发光二极管的制作方法

本实用新型涉及半导体元件，尤其是涉及一种发光二极管。

背景技术：

由于发光二极管具有寿命长、体积小、高耐震性、发热度小以及耗电量低等优点，发光二极管已被广泛地应用于家电产品以及各式仪器之指示灯或光源。

早期的氮化镓LED芯片制作工艺通常由台面蚀刻(MESA)、制作透明导电层（例如ITO）、制作电极和制作保护层四道工艺组成，其形成的发光二极管芯片如图1所示，其一般包括衬底101、N型层111、发光层112、P型层113、透明导电层120、P电极141(焊盘143和扩展条144)、N电极142和保护层130。在氮化镓LED中，p-GaN由于其载流子迁移率较低，通常会在PAD底部造成一定的电流拥堵。因此，现在通常会在P型电极的底部增加电流阻挡层150，用于抑制电流的过注入，增加透明导电层的电流扩散，如图2所示。该芯片制作工艺通常至少包括台面蚀刻(MESA)、制作电流阻挡层、制作电流扩展层（例如ITO）、制作电极和制作保护层五道工艺。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种发光二极管，其在形成透明导电层后先制作保护层，最后再制作电极，该保护层可同时作为电流阻挡层，一方面可以减少工艺，另一方面可以有效提升发光二极管的发光效率。

根据本实用新型的第一个方面，一种发光二极管，包括：发光外延层，自上而下依次包括第一半导体层、发光层和第二半导体层，其上表面设有第一电极区，其包含焊盘区和扩展区；透明导电层，形成于所述第一半导体层的表面之上，并在所述焊盘区形成第一开口，露出位于所述焊盘区的第一半导体层表面；保护层，形成于所述透明导电层的表面上，在所述第一电极区的焊盘区和扩展区分别形成第二开口和第三开口，露出位于所述焊盘区的第一半导体层表面及位于所述扩展区的透明导电层表面；第一电极，形成于所述保护层上，并通过所述第一、第二开口，直接与所述焊盘区的第一半导体层接触。

本实用新型同时提供了一发光二极管的制作方法，包括步骤：（1）形成一发光外延层，其自上而下依次包括第一半导体层、发光层和第二半导体层；（2）在所述发光外延层上表面定义第一电极区，其包含焊盘区和扩展区；（3）在所述发光外延层的上表面上形成透明导电层，其在所述并在所述焊盘区形成第一开口，露出位于所述第一电极区的焊盘区的第一半导体层表面；（4）在所述透明导电层上形成保护层，其在所述第一电极区的焊盘区和扩展区分别形成第二开口和第三开口，露出位于所述焊盘区的第一半导体层表面及位于所述扩展区的透明导电层表面；（5）制作第一电极，其形成于所述保护层上，并通过所述第一、第二开口，直接与所述焊盘区的第一半导体层接触。

在一些实施例中，所述发光外延层的上表面还设有第二电极区，所述第二电极区形成台面，露出所述第二半导体层的部分表面，所述保护层同时覆盖所述台面的表面并形成第四开口结构。进一步的，所述发光二极管还包括第二电极，其形成于所述保护层上，并通过所述第四开口结构与所述第二半导体层的表面接触。

在一些实施例中，所述第二开口的尺寸大于所述第一开口的尺寸，所述第一电极在所述焊盘区同时与所述第一半导体层和透明导电层接触。

在一些实施例中，所述第二开口为环状结构，所述环状的内圈直径小于所述第一开口的直径，外圈直径大于所述第一开口的直径。

优选地，所述保护层的厚度d为λ/4n×(2k-1)，其中λ为所述发光层的发光波长，n为保护层的折射率，k为1以上的自然数。较佳的，所述K取2以上的自然数。例如在一些实施例中，所述保护层的厚度可取200~250nm。

在一些实施例中，所述第一电极在所述扩展区的上表面呈高、低起伏状。

在一些实施例中，所述保护层在所述焊盘区的周围形成若干个第五开口，露出所述透明导电层，所述第一电极在焊盘区引出若干金属触角至所述第五开口，与所述透明导电层接触。

在一些实施例中，所述第二开口呈环状，分布有至少一个向远离所述焊盘区方向延伸的触角，所述第一电极通过所述触角与所述透明导电层接触。

在一些实施例中，所述第一电极在所述扩展区的部分上表面高出其在焊盘区的上表面，

根据本实用新型的第二个方面，一种发光二极管，包括：发光外延层，自上而下依次包括第一半导体层、发光层和第二半导体层，其上表面设有第一电极区，其包含焊盘区和扩展区；透明导电层，形成于所述第一半导体层的表面之上；保护层，形成于所述透明导电层的表面上，在所述焊盘区和扩展区分别形成第一开口和第二开口，露出所述透明导电层的表面，所述第一开口呈环状，至少有一个向远离所述焊盘区方向延伸的触角；第一电极，形成于所述保护层上，并通过所述第一、第二开口，与所述第二半导体层形成电性连接。

