层601可以通过所述金属反射层501及所述第一欧姆接触层301与所述第一半导体层206电性连接。
作为可选实施例，所述第一电流扩展层601可以为多层金属层构成的叠层，例如，所述第一电流扩展层601的底层和顶层为诸如含Ti、Ni、Cr等的高黏附性金属层，中间层为诸如含Al、Ag、Cu、Au、Pt等的低电阻率金属层，底层、顶层及中间层也可以是单层或多层结构。
举例而言，所述第一子介质层401的厚度例如为所述第一电流扩展层601、所述第一欧姆接触层301及所述金属反射层501的厚度之和例如为/>所述第一子介质层401靠近所述衬底101的一面与所述第一电流扩展层601靠近所述衬底101的一面的高度差为800nm。可见，通过设计所述第一子介质层401、所述第一电流扩展层601、所述第一欧姆接触层301及所述金属反射层501的厚度，可以使得所述第一子介质层401靠近所述衬底101的一面与所述第一电流扩展层601靠近所述衬底101的一面不产生显著的膜层高度差，有利于后续膜层的制备。在一些实施例中，所述第一子介质层401靠近所述衬底101的一面与所述第一电流扩展层601靠近所述衬底101的一面的高度差也可以小于所述第二子介质层402、所述第二电流扩展层602及所述第二反射镜层的厚度之和的20％。
所述第二电流扩展层602贴附于所述第二子介质层402靠近所述衬底101的表面，并延伸至填充所述凹槽200a，所述第二电流扩展层602与所述第二半导体层204电性连接。
作为可选实施例，所述第二电流扩展层602可以为多层金属层构成的叠层，例如，所述第二电流扩展层602的底层和顶层为诸如含Ti、Ni、Cr等的高黏附性金属层，中间层为诸如含Al、Ag、Cu、Au、Pt等的低电阻率金属层，底层、顶层及中间层也可以是单层或多层结构。
本实施例中，每个所述凹槽200a内具有第二欧姆接触层(图16中未示出)，所述第二欧姆接触层与所述第二半导体层204之间进行欧姆接触，从而实现优异的电性连接，所述第二电流扩展层602与所述第二半导体层204可以通过所述第二欧姆接触层实现电性连接。
作为可选实施例，所述第二欧姆接触层可以为透明的导电材料和/或高反射金属材料，透明的导电材料可以为ITO、IZO、AZO、GZO、GTO中的任一种，厚度可以为5nm～300nm；高反射金属材料可以为Ag、Al、Mg中的任一种，厚度可以为60nm～200nm；但不应以此为限。在一些实施例中，所述第二欧姆接触层可以被省略。
请继续参阅图16，所述衬底101的第一表面与所述第二电流扩展层602之间还可以具有一键合层700，所述键合层700用于实现所述衬底101与所述第二电流扩展层602之间的键合。所述键合层700的材料可以是金属合金，例如Au、Ni、Cu、Ag等高熔点金属和Sn、In等低熔点金属组成的二元共晶金属体系中的一种。
进一步地，所述发光二极管还包括第一台阶200c和第二台阶200d，所述第一台阶200c和所述第二台阶200d均位于所述发光区101a的边缘，且位于所述发光区101a的外侧。所述第一台阶200c贯穿所述外延层200并露出所述第一电流扩展层601，所述第二台阶200d贯穿所述外延层200及所述介质层并露出所述第二电流扩展层602，所述第一台阶200c和所述第二台阶200d均仅具有一个侧壁(靠近所述衬底101的中心的侧壁)。
所述第一台阶200c的下台阶面上设置有第一电极801，所述第一电极801位于所述第一电流扩展层601上，并通过所述第一电流扩展层601及所述第一欧姆接触层301与所述第一半导体层206电性连接，作为P电极；所述第二台阶200d的下台阶面上设置有第二电极802，所述第二电极802位于所述第二电流扩展层602上，并通过所述第二电流扩展层602及所述第二欧姆接触层与所述第二半导体层204电性连接，作为N电极。
作为可选实施例，所述第一电极801及所述第二电极802的材料可以为Au、Ti、Pt等金属，厚度可以为500nm～20μm，但不应以此为限。
结合图16及图17所示，本实施例中，所述第一电极801和所述第二电极802均位于所述***区101b内。所述第一电极801具有16个，16个所述第一电极801彼此绝缘，且16个所述第一电极801与所述发光单元111一一对应；所述第一电流扩展层601是断开的，每个所述第一电极801形成于所述第一电流扩展层601的相应位置上，因此，每个所述第一电极801仅与相应的所述发光单元111的所述第一半导体层206电性连接。进一步地，所述第二电极802具有2个，所有所述发光单元111的所述第二电流扩展层602是连成一体的，所述第二电极802可以形成于所述第二电流扩展层602上，且对称设置，因此，每个所述第二电极802均与所有的所述发光单元111的所述第二半导体层204电性连接。也就是说，16个所述发光单元111具有各自的P电极(所述第一电极801)，但共用N电极(所述第二电极802)，此时，所述第二电极802仅有一个也能够实施。
作为可选实施例，16个所述发光单元111也可以具有各自的N电极，但共用P电极。例如，可以设置2个所述第一电极801和16个所述第二电极802，所有所述发光单元111的所述第一电流扩展层601连成一体，每个所述第一电极801可以形成于所述第一电流扩展层601上，每个所述第一电极801均与所有的所述发光单元111的所述第一半导体层206电性连接；所述第二电流扩展层602断开，每个所述第二电极802可以形成于所述第二电流扩展层602的相应位置上，每个所述第二电极802仅与相应的所述发光单元111的所述第二半导体层204电性连接。
应理解，共用电极的方案既能够保证每个所述发光单元111的独立控制，又能够减少电极的数量，进而缩小发光二极管的面积。在一些实施例中，也可以不共用电极，每个所述发光单元111均设置各自的所述第一电极801和所述第二电极802，例如设置16个所述第一电极801和16个所述第二电极802，每个所述发光单元111的所述第一电流扩展层601和所述第二电流扩展层602均断开，所述第一电极801与相应的所述发光单元111的所述第一电流扩展层601电性连接，所述第二电极802与相应的所述发光单元111的所述第二电流扩展层602电性连接，这并不影响本实用新型的实施。
请继续参阅图17，本实施例中，16个所述第一电极801分别设置于所述发光区101a的第一侧和第二侧(图17中的上下两侧)，每一侧设置8个所述第一电极801，且所述发光单元111与其相应的所述第一电极801位于同一列上，同一列上的两个所述第一电极801对称设置于所述发光区101a的第一侧和第二侧，所述第一侧与所述第二侧相对；2个所述第二电极802分别设置于所述发光区101a的第三侧和第四侧(图17中的左右两侧)，每一侧设置1个所述第二电极802，两个所述第二电极802对称设置于所述发光区101a的第三侧和第四侧，所述第三侧与所述第四侧相对。如此一来，所述发光二极管的结构较为对称及美观，电流扩展更均匀。
当然，作为可实施例，所述第一电极801和所述第二电极802可以位于所述***区101b的任何位置上，在此不再一一举例说明。
请继续参阅图16，所述发光二极管还包括钝化层(图16中未示出)，所述钝化层共形覆盖所述降低缺陷密度层202远离所述衬底101的一面，并延伸覆盖所述第一台阶200c及所述第二台阶200d的侧壁和下台阶面，也即是说，所述钝化层整面覆盖所述发光二极管的表面，从而保护所述发光二极管的内部结构。需要说明的是，所述第一电极801和所述第二电极802的至少部分表面需要露出所述钝化层，从而便于和外部电路导电连接。
作为可选实施例，所述钝化层可以为由SiO2和/或Al2O3构成的单层或至少两层膜，例如可以是由SiO2-Al2O3-SiO2构成的三层膜，从而避免外界的水汽进入，提高所述发光二极管的防潮能力同时具备增透功能，但不应以此为限。
图1为本实施例提供的发光二极管的制备方法的流程图。如图1所示，所述发光二极管的制备方法包括：
步骤S100：提供外延衬底；
步骤S200：在所述外延衬底上形成至少两个发光单元；
步骤S300：提供衬底，将所述发光单元转移至所述衬底的第一表面上，并去除所述外延衬底；以及，
步骤S400：在每个所述发光单元的外侧壁上形成第一反射镜层。
图2～图17为本实施例提供的发光二极管的制备方法的相应步骤对应的结构示意图。接下来，将结合图2～图17对本实施例提供的发光二极管的制备方法进行详细说明。
如图2所示，执行步骤S100，提供所述外延衬底100，所述外延衬底100为异质衬底中的一种，其材料可以是Ga2O3、蓝宝石中的任一种，所述外延衬底100还可以是宽禁带的透明衬底。所述外延衬底100的表面可以制备出微纳图形，从而提高出光效率。所述微纳图形可以直接在所述外延衬底100的表面制备，也可以预先在所述外延衬底100上预沉积诸如AlN膜、BAlN膜、BN膜、石墨烯膜等膜层，所述微纳图形制备在预沉积的膜层上，所述微纳图形制备的特征尺寸范围可以是数百纳米至数微米，其图形阵列方式可以为平行直线、曲线条、四方及六方排列中的任一种。所述外延衬底100的表面也可以为镜面。
此时，所述外延衬底100可以为1英寸～8英寸的晶圆，厚度可以为300μm～2mm，但不以此为限。
执行步骤S200，在所述外延衬底100上形成缓冲层201，所述缓冲层201可以是低温生长的AlN膜，或者也可以是溅射制备的AlN膜，所述缓冲层201作为所述外延衬底100与后续形成的外延层200之间的缓冲结构，有利于在后续工艺中通过所述缓冲层201改善后续形成的外延层200的晶体质量。
接着，在所述外延衬底100上形成所述外延层200。具体而言，在所述外延衬底100上依次形成降低缺陷密度层202、应力调整层203、第二半导体层204、发光层205及第一半导体层206。具体而言，所述降低缺陷密度层202、应力调整层203、第二半导体层204、发光层205及第一半导体层206可以采用金属化学气相沉积工艺、等离子体辅助分子束外延工艺、激光溅射工艺或氢化物气相外延工艺制备。
请参阅图3，向下刻蚀所述第一半导体层206及所述发光层205直至露出所述第二半导体层204，以形成若干阵列分布的凹槽200a。具体而言，形成所述凹槽200a的步骤包括：利用光刻和干法刻蚀工艺在所述第一半导体层206及所述发光层205中加工出所述凹槽200a，所述凹槽200a的深度需要超过所述发光层205并露出所述第二半导体层204。
请参阅图4，在部分所述第一半导体层206上形成第一欧姆接触层301。所述第一欧姆接触层301的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、原子层沉积工艺、离子束辅助电子束沉积工艺或化学气相沉积工艺在所述第一半导体层206上沉积欧姆接触材料，并进行快速退火处理，然后光刻、刻蚀形成所述第一欧姆接触层301。
请继续参阅图4，所述第一半导体层206上形成第一子介质层401，所述第一子介质层401覆盖所述第一半导体层206并进入所述凹槽200a内覆盖所述凹槽200a的内壁，所述第一欧姆接触层301的至少部分表面从所述第一子介质层401中露出。所述第一子介质层401的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、离子束辅助电子束沉积工艺或等离子体辅助化学气相沉积工艺全面沉积高度补偿介质材料，然后利用光刻和刻蚀工艺去除所述第一欧姆接触层301上的所述高度补偿介质材料，剩余的所述高度补偿介质材料构成所述第一子介质层401。
请参阅图5，在所述第一欧姆接触层301上形成金属反射层501，所述金属反射层501构成所述第二反射镜层。所述金属反射层501的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、原子层沉积工艺、离子束辅助电子束沉积工艺在所述第一欧姆接触层301上形成金属反射材料，以形成所述金属反射层501。
请参阅图6，刻蚀所述外延衬底100的边缘的所述第一子介质层401，从而露出部分所述第一半导体层206，作为预留的电极区域。
请参阅图7，在所述金属反射层501上形成第一电流扩展层601，所述第一电流扩展层601覆盖所述金属反射层501以及暴露的所述第一欧姆接触层301，在所述衬底外延衬底100的边缘区域，所述第一电流扩展层601还覆盖露出的所述第一半导体层206(即预留的电极区域)。所述第一电流扩展层601的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、原子层沉积工艺、离子束辅助电子束沉积工艺在所述金属反射层501上及露出的所述第一欧姆接触层301和所述第一半导体层206上形成电流扩展材料，以形成所述第一电流扩展层601。
请参阅图8，在所述第一电流扩展层601及所述第一子介质层401上形成第二子介质层402，所述第二子介质层402覆盖所述第一电流扩展层601及所述第一子介质层401并进入所述凹槽200a内覆盖所述凹槽200a的内壁。所述第二子介质层402的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、原子层沉积工艺、离子束辅助电子束沉积工艺或等离子体辅助化学气相沉积工艺全面沉积隔离介质材料，以形成所述第二子介质层402。
请继续参阅图8，从所述凹槽200a的底壁向下刻蚀所述第二子介质层402及所述第一子介质层401，使得所述凹槽200a向下延伸至露出所述第二半导体层204的表面。
请参阅图9，在所述第二子介质层402上形成第二电流扩展层602，所述第二电流扩展层602覆盖所述第二子介质层402，并延伸至填充所述凹槽200a以与所述第二半导体层204接触。所述第二电流扩展层602的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、原子层沉积工艺、离子束辅助电子束沉积工艺全面沉积电流扩展材料，以形成所述第二电流扩展层602。
请参阅图10，执行步骤S300，提供衬底101，并将所述衬底101的第一表面与所述第二电流扩展层602键合在一起。具体的，键合所述衬底101的工艺可以是：在所述第二电流扩展层602上形成第一键合材料层，在所述衬底101的第一表面形成第二键合材料层，然后将所述第一键合材料层和所述第二键合材料层贴合在一起，然后在一定的温度和压力下，利用液相瞬态键合工艺将所述第一键合材料层与所述第二键合材料层融合，形成键合层700，实现所述衬底101与所述第二电流扩展层602的永久键合。
所述第一键合材料层与所述第二键合材料层的材料可以相同，例如均是由高熔点金属及低熔点金属的合金构成的二元键合层；当然，所述第一键合材料层与所述第二键合材料层的材料也可以不相同，例如一者为高熔点金属层，另一者为低熔点金属层。
请参阅图11，将所述外延衬底100分离。本实施例中，利用一定波长(例如为248nmKrF或193nm ArF)的紫外激光，采用一定尺寸(例如200μm)的小光斑照射所述外延衬底100上的所述缓冲层201，在紫外激光的照射下，所述缓冲层201被分解为Al和N2，再通过加热实现所述外延衬底100与所述外延层200的分离。
应理解，由于本实施例中的缓冲层201为AlN材料，所以将所述外延衬底100分离时采用了紫外激光照射的方法，当所述外延衬底100的材料改变时，还可以采用例如刻蚀等其他方式将所述外延衬底100分离。
接下来，可以利用一定浓度(例如是2mol/L～6mol/L)的热KOH溶液(例如是50℃～70℃)腐蚀所述降低缺陷密度层202以粗化所述降低缺陷密度层202的表面，从而提高发光效率。
请参阅图12，刻蚀所述外延层200，从而形成露出所述第一子介质层401的第三台阶200b。在所述外延层200的边缘区域上，所述第三台阶200b仅具有1个侧壁(靠近所述衬底101中心的侧壁)，在所述外延层200的中间区域上，所述第三台阶200b具有两个侧壁。
请参阅图13，执行步骤S400，在剩余的所述外延层200的外侧壁以及所述第三台阶200b的下台阶面形成第一反射镜层503。所述第一反射镜层503的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、原子层沉积工艺、离子束辅助电子束沉积工艺全面沉积第一反射镜材料，然后采用CMP(ChemicalMechanical Polishing，化学机械抛光)工艺结合终点探测技术，将所述外延层200上的第一反射镜材料研磨至暴露出所述外延层200的表面(所述降低缺陷密度层202的表面)，剩余的所述第一反射镜材料环绕所述外延层200并构成所述第一反射镜层503。
请参阅图14，沿所述外延层200边缘的所述第三台阶200b的下台阶面向下刻蚀所述第一反射镜层503，以形成露出所述第一电流扩展层601的第一台阶200c。沿所述外延层200边缘的所述第三台阶200b的下台阶面向下刻蚀所述第一反射镜层503、所述第一子介质层401和所述第二子介质层402，以形成露出所述第二电流扩展层602的第二台阶200d。所述第一台阶200c与所述第二台阶200d也位于所述外延层200的边缘。
请参阅图15，分别在所述第一台阶200c及所述第二台阶200d的下台阶面形成第一电极801和第二电极802。其中，所述第一电极801与所述第一电流扩展层601接触，从而通过所述第一电流扩展层601与所述第一半导体层206电性连接。所述第二电极802与所述第二电流扩展层602接触，从而通过所述第二电流扩展层602与所述第二半导体层204电性连接。形成所述第一电极801及所述第二电极802的步骤包括：形成光刻胶掩模遮盖不需要形成电极的区域，然后利用电子束蒸发工艺形成导电材料，接着利用剥离工艺(lift-off)去除光刻胶掩模以及光刻胶掩模上的导电材料，未被光刻胶掩模覆盖的区域的导电材料得以保留，从而构成所述第一电极801及所述第二电极802。