在一些实施例中，所述发光外延层的上表面还设有第二电极区，所述第二电极区形成台面，露出所述第二半导体层的部分表面，所述保护层同时覆盖所述台面的表面并形成第三开口结构。进一步地，所述发光二极管还包括第二电极，其形成于所述保护层上，并通过所述第四开口结构与所述第二半导体层的表面接触。

在一些实施例中，所述触角位于所述焊盘区内。

在一些实施例中，所述触角超出所述焊盘区。

优选地，所述触角的数目为1~20个。

在一些实施例中，所述透明导电层在所述焊盘区形成第四开口，露出位于所述焊盘区的第一半导体层表面。

优选地，所述第一开口的内圈直径小于所述第四开口的直径，外圈直径大于所述第四开口的直径。

在一些实施例中，所述第一开口的外圈直径小于所述第四开口的直径，所述触角外围直径大于所述第四开口的直径，所述第四开口直径小于所述焊盘区直径。

根据本实用新型的第三个方面，发光二极管，包括：发光外延层，自上而下依次包括第一半导体层、发光层和第二半导体层，其上表面设有第一电极区，其包含焊盘区和扩展区；透明导电层，形成于所述第一半导体层的表面之上；保护层，形成于所述透明导电层的表面上，在所述焊盘区的周围形成一系列的第一开口，在扩展区形成第二开口，露出所述透明导电层的表面；第一电极，形成于所述保护层上，包含焊盘、扩展条和触角，所述触角两端分别连接焊盘和第一开口，所述扩展条通过第二开口与所述透明导电层连接。

在一些实施例中，所述保护层在所述焊盘区设有环形的第三开口结构。

在一些实施例中，所述透明导电层在所述焊盘区设有第四开口结构。

优选地，所述第三开口的内圈直径小于所述第四开口的直径，外圈直径大于所述第四开口的直径。

优选地，所述第四开口的直径大于第三开口的外径直径，小于第一开口的内侧切圆直径。

在一些实施例中，所述焊盘同时与所述保护层、透明导电层接触。

在一些实施例中，所述发光外延层的上表面还设有第二电极区，所述第二电极区形成台面，露出所述第二半导体层的部分表面，所述保护层同时覆盖所述台面的表面并形成第五开口结构。进一步地，所述发光二极管还包括第二电极，其形成于所述保护层上，并通过所述第五开口结构与所述第二半导体层的表面接触。

优选地，所述触角的数目为1~20个。

根据本实用新型的第四个方面，发光二极管，包括：发光外延层，自上而下依次包括第一半导体层、发光层和第二半导体层；透明导电层，形成于第一半导体层的表面之上；保护层，形成在在所述透明导电层上；第一电极，由焊盘和扩展条构成，其中所述扩展条形成于所述保护层上，并通过一系列通孔与第一半导体层形成电性连接，所述扩展条的部分上表面高出所述焊盘的上表面。

优选地，所述扩展条与所述保护层形成全角度反射镜。

优选地，所述保护层为光疏介质层。

在一些实施例中，所述透明导电层在所述焊盘对应的位置形成第一开口。

在一些实施例中，所述保护层在所述焊盘对应的位置形成第二开口。

优选地，所述第二开口的尺寸大于所述第一开口的尺寸。

优选地，所述焊盘同时与所述保护层、透明导电层、P型层接触。

优选地，所述第二开口为环状结构，其内圈直径小于所述第一开口的直径，外圈直径大于所述第一开口的直径。

优选地， 所述发光二极管还包括第二电极，其形成于所述保护层上，包含焊盘和扩展条，所述扩展条的部分上表面高于所述第一电极的焊盘的上表面。

根据本实用新型的第五个方面，发光二极管，包括：发光外延层，自上而下依次包括第一半导体层、发光层和第二半导体层；透明导电层，形成于所述第一半导体层的表面之上；保护层，形成在在所述透明导电层上；第一电极，由焊盘和扩展条构成，与第一半导体层形成电性连接，第二电极，由焊盘和扩展条构成，其中所述扩展条形成于所述保护层上，并通过一系列贯穿所述保护层、透明导电层、第一半导体层和发光层的通孔与所述第二半导体形成电性连接，所述扩展条的部分上表面高出所述第一电极的焊盘的上表面。