接下来，可以整面沉积钝化材料，从而形成钝化层，所述钝化层可以整面覆盖所述外延层200裸露的表面及所述第一反射镜层503并覆盖所述第一台阶200c、第二台阶200d的侧壁及下台阶面，从而将所述发光单元111与外界隔离，以对整个发光二极管进行保护。应理解，所述第一电极801及所述第二电极802的至少部分顶面需要露出所述钝化层，从而作为引出端进行后续的封装工艺，所以，在形成所述钝化层之后，可以进行刻蚀工艺去除部分所述钝化层，以使所述第一电极801及所述第二电极802的至少部分顶面露出。
作为可选实施例，所述钝化层也可以在形成所述第一电极801及所述第二电极802之前形成，如此一来，在形成所述第一电极801及所述第二电极802之前，需要先刻蚀所述钝化层形成容纳所述第一电极801及所述第二电极802的开口。
如图16所示，减薄所述衬底101，然后在所述衬底101的第二表面上形成金属焊接层112。然后利用砂轮或激光(水导激光、激光表切)沿所述外延层200的边缘区域的所述第三台阶200b切割所述衬底101，从而分离出单个的发光二极管。
本实施例提供的发光二极管的制备方法采用产业界成熟的低缺陷密度异质外延技术和外延层剥离转移技术替换Si外延技术，提高了外延层的晶体质量，可以显著改善发光二极管的发光效率，且相较于现有技术中采用的大马士革金属镶嵌工艺进行金属布线互联的复杂技术方案，本实施例采用了较为简单的大面积金属互联、导热设计方案，显著改善了现有技术存在的高电流密度下电和热可靠性问题，且简化了芯片工艺方案，降低了器件结构设计和工艺难度，也不需要采用昂贵的高精度芯片和晶圆键合工艺设备，利用高导热衬底取代硅衬底，进一步提升了发光二极管的散热性能和机械强度，提高了发光二极管的可靠性，最终可以获得具有高光效、高可靠性的发光二极管，对实现高端车用发光二极管的产业化有着十分重大的意义。
实施例二
图30为本实施例提供的发光二极管的结构示意图。如图30所示，与实施例一的区别在于，本实施例中，所述第二反射镜层包括介质反射层502及金属反射层501，所述介质反射层502为单层结构。所述介质反射层502与所述金属反射层501构成全周向反射结构(ODR，Omni-directional reflector)，从而提高所述第二反射镜层的反射效果，进而提高发光二极管的发光效率。
具体而言，所述介质反射层502贴附于所述第一欧姆接触层301靠近所述衬底101的表面，所述介质反射层502中具有至少一个穿孔，所述穿孔露出所述第一欧姆接触层301。所述金属反射层501贴附于所述介质反射层502靠近所述衬底101的一面，并且，所述金属反射层501还进入所述穿孔内覆盖所述穿孔的内壁以与所述第一欧姆接触层301电连接。
作为可选实施例，所述介质反射层502的材料可以为MgF2、CaF2、SiO2、Al2O3中的任一种；所述介质反射层502的厚度可以为λ/4n，其中，λ为所述发光层205的发光波长，n为所述介质反射层502的折射率。
请继续参阅图30，所述第一电流扩展层601贴附于所述金属反射层501靠近所述衬底101的一面，并进入所述穿孔内填充所述穿孔，并且，所述第一电流扩展层601还横向延伸至超出所述外延层200。如此一来，所述第一电流扩展层601仍然可以通过所述金属反射层501及所述第一欧姆接触层301与所述第一半导体层206电性连接。
作为可选实施例，所述金属反射层501也可以进入所述穿孔内并填充所述穿孔，此时，所述第一电流扩展层601仅贴附于所述金属反射层501靠近所述绝缘衬底101的一面，而未进入所述穿孔内。
在一些实施例中，所述第二反射镜层还包括位于所述介质反射层502与所述金属反射层501之间的粘附层，所述粘附层有利于所述介质反射层502与所述金属反射层501之间的粘附，可以避免所述第二反射镜层分层。
作为可选实施例，所述粘附层可以是单层或多层结构，其材料可以为Ti、TiO2、Al2O3中的至少一种。
基于此，本实施例还提供了所述发光二极管的制备方法。图18～图30为本实施例提供的发光二极管的制备方法的相应步骤对应的结构示意图。接下来，将结合图18～图30对本实施例提供的发光二极管的制备方法进行详细说明。
在已执行实施例一中形成所述凹槽200a的基础上，如图18所示，在所述第一半导体层206的部分表面上形成第一欧姆接触层301。所述第一欧姆接触层301的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、原子层沉积工艺、离子束辅助电子束沉积工艺或化学气相沉积工艺在所述第一半导体层206上形成欧姆接触材料，并进行快速退火处理，然后光刻、刻蚀形成所述第一欧姆接触层301。
请继续参阅图18，在所述第一欧姆接触层301上形成介质反射层502，所述介质反射层502覆盖所述第一欧姆接触层301的表面，所述介质反射层502中具有至少一个穿孔，所述穿孔贯穿所述介质反射层502并露出所述第一欧姆接触层301。所述介质反射层502的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、原子层沉积工艺、离子束辅助电子束沉积工艺、等离子体辅助化学气相沉积工艺在所述第一欧姆接触层301上形成介质反射材料，然后利用光刻和刻蚀工艺去除所述第一欧姆接触层301上的部分的所述介质反射材料，剩余的所述介质反射材料构成所述介质反射层502。
请参阅图19，在所述第一半导体层206上形成第一子介质层401，所述第一子介质层401覆盖所述第一半导体层206，并延伸至所述凹槽200a内覆盖所述凹槽200a的内壁，所述介质反射层502需要从所述第一子介质层401中露出。所述第一子介质层401的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、离子束辅助电子束沉积工艺或等离子体辅助化学气相沉积工艺全面沉积高度补偿介质材料，然后利用光刻和刻蚀工艺去除所述介质反射层502上以及所述穿孔内的所述高度补偿介质材料，剩余的所述高度补偿介质材料构成所述第一子介质层401。
请参阅图20，在所述介质反射层502上形成金属反射层501，所述金属反射层501覆盖所述介质反射层502，并延伸至所述穿孔内覆盖所述穿孔的内壁，所述介质反射层502与所述金属反射层501构成所述第二反射镜层。所述金属反射层501的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、原子层沉积工艺、离子束辅助电子束沉积工艺在所述介质反射层502上形成金属反射材料，以形成所述金属反射层501。
应理解，在所述金属反射层501厚度较大且所述穿孔的深度较小的情况下，所述金属反射层501也可以填充所述穿孔。
作为可选实施例，在形成所述金属反射层501之前，可以先在所述介质反射层502上形成一层粘附层，所述粘附层覆盖所述介质反射层502并进入所述穿孔内覆盖所述穿孔的内壁。之后，再将所述金属反射层501形成于所述粘附层上。在形成所述粘附层后，所述粘附层也可能会覆盖所述第一子介质层401，但这并不会影响本实用新型的实施。
请参阅图21，在所述金属反射层501上形成第一电流扩展层601，所述第一电流扩展层601覆盖所述金属反射层501，在所述外延衬底100的边缘，所述第一电流扩展层601还横向延伸至覆盖所述第一子介质层401。所述第一电流扩展层601的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、原子层沉积工艺、离子束辅助电子束沉积工艺在所述金属反射层501上及部分所述第一子介质层401上形成电流扩展材料，以形成所述第一电流扩展层601。
请参阅图22，在所述第一电流扩展层601及所述第一子介质层401上形成第二子介质层402，所述第二子介质层402覆盖所述第一电流扩展层601及暴露的所述第一子介质层401，并延伸至所述凹槽200a内覆盖所述凹槽200a的内壁。所述第二子介质层402的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、原子层沉积工艺、离子束辅助电子束沉积工艺或等离子体辅助化学气相沉积工艺全面沉积隔离介质材料，以形成所述第二子介质层402。
请继续参阅图22，从所述凹槽200a的底壁向下刻蚀所述第二子介质层402及所述第一子介质层401，使得所述凹槽200a向下延伸至露出所述第二半导体层204的表面。
请参阅图23，在所述第二子介质层402上形成第二电流扩展层602，所述第二电流扩展层602覆盖所述第二子介质层402，并延伸至填充所述凹槽200a。所述第二电流扩展层602的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、原子层沉积工艺、离子束辅助电子束沉积工艺全面沉积电流扩展材料，以形成所述第二电流扩展层602。