优选地，所述第二电极的扩展条与所述保护层形成全角度反射镜。

优选地，所述保护层为光疏介质层。

在一些实施例中，所述透明导电层在所述第一电极的焊盘对应的位置形成第一开口。

在一些实施例中，所述保护层在所述电极的焊盘对应的位置形成第二开口。

优选地，所述第二开口的尺寸大于所述第一开口的尺寸。

在一些实施例中，所述第一电极的焊盘呈台阶状。

在一些实施例中，所述第二电极的扩展条为闭合回路结构。

在一些实施例中，所述第二电极的焊盘的部分上表面高出所述第一电极的焊盘的上表面。

在一些实施例中，所述第二电极分布在发光二极管的中央区域，其中焊盘位于中心位置，所述扩展条由所述焊盘向相反的两端延伸。

根据本实用新型的第六个方面，发光二极管，包括：发光外延层，自上而下依次包括第一半导体层、发光层和第二半导体层；透明导电层，形成于所述第一半导体层的表面之上；保护层，形成在在所述透明导电层上；第一电极，由焊盘和扩展条构成，与第一半导体层形成电性连接，第二电极，形成于所述保护层上，由焊盘和扩展条构成，通过一系列通孔与所述第二半导体形成电性连接，所述焊盘的上表面与所述扩展条的上表面等高。

优选地，所述第二电极的扩展条与所述保护层形成全角度反射镜。

优选地，所述第二电极的焊盘下方对应的通孔的直径与所述第二电极的焊盘的直径比为1:2~1:20。

优选地，所述第二电极的焊盘下方对应的通孔的面积占所述第二电极的焊盘的面积的2%~60%。

在一些实施例中，所述透明导电层在所述第一电极焊盘对应的位置形成第一开口。

在一些实施例中，所述保护层在所述第一电极焊盘对应的位置形成第二开口。

优选地，所述第二开口的尺寸大于所述第一开口的尺寸。

优选地，所述第一电极的焊盘同时与所述保护层、透明导电层、P型层接触。

在一些实施例中，所述第一电极的焊盘呈台阶状。

在一些实施例中，所述第二电极的焊盘的部分上表面高出所述第一电极的焊盘的上表面。

在一些实施例中，所述第二电极分布在发光二极管的中央区域，其中焊盘位于中心位置，所述扩展条由所述焊盘向相反的两端延伸。

根据本实用新型的第七个方面，发光二极管，包括：发光外延层，自上而下依次包括第一半导体层、发光层和第二半导体层；透明导电层，形成于所述第一半导体层的表面之上；保护层，形成在在所述透明导电层上；第一电极，与第一半导体层形成电性连接； 第二电极，形成于所述保护层上，由焊盘和扩展条构成，所述焊盘下方的保护层设有第一通孔，所述扩展条下方的保护层设有第二通孔，所述第一孔通的直径尺寸小于或等于第二通孔的直径尺寸。

优选地，所述第一通孔的数量为以1个以上，当超过1个时，各个通孔呈中心对称分布。

优选地，所述第一通孔的总面积占第二电极的焊盘面积的2%~50%。

优选地，单个所述第一通孔占所述第二电极的焊盘面积的1%~5%。

在一些实施例中，所述第二电极的焊盘上表面和所述第二电极的扩展条的上表面齐平。

在一些实施例中，所述第一电极的扩展条下方的保护层设有一系列第三通孔，裸露出所述透明导电层的表面。

在一些实施例中，所述第一电极的焊盘形成在所述保护层上，通过所述扩展条与所述透明导电层接触。

在一些实施例中，所述第一电极焊盘下方的透明导电层具有开口结构。

在一些实施例中，所述第一电极焊盘下方的保护层具有开口结构。

在一些实施例中，所述第一电极的焊盘呈台阶状。

根据本实用新型的第八个方面，发光二极管，包括：发光外延层，自上而下依次包括第一半导体层、发光层和第二半导体层；透明导电层，形成于所述第一半导体层的表面之上；保护层，形成在在所述透明导电层上；第一电极，由焊盘和扩展条构成，其中所述扩展条形成在所述保护层上，其下方设有一系列贯穿所述保护层的第一通孔，所述扩展条通过所述第一通孔与所述透明导电层连接； 第二电极，由焊盘和扩展条构成，其中所述扩展条形成在所述保护层上，其下方设有一系列贯穿所述保护层、透明导电层、第一半导体层、发光层的第二通孔，所述扩展条通过第二通孔与所述第二半导体层连接；连续的三个所述第一通孔中至少有一个通孔到最接近的第二通孔的距离不超过所述第一电极的扩展条与所述第二电极的扩展条之间的距离。