作为可选实施例，形成所述第二电流扩展层602之前，可以在所述凹槽200a内形成第二欧姆接触层，所述第二欧姆接触层至少覆盖所述第二半导体层204的部分表面。所述第二欧姆接触层的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、原子层沉积工艺、离子束辅助电子束沉积工艺或化学气相沉积工艺在所述凹槽200a内的第二半导体层204上形成欧姆接触材料，并进行快速退火处理，然后光刻、刻蚀形成第二欧姆接触层。
请参阅图24，提供衬底101，并将所述第一衬底101的第一表面与所述第二电流扩展层602键合在一起。具体的，键合所述衬底101的工艺可以是：在所述第二电流扩展层602上形成第一键合材料层，在所述衬底101的第一表面形成第二键合材料层，然后将所述第一键合材料层和所述第二键合材料层贴合在一起，然后在一定的温度和压力下，利用液相瞬态键合工艺将所述第一键合材料层与所述第二键合材料层融合，形成键合层700，实现所述衬底101与所述第二电流扩展层602的永久键合。
所述第一键合材料层与所述第二键合材料层的材料可以相同，例如均是由高熔点金属及低熔点金属的合金构成的二元键合层；当然，所述第一键合材料层与所述第二键合材料层的材料也可以不相同，例如一者为高熔点金属层，另一者为低熔点金属层。
请参阅图25，将所述外延衬底100分离。本实施例中，利用一定波长(例如为248nmKrF或193nm ArF)的紫外激光，采用一定尺寸(例如200μm)的小光斑照射所述外延衬底100上的所述缓冲层201，在紫外激光的照射下，所述缓冲层201被分解为Al和N2，再通过加热实现所述外延衬底100与所述外延层200的分离。
应理解，由于本实施例中的缓冲层201为AlN材料，所以将所述外延衬底100分离时采用了紫外激光照射的方法，当所述外延衬底100的材料改变时，还可以采用例如刻蚀等其他方式将所述外延衬底100分离。
接下来，可以利用一定浓度(例如是2mol/L～6mol/L)的热KOH溶液(例如是50℃～70℃)腐蚀所述降低缺陷密度层202以粗化所述降低缺陷密度层202的表面，从而提高发光效率。
请参阅图26，刻蚀所述外延层200，从而形成露出所述第一子介质层401的第三台阶200b。在所述外延层200的边缘区域上，所述第三台阶200b仅具有1个侧壁，在所述外延层200的中间区域上，所述第三台阶200b具有两个侧壁。
请参阅图27，在剩余的所述外延层200的外侧壁以及所述第三台阶200b的下台阶面形成第一反射镜层503。所述第一反射镜层503的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、原子层沉积工艺、离子束辅助电子束沉积工艺全面沉积第一反射镜材料，然后采用CMP工艺结合终点探测技术，将所述外延层200上的第一反射镜材料研磨至暴露出所述外延层200的表面(所述降低缺陷密度层202的表面)，剩余的所述第一反射镜材料环绕所述外延层200并构成所述第一反射镜层503。
请参阅图28，沿所述外延层200边缘的所述第三台阶200b的下台阶面向下刻蚀所述第一反射镜层503和所述第一子介质层401，以形成露出所述第一电流扩展层601的第一台阶200c。沿所述外延层200边缘的所述第三台阶200b的下台阶面向下刻蚀所述第一反射镜层503、所述第一子介质层401及所述第二子介质层402，以形成露出所述第二电流扩展层602的第二台阶200d。
请参阅图29，分别在所述第一台阶200c及所述第二台阶200d的下台阶面形成第一电极801和第二电极802。其中，所述第一电极801与所述第一电流扩展层601接触，从而通过所述第一电流扩展层601与所述第一半导体层206电性连接。所述第二电极802与所述第二电流扩展层602接触，从而通过所述第二电流扩展层602与所述第二半导体层204电性连接。形成所述第一电极801及所述第二电极802的步骤包括：形成光刻胶掩模遮盖不需要形成电极的区域，然后利用电子束蒸发工艺形成导电材料，接着利用剥离工艺去除光刻胶掩模以及光刻胶掩模上的导电材料，未被光刻胶掩模覆盖的区域的导电材料得以保留，从而构成所述第一电极801及所述第二电极802。
接下来，可以整面沉积钝化材料，从而形成钝化层，所述钝化层可以整面覆盖所述外延层200裸露的表面及所述第一反射镜层503并覆盖所述第一台阶200c、第二台阶200d的侧壁及下台阶面，从而将所述发光单元111与外界隔离，以对整个所述发光二极管进行保护。应理解，所述第一电极801及所述第二电极802的至少部分顶面需要露出所述钝化层，从而作为引出端进行后续的封装工艺，所以，在形成所述钝化层之后，可以进行刻蚀工艺去除部分所述钝化层，以使所述第一电极801及所述第二电极802的至少部分顶面露出。
作为可选实施例，所述钝化层也可以在形成所述第一电极801及所述第二电极802之前形成，如此一来，在形成所述第一电极801及所述第二电极802之前，需要先刻蚀所述钝化层形成容纳所述第一电极801及所述第二电极802的开口。
请参阅图30，减薄所述衬底101，然后在所述衬底101的第二表面上形成金属焊接层112。然后利用砂轮或激光(水导激光、激光表切)沿所述外延层200的边缘区域的所述第三台阶200b切割所述衬底101，从而分离出单个的发光二极管。
本实施例提供的发光二极管的制备方法采用产业界成熟的低缺陷密度异质外延技术和外延层剥离转移技术替换Si外延技术，提高了外延层的晶体质量，可以显著改善发光二极管的发光效率，且相较于现有技术中采用的大马士革金属镶嵌工艺进行金属布线互联的复杂技术方案，本实施例采用了较为简单的大面积金属互联、导热设计方案，显著改善了现有技术存在的高电流密度下电和热可靠性问题，且简化了芯片工艺方案，降低了器件结构设计和工艺难度，也不需要采用昂贵的高精度芯片和晶圆键合工艺设备，利用高导热衬底取代硅衬底，进一步提升了发光二极管的散热性能和机械强度，提高了发光二极管的可靠性，最终可以获得具有高光效、高可靠性的发光二极管，对实现高端车用发光二极管的产业化有着十分重大的意义。
实施例三
图42为本实施例提供的发光二极管的结构示意图。如图42所示，与实施例二的区别在于，本实施例中，所述第二反射镜层包括介质反射层502及金属反射层501，所述介质反射层502为DBR结构。所述介质反射层502与所述金属反射层501构成全周向反射结构，从而提高所述第二反射镜层的反射效果，进而提高发光二极管的发光效率；并且，由于所述介质反射层502为DBR结构，相较于单层反射结构来说，反射率更高，可以显著改善发光二极管的发光效率。
具体而言，所述介质反射层502贴附于所述第一欧姆接触层301靠近所述衬底101的一面，还横向延伸至贴附于所述第一子介质层401靠近所述衬底101的一面，所述介质反射层502中具有至少一个穿孔，所述穿孔露出所述第一欧姆接触层301。所述金属反射层501贴附于所述介质反射层502靠近所述衬底101的一面，并且，所述金属反射层501还进入所述穿孔内填充所述穿孔。本实施例中，所述金属反射层501仅贴附于所述介质反射层502的部分表面。
本实施例中，所述介质反射层502为2层，优选为4层到15层，在360nm～560nm波长范围内具有0°～90°入射角的高反射率，从而进一步提高出光效率，但不应以此为限，所述介质反射层502可以是其他层数。
作为可选实施例，所述介质反射层502中的低折射率材料可以为MgF2、CaF2、SiO2或Al2O3中的至少一种，高折射率材料可以为TiO2、Ta2O5、Nb2O5中的至少一种。所述介质反射层502中的每层膜的厚度可以为λ/4n，其中，λ为所述发光层205的发光波长，n为所述介质反射层502中该层膜的折射率。
请继续参阅图42，所述第一电流扩展层601贴附于所述金属反射层501靠近所述衬底101的一面，并且，所述第一电流扩展层601还横向延伸至超出所述外延层200，并贴附所述介质反射层502靠近所述衬底101的一面。如此一来，所述第一电流扩展层601仍然可以通过所述金属反射层501及所述第一欧姆接触层301与所述第一半导体层206电性连接。
作为可选实施例，所述金属反射层501也可以进入所述穿孔内覆盖所述穿孔的内壁，此时，所述第一电流扩展层601不仅可以贴附于所述金属反射层501靠近所述绝缘衬底101的一面，还可以进入所述穿孔内填充所述穿孔。
在一些实施例中，所述第二反射镜层还包括位于所述介质反射层502与所述金属反射层501之间的粘附层，所述粘附层有利于所述介质反射层502与所述金属反射层501之间的粘附，可以避免所述第二反射镜层分层。
作为可选实施例，所述粘附层可以是单层或多层结构，其材料可以为Ti、TiO2、Al2O3中的至少一种。
基于此，本实施例还提供了所述发光二极管的制备方法。图31～图42为本实施例提供的发光二极管的制备方法的相应步骤对应的结构示意图。接下来，将结合图31～图42对本实施例提供的发光二极管的制备方法进行详细说明。
在已执行实施例一中形成所述第一欧姆接触层301的基础上，如图31所示，在所述第一欧姆接触层301上形成介质反射层502，所述介质反射层502覆盖所述第一欧姆接触层301的表面及所述第一子介质层401。所述介质反射层502为双层的DBR结构，所述介质反射层502中具有至少一个穿孔，所述穿孔贯穿所述介质反射层502并露出所述第一欧姆接触层301。所述介质反射层502的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、原子层沉积工艺、等离子体辅助化学气相沉积工艺、离子束辅助电子束沉积工艺在所述第一欧姆接触层301及所述第一子介质层401上形成介质反射材料，然后利用光刻和刻蚀工艺去除所述第一欧姆接触层301上的部分的所述介质反射材料，剩余的所述介质反射材料构成所述介质反射层502。
需要说明的是，本实施例中，在形成所述介质反射层502之前形成所述第一子介质层401，由于所述介质反射层502可能采用MgF2等图形化较为困难的材料，在其他实施例中，也可以在形成所述介质反射层502之后再形成所述第一子介质层401。
请参阅图32，在所述介质反射层502上形成金属反射层501，所述金属反射层501覆盖部分所述介质反射层502并进入所述穿孔内填充所述穿孔，所述介质反射层502与所述金属反射层501构成所述第二反射镜层。所述金属反射层501的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、原子层沉积工艺、离子束辅助电子束沉积工艺在所述介质反射层502上形成金属反射材料，以形成所述金属反射层501。
作为可选实施例，在形成所述金属反射层501之前，可以先在所述介质反射层502上形成一层粘附层，所述粘附层覆盖所述介质反射层502并进入所述穿孔内覆盖所述穿孔的内壁。之后，再将所述金属反射层501形成于所述粘附层上。在形成所述粘附层后，所述粘附层也可能会覆盖所述第一子介质层401，但这并不会影响本实用新型的实施。
请参阅图33，在所述金属反射层501上形成第一电流扩展层601，所述第一电流扩展层601覆盖所述金属反射层501，并横向延伸至覆盖部分所述介质反射层502。所述第一电流扩展层601的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、原子层沉积工艺、离子束辅助电子束沉积工艺在所述金属反射层501上及部分所述介质反射层502上形成电流扩展材料，以形成所述第一电流扩展层601。
请参阅图34，在所述第一电流扩展层601及所述介质反射层502上形成第二子介质层402，所述第二子介质层402覆盖所述第一电流扩展层601及所述介质反射层502，并延伸至所述凹槽200a内覆盖所述凹槽200a的内壁。所述第二子介质层402的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、原子层沉积工艺、离子束辅助电子束沉积工艺或等离子体辅助化学气相沉积工艺全面沉积隔离介质材料，以形成所述第二子介质层402。
请继续参阅图34，从所述凹槽200a的底壁向下刻蚀所述第二子介质层402及所述第一子介质层401，使得所述凹槽200a向下延伸至露出所述第二半导体层204的表面。
请参阅图35，在所述第二子介质层402上形成第二电流扩展层602，所述第二电流扩展层602覆盖所述第二子介质层402，并延伸至填充所述凹槽200a。所述第二电流扩展层602的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、原子层沉积工艺、离子束辅助电子束沉积工艺全面沉积电流扩展材料，以形成所述第二电流扩展层602。
作为可选实施例，形成所述第二电流扩展层602之前，可以在所述凹槽200a内形成第二欧姆接触层，所述第二欧姆接触层至少覆盖所述第二半导体层204的部分表面。所述第二欧姆接触层的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、原子层沉积工艺、离子束辅助电子束沉积工艺或化学气相沉积工艺在所述凹槽200a内的第二半导体层204上形成欧姆接触材料，并进行快速退火处理，然后光刻、刻蚀形成第二欧姆接触层。
请参阅图36，提供衬底101，并将所述第一衬底101的第一表面与所述第二电流扩展层602键合在一起。具体的，键合所述衬底101的工艺可以是：在所述第二电流扩展层602上形成第一键合材料层，在所述衬底101的第一表面形成第二键合材料层，然后将所述第一键合材料层和所述第二键合材料层贴合在一起，然后在一定的温度和压力下，利用液相瞬态键合工艺将所述第一键合材料层与所述第二键合材料层融合，形成键合层700，实现所述衬底101与所述第二电流扩展层602的永久键合。
所述第一键合材料层与所述第二键合材料层的材料可以相同，例如均是由高熔点金属及低熔点金属的合金构成的二元键合层；当然，所述第一键合材料层与所述第二键合材料层的材料也可以不相同，例如一者为高熔点金属层，另一者为低熔点金属层。
请参阅图37，将所述外延衬底100分离。本实施例中，利用一定波长(例如为248nmKrF或193nm ArF)的紫外激光，采用一定尺寸(例如200μm)的小光斑照射所述外延衬底100上的所述缓冲层201，在紫外激光的照射下，所述缓冲层201被分解为Al和N2，再通过加热实现所述外延衬底100与所述外延层200的分离。
应理解，由于本实施例中的缓冲层201为AlN材料，所以将所述外延衬底100分离时采用了紫外激光照射的方法，当所述外延衬底100的材料改变时，还可以采用例如刻蚀等其他方式将所述外延衬底100分离。
接下来，可以利用一定浓度(例如是2mol/L～6mol/L)的热KOH溶液(例如是50℃～70℃)腐蚀所述降低缺陷密度层202以粗化所述降低缺陷密度层202的表面，从而提高发光效率。
请参阅图38，刻蚀所述外延层200，从而形成露出所述第一子介质层401的第三台阶200b。在所述外延层200的边缘区域上，所述第三台阶200b仅具有1个侧壁，在所述外延层200的中间区域上，所述第三台阶200b具有两个侧壁。
请参阅图39，在剩余的所述外延层200的外侧壁以及所述第三台阶200b的下台阶面形成第一反射镜层503。所述第一反射镜层503的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、原子层沉积工艺、离子束辅助电子束沉积工艺全面沉积第一反射镜材料，然后采用CMP工艺结合终点探测技术，将所述外延层200上的第一反射镜材料研磨至暴露出所述外延层200的表面(所述降低缺陷密度层202的表面)，剩余的所述第一反射镜材料环绕所述外延层200并构成所述第一反射镜层503。
请参阅图40，沿所述外延层200边缘的所述第三台阶200b的下台阶面向下刻蚀所述第一反射镜层503、所述第一子介质层401及所述介质反射层502，以形成露出所述第一电流扩展层601的第一台阶200c。沿所述外延层200边缘的所述第三台阶200b的下台阶面向下刻蚀所述第一反射镜层503、所述第一子介质层401、所述介质反射层502及所述第二子介质层402，以形成露出所述第二电流扩展层602的第二台阶200d。
请参阅图41，分别在所述第一台阶200c及所述第二台阶200d的下台阶面形成第一电极801和第二电极802。其中，所述第一电极801与所述第一电流扩展层601接触，从而通过所述第一电流扩展层601与所述第一半导体层206电性连接。所述第二电极802与所述第二电流扩展层602接触，从而通过所述第二电流扩展层602与所述第二半导体层204电性连接。形成所述第一电极801及所述第二电极802的步骤包括：形成光刻胶掩模遮盖不需要形成电极的区域，然后利用电子束蒸发工艺形成导电材料，接着利用剥离工艺去除光刻胶掩模以及光刻胶掩模上的导电材料，未被光刻胶掩模覆盖的区域的导电材料得以保留，从而构成所述第一电极801及所述第二电极802。
接下来，可以整面沉积钝化材料，从而形成钝化层，所述钝化层可以整面覆盖所述外延层200裸露的表面及所述第一反射镜层503并覆盖所述第一台阶200c、第二台阶200d的侧壁及下台阶面，从而将所述发光单元111与外界隔离，以对整个所述发光二极管进行保护。应理解，所述第一电极801及所述第二电极802的至少部分顶面需要露出所述钝化层，从而作为引出端进行后续的封装工艺，所以，在形成所述钝化层之后，可以进行刻蚀工艺去除部分所述钝化层，以使所述第一电极801及所述第二电极802的至少部分顶面露出。
作为可选实施例，所述钝化层也可以在形成所述第一电极801及所述第二电极802之前形成，如此一来，在形成所述第一电极801及所述第二电极802之前，需要先刻蚀所述钝化层形成容纳所述第一电极801及所述第二电极802的开口。
请参阅图42，减薄所述衬底101，然后在所述衬底101的第二表面上形成金属焊接层112。然后利用砂轮或激光(水导激光、激光表切)沿所述外延层200的边缘区域的所述第三台阶200b切割所述衬底101，从而分离出单个的发光二极管。