优选地，所述第一电极的扩展条与所述第二电极的扩展条平行。

优选地，连续的三个所述第一通孔中至少有一个通孔到最接近的第二通孔之间的连线与所述第一电极的扩展条垂直。

优选地，相邻的两个第一通孔之间的间距d1与相邻的两个第二通孔之间的间距d2的关系为：d2≥2d1。

在一些实施例中，所述第一电极焊盘下方的透明导电层具有第一开口结构，露出所述第一半导体层。

在一些实施例所述第一电极焊盘下方的保护层具有第二开口结构。

优选地，所述第二开口的尺寸大于所述第一开口的尺寸。

在一些实施例中，所述第一电极的焊盘呈台阶状。

优选地，所述第一电极的扩展条上表面呈上、下起伏的波长状。

优选地，所述第二电极的扩展条上表面呈上、下起伏的波长状。

根据本实用新型的第九个方面，发光二极管，包括：发光外延层，自上而下依次包括第一半导体层、发光层和第二半导体层；透明导电层，形成于所述第一半导体层的表面之上；保护层，形成在在所述透明导电层上；第一电极，与第一半导体层形成电性连接； 第二电极，形成于所述保护层上，由焊盘和扩展条构成，所述焊盘下方的保护层设有第一开口结构，露出所述第二半导体层的表面，所述焊盘同时与所述第二半导体层和保护层接触。

在一些实施例，所述第一开口为环状。

在一些实施例中，所述第一电极包含焊盘和扩展条，其中焊盘下方的透明导电层具有第二开口结构，露出所述第一半导体层。

在一些实施例中，所述第一电极焊盘下方的保护层具有第三开口结构。

在一些实施例中，所述第三开口的尺寸大于所述第二开口的尺寸。

在一些实施例中，所述第一电极的焊盘呈台阶状。

在一些实施例中，所述第一电极的扩展条上表面呈上、下起伏的波长状。

在一些实施例中，所述第一电极焊盘的上表面低于所述第一电极的扩展条的部分上表面。

在一些实施例中，所述第一电极焊盘的上表面低于所述第二电极的扩展条的部分上表面。

在一些实施例中，所述第二电极的扩展条上表面呈上、下起伏的波长状。

本实用新型至少包括下面有益效果：

（1）上述发光二极管在透明导电层上先形成保护层，再形成电极，该保护层一方面保护发光二极管不受破坏，另一方面又可直接作为电流阻挡层，用于抑制电极下方的电流过注入，增加透明导电层的电流扩散；

（2）上述发光二极管的第一电极在焊盘区直接与半导体层，有效增加电极与外延层之间的粘附性，可降低打线时电极与附着界面脱落的风险；

（3）在第一电极的焊盘区外周形成触角，增加第一电极的焊盘区与透明导电层的接触面积，缓解焊盘区及扩展区上的电流拥堵效应，降低电极金属析出及烧毁的风险；

（4）保护层的设计，利用折光效果可减少电极扩展区的金属挡光面积，提升LED的取光效率；

（5）保护层的设计形成全角反射镜，可提高电极扩展区的反射能力，降低吸光效率；

（6）上述发光二极管在透明导电层上先形成保护层，再形成电极，可以降低保护层制作过程中电极结构中活泼金属被氧化的几率；

（7）上述发光二极管的制作方法将制作电流阻挡层和保护层合为一道工艺，简化了工艺。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

虽然在下文中将结合一些示例性实施及使用方法来描述本实用新型，但本领域技术人员应当理解，并不旨在将本实用新型限制于这些实施例。反之，旨在覆盖包含在所附的权利要求书所定义的本实用新型的精神与范围内的所有替代品、修正及等效物。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。

图1是已有的发光二极管的结构示意图。

图2是另一种已有的发光二极管的结构示意图。

图3是本实用新型实施例1之发光二极管的结构示意图。

图4是本实用新型实施例1之发光二极管的俯视图。

图5是本实用新型实施例2之制作发光二极管的光罩图。

图6~图8是本实用新型实施例2之制作发光二极管的剖面示意图。

图9是本实用新型实施例3之发光二极管的结构示意图。

图10-11是本实用新型实施例4之发光二极管的结构示意图。

图12-13是本实用新型实施例5之发光二极管的结构示意图。

图14-15是本实用新型实施例6之发光二极管的结构示意图。

图16-17是本实用新型实施例7之发光二极管的结构示意图。

图18是本实用新型实施例8之发光二极管的结构示意图。

图19是图18所示发光二极管的电极扩展条与保护层之间的界面反射效果图。

图20是图18所示发光二极管的电极扩展条结构的光萃取效果图。

图21是本实用新型实施例9之发光二极管的结构示意图。

图22是本实用新型实施例10之发光二极管的结构示意图。

图23是本实用新型实施例11之发光二极管的结构示意图。

图24是本实用新型实施例12之发光二极管的结构示意图。

图25是本实用新型实施例13之发光二极管的结构示意图。

图26是本实用新型实施例14之发光二极管的结构示意图。

图27是本实用新型实施例15之发光二极管的结构示意图。

图28是本实用新型实施例16之发光二极管的结构示意图。

图29是本实用新型实施例17之发光二极管的结构示意图。

图30是本实用新型实施例18之发光二极管的结构示意图。

图31是本实用新型实施例19之发光二极管的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型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。需要说明的是，只要不构成冲突，本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。

实施例1

如图3所示，一种发光二极管，包括：衬底201、N型层211、发光层212、P型层213、透明导电层220、半导体保护层230、第一电极241、第二电极242。

具体来说，衬底201选取包括但不限于蓝宝石、氮化铝、氮化镓、硅、碳化硅，其表面结构可为平面结构或图案化图结构；N型层211形成于蓝宝石衬底201上；发光层212形成于N型层211上；P型层213形成于发光层212上；透明导电层220形成在P型层213上；半导体保护层230形成在透明导电层220上；第一电极241和第二电极242形成半导体保护层230上。图4显示了图3所示发光二极管的俯视图，其中第一电极241由焊盘243和扩展条244构成，第二电极242由焊盘245和扩展条246构成。

请再参看图3和图4，透明导电层220在第一电极的焊盘243对应的位置形成第一开口251，半导体保护层230在第一电极的焊盘243对应的位置形成第二开口252，在第一电极的扩展条244应对的位置形成第三开口253，裸露出透明导电层220。具体的，第二开口252为环状结构，该环状的内圈252a直径D2小于第一开口252的直径D1，外圈252b直径D3大于第一开口251的直径D1。图4同时显示了第一电极的焊盘区形成电极前的局部放大图，从图中可看出，此时第一电极的焊盘区露出的表面由外到内依次为半导体保护层230、透明电层层221、P型层213a和半导体保护层231，此时在其上方形成的第一电极的焊盘243可同时与P型层213a、透明导电层220、半导体保护层230接触。此时第一电极的焊盘部243下方具有半导体保护层231作为电流阻挡层，当通电时，大部分电流由扩展条244通过第三开口253注入透明导电层220，小部分电流由焊盘部244之接触透明导电层的部位221注入透明导电层220，并在透明导电层220进行扩展后注入发光外延层。

半导体保护层230材料可以选用SiO₂或Si₃N₄或Al₂O₃ 或TiO₂，在本实施例中选用SiO₂。在本实施例中，半导体保护层230一方面保护发光二极管表面，另一方面作为电流阻挡层，用于抑制电极下方的电流过注入，增加透明导电层的电流扩散，因此其厚度需兼顾两者的要求，因此其厚度d为λ/4n×(2k-1)，其中λ为所发光层212的发光波长，n为保护层的折射率，k为1以上的自然数，较佳为，k取2~3，其对应的厚度为150nm~500nm为佳，当厚度过小时比较不利于起到电流阻挡层和保护作用，当厚度过大时材料本身吸收会额外增加光损失。

在本实施例中，发光外延层形成台面和一系列贯穿P型层213、发光层212的通孔256，露出N型层211的部分表面，半导体保护层230覆盖了该通孔256的侧壁、透明导电层220与台面之间侧壁和台面表面，并在台面处预留第四开口254，第二电极242制作在半导体保护层230的表面上，其中焊盘部245通过第四开口254与N型层接触，扩展条246通过通孔256与N型层211接触。

进一步地，本实施例所述半导体保护层230优选为透明介质材料，与电极的扩展条可以构成全角反射镜，提高金属-介质界面的反射效率，减少金属对光线的吸收损耗。

在本实施例中，上述发光二极管的保护层一方面保护发光二极管不受破坏，另一方面又可直接作为电流阻挡层，用于抑制电极下方的电流过注入，增加透明导电层的电流扩散；第一电极在焊盘区直接与半导体层，有效增加电极与外延层之间的粘附性，可降低打线时电极与附着界面脱落的风险；第一电极的焊盘部采用多处台阶的设计可有效缓冲焊线冲击力，降低焊线过程对第一电极焊盘的冲击与损伤；第二电极的扩展条在位于保护层的上，并且通过保护挖孔与透明导电层接触，使得第一电极的扩展条形成上、下波浪的形状，增加扩展条处光出射的角度，提升光抽取效率。

实施例2

本实施例公开了一种发光二极管的制作方法，其主要包括台面蚀刻（MESA）、制作透明导电层、制作半导体保护层、制作电极四道工艺，图5显示了此四道工艺涉及分别对应的光罩图案。下面结合图5-8进行简单说明。