本实施例提供的发光二极管的制备方法采用产业界成熟的低缺陷密度异质外延技术和外延层剥离转移技术替换Si外延技术，提高了外延层的晶体质量，可以显著改善发光二极管的发光效率，且相较于现有技术中采用的大马士革金属镶嵌工艺进行金属布线互联的复杂技术方案，本实施例采用了较为简单的大面积金属互联、导热设计方案，显著改善了现有技术存在的高电流密度下电和热可靠性问题，且简化了芯片工艺方案，降低了器件结构设计和工艺难度，也不需要采用昂贵的高精度芯片和晶圆键合工艺设备，利用高导热衬底取代硅衬底，进一步提升了发光二极管的散热性能和机械强度，提高了发光二极管的可靠性，最终可以获得具有高光效、高可靠性的发光二极管，对实现高端车用发光二极管的产业化有着十分重大的意义。
实施例四
图52及图53为本实施例提供的发光二极管的结构示意图，其中，图52为图53中的发光二极管沿A-A方向的剖面示意图。如图53所示，与实施例三的区别在于，本实施例中，所述发光单元111具有24个，24个所述发光单元111在所述发光区101a中呈3行8列分布，相应的，所述第一电极801也具有24个。
具体而言，结合图52及图53所示，本实施例中，所述发光区101a内的每列上均具有3个所述发光单元111，三个所述发光单元111对应的所述第一电极801(共三个所述第一电极801)均位于同一列上，其中一个所述第一电极801位于所述发光区101a的上侧(相对于图53中的方位)，另外两个所述第一电极801位于所述发光区101a的下侧(相对于图53中的方位)。为了便于描述，将每列上由上至下的三个所述发光单元111分别称为第一个所述发光单元111、第二个所述发光单元111和第三个所述发光单元111。
位于所述发光区101a的上侧的所述第一电极801对应第一个所述发光单元111，即与第一个所述发光单元111的所述第一电流扩展层601电性连接；位于所述发光区101a的下侧且靠近所述发光区101a的所述第一电极801对应第三个所述发光单元111，即与第三个所述发光单元111的所述第一电流扩展层601电性连接；位于所述发光区101a的下侧且远离所述发光区101a的所述第一电极801对应第二个所述发光单元111，即与第二个所述发光单元111的所述第一电流扩展层601电性连接。
由于每列上的三个所述发光单元111是同步制备的，三个所述发光单元111的所述第一电流扩展层601位于同一层，为了避免同一列上位于所述发光区101a的下侧的两个所述第一电极801短路，所述发光二极管还包括电极引出层604，所述电极引出层604与所述第一电流扩展层601位于不同层，且所述电极引出层604与每列上的第二个所述发光单元111的所述第一电流扩展层601电性连接，从而将每列上的第二个所述发光单元111的所述第一电流扩展层601引出。
请继续参阅图52及图53，所述电极引出层604也位于所述第二子介质层402内，所述第二子介质层402内还具有连接插塞603，所述连接插塞603的两端分别与第二个所述发光单元111的所述第一电流扩展层601以及所述电极引出层604接触。如此一来，所述电极引出层604即可与第二个所述发光单元111的所述第一电流扩展层601电性连接，但与第一个和第三个所述发光单元111的所述第一电流扩展层601绝缘。
具体而言，所述第二子介质层402具有两层，分别为第一隔离子介质层402a和第二隔离子介质层402b，所述第一隔离子介质层402a贴附于所述第一电流扩展层601及所述介质反射层502靠近所述衬底101的表面，并延伸至所述凹槽200a内覆盖所述凹槽200a的侧壁，所述电极引出层604贴附于述第一隔离子介质层402a靠近所述衬底101的表面，所述连接插塞603也位于所述第一隔离子介质层402a内且贯穿所述第一隔离子介质层402a。所述第二隔离子介质层402b贴附于所述第一隔离子介质层402a及所述电极引出层604靠近所述衬底101的表面。
进一步地，所述第二电流扩展层602贴附于所述第二隔离子介质层402b靠近所述衬底101的表面，并贯穿所述第二隔离子介质层402b、所述电极引出层604(在某些区域上)及所述第一隔离子介质层402a，以与所述第二半导体层204电性连接。
需要说明的是，所述电极引出层604与所述第二电流扩展层602之间应该存在介质材料(图52中未示出)，以避免所述电极引出层604与所述第二电流扩展层602短路。
请继续参阅图52，所述第一台阶具有两个，分别为第一台阶200c和第一台阶200e。所述第一台阶200c贯穿所述外延层200、所述第一反射镜层503、所述第一子介质层401及所述介质反射层502，并露出第三个所述发光单元111的所述第一电流扩展层601；所述第一台阶200e从所述第一台阶200c向下贯穿所述第一隔离子介质层402a，并露出所述电极引出层604。
所述第一台阶200c的下台阶面上设置有一个所述第一电极801，所述第一台阶200c的下台阶面上的所述第一电极801可以通过第三个所述发光单元111的所述第一电流扩展层601与第三个所述发光单元111的所述第一半导体层206电性连接。所述第一台阶200e的下台阶面上设置有一个所述第一电极801，所述第一台阶200e的下台阶面上的所述第一电极801可以通过所述电极引出层604、所述连接插塞603及第二个所述发光单元111的所述第一电流扩展层601与第二个所述发光单元111的所述第一半导体层206电性连接。并且，所述第一台阶200c的下台阶面上的所述第一电极801与所述第一台阶200e的下台阶面上的所述第一电极801之间是绝缘的。
应理解，当每列上具有三个以上的所述发光单元111时，为了避免所述第一电极801之间短路，可以在所述第二子介质层402中设置相应层数且相互绝缘的电极引出层，然后利用连接插塞将不同的电极引出层与相应的所述发光单元111的所述第一电流扩展层601电性连接。如此一来，一部分所述发光单元111的所述第一电流扩展层601直接与所述第一电极801电性连接，另一部分所述发光单元111的所述第一电流扩展层601则通过所述连接插塞和电极引出层与所述第一电极801电性连接。
当然，在不限制电极的位置的情况下，无论具有多少所述发光单元111，理论上都可以通过设计所述第一电流扩展层601和所述第二电流扩展层602的图案以及所述第一电极801和所述第二电极802的位置实现本实用新型的方案。
需要说明的是，在共用所述第一电极801的场合(如所述第二电极802具有24个，所述第一电极801具有2个)，本实用新型也可以实施，只需要调换所述第一半导体层206和所述第二半导体层204的位置即可。但考虑到掺杂激活的难度，也可以不调换所述第一半导体层206和所述第二半导体层204的位置，而是在所述第二电流扩展层602与所述键合层700之间形成额外的绝缘层，并在所述第二子介质层中形成相应的电极引出层和连接插塞将部分所述发光单元111的所述第二电流扩展层602引出即可。当然，此种情况下，每个所述第二电流扩展层602并未连成一片，而是彼此绝缘；并且，所述第二台阶200d具有至少两个，其中一部分所述第二台阶200d露出部分所述发光单元111的所述第二电流扩展层602；另一部分所述第二台阶200d露出所述电极引出层。如此一来，一部分所述发光单元111的所述第二电流扩展层602直接与所述第二电极802电性连接，另一部分所述发光单元111的所述第二电流扩展层602则通过所述连接插塞和所述电极引出层与所述第二电极802电性连接。
基于此，本实施例还提供了所述发光二极管的制备方法。图43～图53为本实施例提供的发光二极管的制备方法的相应步骤对应的结构示意图。接下来，将结合图43～图53对本实施例提供的发光二极管的制备方法进行详细说明。
在已执行实施例三中形成所述第一电流扩展层601的基础上，如图43所示，在所述第一电流扩展层601及所述介质反射层502上形成第一隔离子介质层402a，所述第一隔离子介质层402a覆盖所述第一电流扩展层601及所述介质反射层502并进入所述凹槽200a内填充所述凹槽200a。所述第一隔离子介质层402a的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、原子层沉积工艺、离子束辅助电子束沉积工艺或等离子体辅助化学气相沉积工艺全面沉积隔离介质材料，以形成所述第一隔离子介质层402a。
请继续参阅图43，在所述第一隔离子介质层402a中形成连接插塞603，并在所述第一隔离子介质层402a上形成电极引出层604，所述连接插塞603的两端分别接触所述电极引出层604及所述第一电流扩展层601的部分区域。所述连接插塞603及所述电极引出层604的形成工艺可以是：刻蚀所述第一隔离子介质层402a以形成通孔，利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、原子层沉积工艺、离子束辅助电子束沉积工艺全面沉积导电材料，导电材料覆盖所述第一隔离子介质层402a并填充所述通孔，刻蚀以去除所述第一隔离子介质层402a上的部分导电材料，所述通孔中剩余的导电材料构成所述连接插塞603，所述第一隔离子介质层402a上剩余的导电材料构成所述电极引出层604。