首先，提供发光外延层结构，其一般包括衬底201、N型层211、发光层212、P型层213。

接着，参照图5的(a)所示的图案，在发光外延层的表面上定义第一电极区和第二电极区，去除空口区域，形成第二电极的台面210及一系列通孔256，如图6所示；

接着，参照图5的(b)所示的图案，在发光外延层的P型层213上制作透明导电层220，蚀刻去除空口区域，在第一电极区的焊盘区形成开口251、在通孔255对应的位置形成开口257，如图7所示；

接着，参照图5的(c)所示的图案，在透明导电层220上制作半导体保护层230，，去除空口区域，该保护层230同时覆盖了通孔256的侧壁、透明导电层220与台面之间侧壁和台面210表面，在第一电极区的焊盘区形成开口252、在第一电极区的扩展区形成开口253，在台面210上形成开口254，在第二电极的扩展区形成开口255。较佳的，开口252为环状结构，该环状的内圈252a直径D2小于开口252的直径D1，外圈252b直径D3大于开口251的直径D1，此时第一电极的焊盘区露出的表面由外到内依次为半导体保护层230、透明电层层221、P型层213a和半导体保护层231，如图8所示；

接着，参照图5的(d)所示的图案，在半导体保护层230上制作第一电极241和第二电极242。其中第一电极241的焊盘部同时与P型层、透明导电层、保护层接触。

需要特别说明的是，对于开口252的形状及尺寸并不限制于上述说明，其也可直接形成非环状结构，例如在一些实施中第一电极的焊盘部中心部下方无保护层231结构，直接与P型层213接触。在另一些实施例中，也可将开口252设计为一系列分布在焊盘区的周围的触角结构，裸露出透明导电层，焊盘区并未形成开口结构，此时第一电极的焊盘部完全形成在保护层230上，可通过金属引线连接至该触角。

实施例3

图9显示另一种发光二极管的结构示意图。区别于实施例1的是，本实施例所述的发光二极管结构中，第二开口252的直径尺寸D1大于或等于第一开口的直径尺寸D1，此时第一电极241的焊盘243下方没有半导体保护层，直接与P型层213接触，此时第一电极的焊盘部直接与半导体接触，而电极与GaN界面之间附着性良好，可降低打线第一电极与附着界面脱落的风险。

实施例4

图10-11显示了另一种发光二极管的结构示意图。区别于实施例1的是，本实施例所述的发光二极管结构中，第二开口252呈环状，有至少一个向远离所述焊盘区方向延伸的触角252c，触角252c的数目为1~20个不等。第一电极的焊盘部243通过该触角252c与透明导电层接触，如此可增加第一电极的焊盘部与透明导电层的接触面积，有利于电流的扩散，从而缓解第一电极的焊盘部及扩展条上的电流拥堵效应，降低金属析出及电极烧毁的风险。

实施例5

图12-13显示了另一种发光二极管的结构示意图。区别于实施例4的是，本实施例所述的发光二极管结构中，透明导电层在第一电极的焊盘区不形成开口，第一电极的焊盘部243直接与透明导电层221和保护层接触。

实施例6

图14-15显示了另一种发光二极管的结构示意图。区别于实施例5的是，本实施例所述的发光二极管结构中，透明导电层220在第二电极的焊盘243对应的位置形成第一开口251，该开口251介于第二开口外围252b和触角252c外围之间，第二开口252边沿的触角252c超出第一电极的焊盘部243。第一电极的焊盘部243通过第一开口251外的触角252c与透明导电层接触，如此可减少第一电极的焊盘部与透明导电层的接触面积，降低焊线过程中透明导电层被打碎的风险。同时，多处台阶的设计，可有效缓冲焊线冲击力，降低焊线过程对第一电极焊盘的冲击与损伤。

实施例7

图16-17显示了另一种发光二极管的结构示意图，其中图16显示了半导体保护层230的图案和电极的图案。区别于实施例1的是，本实施例所述的发光二极管结构中，半导体保护层230在第一电极的焊盘区周围形成一系列的开口257结构，裸露出透明导电层220，第一电极的焊盘部引出触角247连接至该开口257，触角252c的数目为1~20个不等。

需要特别说明的是，在一些变形实施例中，透明导电层220在焊盘区可以不用形成开口结构，在另一些实施例中，透明导电层220和半导体保护层230在第一电极的焊盘区均没有形成开口，此时第一电极的焊盘部243完全形成保护层上，没有和透明导电层220或P型层213接触。

实施例8

图18显示了另一种发光二极管的俯视图和沿A-A切开的剖面示意图。区别于实施例1的是，本实施例所述的发光二极管结构中，透明导电层220在第一电极焊盘区的开口251与半导体保护层在第一电极焊盘区的开口252的尺寸一样。在本实施例中，保护层220的厚度优选为200nm以上，从图18沿线A-A切开的剖视图可看出，第一电极的焊盘部上表面243明显低于扩展条244高部的上表面244a。

在图1所示的发光二极管结构中，由发光层发出的光线经底部或侧壁反射回来的二次光线到达P电极的扩展条144与P型层界面会产生金属吸收，导致光萃取效率损失，同时由N电极及N电极经底部多次反射回来的光线到达P电极的扩展条144与P型层界面也会产生金属吸收，导致光萃取效率损失。在实施例中，第一电极的扩展条244正下方部分区域增加保护层230设计，该保护层的优选为透明介质材料，保护层230与第一电极的扩展条244可以构成全角度反射镜，图19显示了图1所示发光二极管和本实施例所示的发光二极管的电极扩展条的反射示意图，从图中可看出，本实施例中扩展条244与保护层220形成全角度反射镜，有效提高金属-介质界面的反射效率，减少金属对光线的吸收损耗。

进一步的，该半导体保护层220的材料可以为光疏材料（相对于P型半导体层，例如GaN），此时半导体保护层具有折光效果，如图20所示，若第一电极的扩展条244截面遮光长度为ab，在本实施例采用具有折光效果的材料作为保护层230，第一电极的扩展条244际遮光长度则缩短为ac。

实施例9

图21显示了另一种发光二极管的俯视图和沿A-A切开的剖面示意图，其中剖面示意图主要示意了第一电极的焊盘部243和第二电极的具体结构。在本实施例中，透明导电层220在第一电极的焊盘区的开口251的尺寸小于半导体保护层230在第一电极的焊盘区的开口252，第一电极的焊盘部同时与P型层213和透明导电层的表面接触。

在本实施例中，发光外延层形成台面和一系列贯穿P型层213、发光层212的通孔255，露出N型层211的部分表面，半导体保护层230覆盖了该通孔255的侧壁、透明导电层220与台面之间的侧壁和台面表面，并在台面处预留第四开口，第二电极242制作在半导体保护层230的表面上，其中焊盘部245通过第四开口与N型层接触，扩展条246通过通孔255与N型层接触。

具体的，第二电极的扩展条246们于芯片的中间，通过若干个通孔255与n型层接触，非连通孔区域的扩展条246的上表面高于第一电极的焊盘243的上表面，设计高度差范围为50nm~500nm，本实施例所述高度差为推荐范围，非限定条件；第一电极的扩展条246末端可截止于所覆盖的通孔最短距离长度，亦可做适当延伸，但不可与第一电极的焊盘直接接触，如图21所示。

在本实施例中，第二电极的扩展条246与其下方的保护层构成全角反射镜，提高金属-介质界面的反射效率，减少金属对光线的吸收损耗。同样的，保护层的材料可以为光疏介质，具有折光效果，此时可有效缩短第二电极扩展条的遮光面积，其原理可参照实施例8的图20所示。

进一步地， 第二电极的扩展条底部设有贯通P型层、发光层的通孔255，使得扩展条形成上、下波浪的形状，增加ITO的有效面积，提升光抽取效率。

实施例10

图22显示了另一种发光二极管的俯视图和沿A-A切开的剖面示意图，其中剖面示意图主要示意了第一电极的焊盘部243和第二电极的具体结构。区别于实施例9的是，本实施例的第二电极的扩展条246通过一个条状开口与N型层接触。

实施例11

图23显示了另一种发光二极管的俯视图和沿A-A切开的剖面示意图，其中剖面示意图主要示意了第一电极的焊盘部243和第二电极的具体结构。区别于实施例9的是，本实施例的第二电极的扩展条246采用双排结构，如图所示。

实施例12

图24显示了另一种发光二极管的俯视图和沿A-A切开的剖面示意图，其中剖面示意图主要示意了第一电极的焊盘部243和第二电极的具体结构。区别于实施例9的是，本实施例的第二电极的扩展条246采用双排结构，且具有法向插指结构，如图所示。

实施例13

图25显示了另一种发光二极管的俯视图和沿A-A切开的剖面示意图，其中剖面示意图主要示意了第一电极的焊盘部243和第二电极的具体结构。区别于实施例9的是，本实施例的第二电极的扩展条246采用为闭合回路结构，其中第一电极的扩展条244位于第二电极的扩展条246的内部，如图所示。