请参阅图44，在所述第一隔离子介质层402a及所述电极引出层604上形成第二隔离子介质层402b。所述第二隔离子介质层402b的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、原子层沉积工艺、离子束辅助电子束沉积工艺或等离子体辅助化学气相沉积工艺全面沉积隔离介质材料，以形成所述第二隔离子介质层402b。
请继续参阅图44，在所述凹槽200a的位置上刻蚀所述第二隔离子介质层402b、所述电极引出层604(某些区域上)、所述第一隔离子介质层402a及所述第一子介质层401。从图44中可见，所述第一隔离子介质层402a仍然可以认为是覆盖所述凹槽200a的侧壁，所述凹槽200a底部的所述第二半导体层204露出。
请参阅图45，在所述第二隔离子介质层402b上形成第二电流扩展层602，所述第二电流扩展层602覆盖所述第二隔离子介质层402b，并延伸至填充所述凹槽200a。所述第二电流扩展层602的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、原子层沉积工艺、离子束辅助电子束沉积工艺全面沉积电流扩展材料，以形成所述第二电流扩展层602。
作为可选实施例，形成所述第二电流扩展层602之前，可以在所述凹槽200a内形成第二欧姆接触层，所述第二欧姆接触层至少覆盖所述第二半导体层204的部分表面。所述第二欧姆接触层的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、原子层沉积工艺、离子束辅助电子束沉积工艺或化学气相沉积工艺在所述凹槽200a内的第二半导体层204上形成欧姆接触材料，并进行快速退火处理，然后光刻、刻蚀形成第二欧姆接触层。
应理解，为了避免短路，在所述凹槽200a的位置上刻蚀所述第二隔离子介质层402b、所述电极引出层604、所述第一隔离子介质层402a及所述第一子介质层401刻蚀之后，形成所述第二电流扩展层602之前，还需要整面沉积形成一层介质材料，从而隔离所述电极引出层604与后续形成的所述第二电流扩展层602。
请参阅图46，提供衬底101，并将所述衬底101的第一表面与所述第二电流扩展层602键合在一起。具体的，键合所述衬底101的工艺可以是：在所述第二电流扩展层602上形成第一键合材料层，在所述衬底101的第一表面形成第二键合材料层，然后将所述第一键合材料层和所述第二键合材料层贴合在一起，然后在一定的温度和压力下，利用液相瞬态键合工艺将所述第一键合材料层与所述第二键合材料层融合，形成键合层700，实现所述衬底101与所述第二电流扩展层602的永久键合。
所述第一键合材料层与所述第二键合材料层的材料可以相同，例如均是由高熔点金属及低熔点金属的合金构成的二元键合层；当然，所述第一键合材料层与所述第二键合材料层的材料也可以不相同，例如一者为高熔点金属层，另一者为低熔点金属层。
请参阅图47，将所述外延衬底100分离。本实施例中，利用一定波长(例如为248nmKrF或193nm ArF)的紫外激光，采用一定尺寸(例如200μm)的小光斑照射所述外延衬底100上的所述缓冲层201，在紫外激光的照射下，所述缓冲层201被分解为Al和N2，再通过加热实现所述外延衬底100与所述外延层200的分离。
应理解，由于本实施例中的缓冲层201为AlN材料，所以将所述外延衬底100分离时采用了紫外激光照射的方法，当所述外延衬底100的材料改变时，还可以采用例如刻蚀等其他方式将所述外延衬底100分离。
接下来，可以利用一定浓度(例如是2mol/L～6mol/L)的热KOH溶液(例如是50℃～70℃)腐蚀所述降低缺陷密度层202以粗化所述降低缺陷密度层202的表面，从而提高发光效率。
请参阅图48，刻蚀所述外延层200，从而形成露出所述第一子介质层401的第三台阶200b。在所述外延层200的边缘区域上，所述第三台阶200b仅具有1个侧壁，在所述外延层200的中间区域上，所述第三台阶200b具有两个侧壁。
请参阅图49，在剩余的所述外延层200的外侧壁以及所述第三台阶200b的下台阶面形成第一反射镜层503。所述第一反射镜层503的形成工艺可以是：利用电子束蒸发工艺、溅射工艺、原子层沉积工艺、离子束辅助电子束沉积工艺全面沉积第一反射镜材料，然后采用CMP工艺结合终点探测技术，将所述外延层200上的第一反射镜材料研磨至暴露出所述外延层200的表面(所述降低缺陷密度层202的表面)，剩余的所述第一反射镜材料环绕所述外延层200并构成所述第一反射镜层503。
请参阅图50，沿所述外延层200边缘的所述第三台阶200b的下台阶面向下刻蚀所述第一反射镜层503、所述第一子介质层401及所述介质反射层502，以形成露出所述第一电流扩展层601的第一台阶200c，继续沿所述第一台阶200c的下台阶面向下刻蚀所述第一隔离子介质层402a，以形成露出所述电极引出层604的第一台阶200e。沿所述外延层200边缘的所述第三台阶200b的下台阶面向下刻蚀第一反射镜层503、所述第一子介质层401、所述介质反射层502及所述第二子介质层402(所述第一隔离子介质层402a及所述第二隔离子介质层402b)，以形成露出所述第二电流扩展层602的第二台阶200d。
请参阅图51，在所述第一台阶200c、所述第一台阶200e的下台阶面形成第一电极801，在所述第二台阶200d的下台阶面形成第二电极802。形成所述第一电极801及所述第二电极802的步骤包括：形成光刻胶掩模遮盖不需要形成电极的区域，然后利用电子束蒸发工艺形成导电材料，接着利用剥离工艺去除光刻胶掩模以及光刻胶掩模上的导电材料，未被光刻胶掩模覆盖的区域的导电材料得以保留，从而构成所述第一电极801及所述第二电极802。
接下来，可以整面沉积钝化材料，从而形成钝化层，所述钝化层可以整面覆盖所述外延层200裸露的表面及所述第一反射镜层503并覆盖所述第一台阶200c、第一台阶200e、第二台阶200d的侧壁及下台阶面，从而将所述发光单元111与外界隔离，以对整个所述发光二极管进行保护。应理解，所述第一电极801及所述第二电极802的至少部分顶面需要露出所述钝化层，从而作为引出端进行后续的封装工艺，所以，在形成所述钝化层之后，可以进行刻蚀工艺去除部分所述钝化层，以使所述第一电极801及所述第二电极802的至少部分顶面露出。
作为可选实施例，所述钝化层也可以在形成所述第一电极801及所述第二电极802之前形成，如此一来，在形成所述第一电极801及所述第二电极802之前，需要先刻蚀所述钝化层形成容纳所述第一电极801及所述第二电极802的开口。
请参阅图52，减薄所述衬底101，然后在所述衬底101的第二表面上形成金属焊接层112。然后利用砂轮或激光(水导激光、激光表切)沿所述外延层200的边缘区域的所述第三台阶200b切割所述衬底101，从而分离出单个的发光二极管。
本实施例提供的发光二极管的制备方法采用产业界成熟的低缺陷密度异质外延技术和外延层剥离转移技术替换Si外延技术，提高了外延层的晶体质量，可以显著改善发光二极管的发光效率，且相较于现有技术中采用的大马士革金属镶嵌工艺进行金属布线互联的复杂技术方案，本实施例采用了较为简单的大面积金属互联、导热设计方案，显著改善了现有技术存在的高电流密度下电和热可靠性问题，且简化了芯片工艺方案，降低了器件结构设计和工艺难度，也不需要采用昂贵的高精度芯片和晶圆键合工艺设备，利用高导热衬底取代硅衬底，进一步提升了发光二极管的散热性能和机械强度，提高了发光二极管的可靠性，最终可以获得具有高光效、高可靠性的发光二极管，对实现高端车用发光二极管的产业化有着十分重大的意义。
实施例五
图54为本实施例提供的发光二极管的结构示意图，如图54所示，与实施例一的区别在于，本实施例中，所述发光单元111均为矩形，且所述发光单元111在所述发光区101a内呈一行分布，但不应以此为限。
实施例六
图55为本实施例提供的发光二极管的结构示意图，图56为本实施例提供的第一电流扩展层601的一种可行的图案的示意图。如图55及图56所示，当所述发光单元111为3行8列时，所述第一电流扩展层601的图案可以设计为图56所示的图案，即：所述第一电流扩展层601在每一列上分成相互绝缘的3部分，从上到下分为第一部分、第二部分和第三部分，分别对应同一列上的3个所述发光单元111，其中，位于中间的第二部分与位于边缘的第一部分和第三部分错位排布，从而避免短路，并且不需要设置额外的插塞和电极引出层，简化了结构和制备工艺。第一部分、第二部分和第三部分均整***于所述发光区101a内，但会延伸至所述***区101b内，便于与所述第一电极801电性连接。
应理解，本实施例提供的所述第一电流扩展层601的图案仅是示例，实际上，所述第一电流扩展层601的图案可以根据需要设计，只要能够实现本实用新型记载的功能即可。
综上，在本实用新型实施例提供的发光二极管中，直接在衬底的第一表面上制备出至少两个发光单元，相比先形成单个发光二极管后再拼接在一起的方案，可以极大程度缩减相邻的发光单元之间的间距和偏移量，获得最佳的发光单元之间的平行度，简化封装方案，提高发光二极管的可靠性、散热性能和机械强度；同时，每个所述发光单元的外侧壁上均覆盖有第一反射镜层，所述第一反射镜层可以将所述发光单元侧面轴向出射的光有效反射，降低了相邻发光单元之间出光的干扰。本实用新型中的发光二极管可以作为车规发光二极管，对实现高端车用发光二极管的产业化有着十分重大的意义。
需要说明的是，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。对于实施例公开的***而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
还需要说明的是，虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本实用新型。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围。
还应当理解的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
此外还应该认识到，此处描述的术语仅仅用来描述特定实施例，而不是用来限制本实用新型的范围。必须注意的是，此处的以及所附权利要求中使用的单数形式“一个”和“一种”包括复数基准，除非上下文明确表示相反意思。例如，对“一个步骤”或“一个装置”的引述意味着对一个或多个步骤或装置的引述，并且可能包括次级步骤以及次级装置。应该以最广义的含义来理解使用的所有连词。以及，词语“或”应该被理解为具有逻辑“或”的定义，而不是逻辑“异或”的定义，除非上下文明确表示相反意思。此外，本实用新型实施例中的方法和/或设备的实现可包括手动、自动或组合地执行所选任务。

Claims (26)

1.一种发光二极管，其特征在于，包括衬底及位于所述衬底的第一表面上的至少两个发光单元，每个所述发光单元的外侧壁上均覆盖有第一反射镜层。
2.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所有所述第一反射镜层连成一体。
3.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，至少部分所述第一反射镜层为独立结构。
4.如权利要求1～3中任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述发光单元包括外延层，所述外延层包括由下至上依次堆叠的第一半导体层、发光层及第二半导体层，所述第一反射镜层至少覆盖所述外延层的外侧壁。
5.如权利要求4所述的发光二极管，其特征在于，所述衬底上还形成有彼此绝缘的第一电极和第二电极，所述第一电极与相应的所述发光单元的所述第一半导体层电性连接，所述第二电极与相应的所述发光单元的所述第二半导体层电性连接。
6.如权利要求5所述的发光二极管，其特征在于，所述发光二极管包括至少一个所述第一电极及至少两个所述第二电极，所述第一电极彼此电性连接，所述第二电极彼此绝缘，所有所述发光单元共用所述第一电极，所述发光单元与所述第二电极一一对应；或者，所述发光二极管包括至少一个所述第二电极及至少两个所述第一电极，所述第二电极彼此电性连接，所述第一电极彼此绝缘，所有所述发光单元共用所述第二电极，所述发光单元与所述第一电极一一对应。
7.如权利要求5所述的发光二极管，其特征在于，所述第一半导体层为P型半导体层，所述第二半导体层为N型半导体层，所述第一电极为P电极，所述第二电极为N电极。
8.如权利要求5所述的发光二极管，其特征在于，所述衬底上具有发光区及围绕所述发光区的***区，所述第一电极和所述第二电极均位于所述***区内，所述发光单元位于所述发光区内。
9.如权利要求8所述的发光二极管，其特征在于，所述发光单元在所述发光区内呈阵列分布，所述第一电极位于所述发光区的第一侧和/或第二侧，所述第一侧与所述第二侧相对；所述第二电极位于所述发光区的第三侧和/或第四侧，所述第三侧与所述第四侧相对。
10.如权利要求9所述的发光二极管，其特征在于，所述第一电极对称分布于所述发光区的第一侧和第二侧；和/或，所述第二电极对称分布于所述发光区的第三侧和第四侧。
11.如权利要求6所述的发光二极管，其特征在于，所述发光单元还包括：
凹槽，贯穿所述第一半导体层及所述发光层并露出所述第二半导体层；
介质层，贴附于所述第一半导体层靠近所述衬底的表面，并延伸至覆盖所述凹槽的侧壁；
第二反射镜层，位于所述介质层内，并贴附于所述第一半导体层；
第一电流扩展层，位于所述介质层内，并与所述第一半导体层电性连接；以及，
第二电流扩展层，贴附于所述介质层靠近所述衬底的表面，并填充所述凹槽，以与所述第二半导体层电性连接。
12.如权利要求11所述的发光二极管，其特征在于，所述第二反射镜层包括金属反射层，所述金属反射层贴附于所述第一半导体层，所述第一电流扩展层贴附于金属反射层及部分所述第一半导体层。
13.如权利要求11所述的发光二极管，其特征在于，所述第二反射镜层包括介质反射层及金属反射层，所述介质反射层贴附于所述第一半导体层，所述介质反射层中具有至少一个穿孔，所述金属反射层贴附于所述介质反射层并至少覆盖所述穿孔的内壁，所述第一电流扩展层贴附于所述金属反射层以通过所述金属反射层与所述第一半导体层电性连接。
14.如权利要求13所述的发光二极管，其特征在于，所述介质反射层为单层结构或DBR结构。
15.如权利要求14所述的发光二极管，其特征在于，所述第二反射镜层还包括位于所述介质反射层与所述金属反射层之间的粘附层。
16.如权利要求11所述的发光二极管，其特征在于，所述介质层包括由上至下依次堆叠的第一子介质层及第二子介质层，所述第二反射镜层位于所述第一子介质层内，所述第一电流扩展层位于所述第一子介质层内或位于所述第一子介质层与所述第二子介质层之间，且所述第一子介质层靠近所述衬底的一面与所述第一电流扩展层靠近所述衬底的一面的高度差小于所述第二子介质层、所述第二反射镜层及所述第二电流扩展层的厚度之和的20％。
17.如权利要求11所述的发光二极管，其特征在于，所有所述发光单元的所述第一电流扩展层连成一体，每个所述发光单元的所述第二电流扩展层彼此绝缘；或者，所有所述发光单元的所述第二电流扩展层连成一体，每个所述发光单元的所述第一电流扩展层彼此绝缘。
18.如权利要求11所述的发光二极管，其特征在于，所述发光二极管还包括：
第一台阶，至少贯穿所述外延层并露出所述第一电流扩展层，所述第一电极位于所述第一台阶的下台阶面，并与所述第一电流扩展层电性连接；以及，
第二台阶，贯穿所述外延层及至少部分厚度的所述介质层并露出所述第二电流扩展层，所述第二电极位于所述第二台阶的下台阶面，并与所述第二电流扩展层电性连接。
19.如权利要求18所述的发光二极管，其特征在于，所述介质层内还具有若干电极引出层，所述电极引出层与所述第一电流扩展层位于不同层，部分所述发光单元的所述第一电流扩展层通过连接插塞与相应的所述电极引出层电性连接，所述第一台阶至少具有两个，其中一部分所述第一台阶露出所述第一电流扩展层，另一部分所述第一台阶露出所述电极引出层。
20.如权利要求19所述的发光二极管，其特征在于，所述第二电流扩展层与所述衬底的第一表面之间还设置有绝缘层，所述绝缘层内还具有若干电极引出层，所述电极引出层与所述第二电流扩展层位于不同层，部分所述发光单元的所述第二电流扩展层通过连接插塞与相应的所述电极引出层电性连接，所述第二台阶至少具有两个，其中一部分所述第二台阶露出所述第二电流扩展层，另一部分所述第二台阶露出所述电极引出层。
21.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述衬底的材料为AlN、BN、SiC或金刚石；所述衬底的厚度为90um～5mm。
22.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，每个所述发光单元的形状相同或不相同。
23.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，每个所述发光单元的尺寸相同或不同。
24.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述发光二极管还包括金属焊接层，所述金属焊接层位于所述衬底的第二表面上。
25.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述发光二极管还包括键合层，所述键合层位于所述衬底的第一表面与所述发光单元之间。
26.如权利要求1～3中任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述第一反射镜层为DBR结构。
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