实施例14

图26显示了另一种发光二极管的俯视图和沿A-A切开的剖面示意图，其中剖面示意图主要示意了第一电极的焊盘部243和第二电极的具体结构。区别于实施例9的是，本实施例发光外延层未形成台面，第二电极的焊盘245和扩展条246均通过通孔与N型层211接触，此时第二电极的焊盘245和扩展条246的非通孔区域的上表面基本齐平，均高出第一电极的焊盘上表面243a，如图所示。

具体的，第二电极的焊盘245下方可设有一个或多个通孔，单个通孔的直径与第二电极的焊盘的直径比较佳为1:2~1:20，各个通孔的总面积占第二电极的焊盘245的面积2%~60%，随孔的数量增加，孔占比例也增加。

在本实施例中，仅在第二电极的焊盘底部挖孔用于接触N型接，可以有效增加ITO的面积，有利于电流更好的注入，同时第二电极的焊盘大部分区域均在保护层之上，有利于光的提取。

实施例15

图27显示了另一种发光二极管的俯视图和沿A-A切开的剖面示意图，其中剖面示意图主要示意了第一电极的焊盘部243和第二电极的具体结构。区别于实施例15的是，本实施例的第二电极扩展条246采用双向形结构，具体为第二电极分布于芯片的中央区域，其中焊盘245位于中心位置，扩展条246由焊盘向相反的两端延伸，如图所示。

实施例16

图28显示了另一种发光二极管的俯视图和沿A-A切开的剖面示意图。区别于实施例1的是，本实施例中半导体保护层230基本上完全覆盖了发光二极管的表面，只在第一电极的扩展条244下方形成开口253（灰色填充部分），在第二电极的焊盘下方形成通孔258、在第二电极的扩展条的下方形成通孔255。因此第一电极的焊盘直接形成在保护层上，通过扩展条下方的开口253注入透明导电层220。

在本实施例中，第二电极的焊盘245正下方中心位置形成一个通孔258，其占第二电极焊盘面积的1%~5%，较佳的，其尺寸小于或等于扩展条246下方的通过255的尺寸。

在本实施例中，第一电极和第二电极的焊盘部基本上直接形成保护层上，当采用氧化硅作为半导体保护层230时，其与焊盘底层（一般为反射层）具有良好的粘附性，可有效降低焊线掉电极的风险；进一步的，第二电极的扩展条底部采用挖孔设计，可增加LED的有效发光面积，进而提升芯片的取光效率。

实施例17

图29显示了另一种发光二极管的俯视图和沿A-A切开的剖面示意图。区别于实施例16的是，第二电极的焊盘245下方的半导体保护层230形成多个通孔258，各个通孔呈中心对称分布，总面积占第二电极的焊盘面积的2%~50%为佳。

实施例18

图30显示了另一种发光二极管的俯视图和沿A-A切开的剖面示意图。区别于实施例16的是，第一电极的扩展条244下方的半导体保护层230形成一系列通孔253，露出透明导电层220的表面。同时第一电极焊盘下方的透明导电层220、半导体保护层220分别形成开口251、252，其中开口252呈环状，该环状的内圈直径小于开口252的直径，外圈直径大于开口251的直径，第一电极的焊盘244同时与P型层213的表面、透明导电层220的表面和保护层230的表面接触呈台阶状，其截面积由上至下递减，可有效缓冲焊线冲击力，降低焊线过程对第一电极焊盘的冲击与损伤。

具体的，第一电极包括焊盘243和扩展条244，第二电极包括焊盘245和与扩展条246，第一电极的扩展条244通过通孔253与透明导电层220接触，第二电极的扩展条246通过通孔255与N型层211接触，连续的三个通孔253a~253c中至少有一个通孔253a到最邻近的通孔255a的距离d3不超过第一电极的扩展条244与第二电极的扩展条246之间的距离d4。在本实施例中，第一电极的扩展条244和第二电极的扩展条246呈平行分布，连续的三个通孔253a~253c中至少有一个通孔253a到最接近的第二通孔255a之间的连线与第一电极的扩展条基本垂直，相邻的两个通孔255之间的间距d1与相邻的两个通孔253之间的间距d2的关系为：d2≈2d1。

尽管图30所示的发光二极管中，第二电极的焊盘245通过通孔258与N型层211接触，应该理解的是，第二电极的焊盘253并不局限于此种方案。在一些变形实施例中，第二电极的焊盘246下方的通孔258可改为环状开口结构，例如图3所示的结构；在一些变形实施例中，第二电极的焊盘255可不直接与N型层接触，即保护层230完全覆盖焊盘255下方的N型层，第二电极通过扩展条246下方的通孔255与N型层211接触；在另一些变形实施例中，第二电极的焊盘255可直接与N型层211接触，即保护层230未覆盖焊盘255下方的N型层。

实施例19

图31显示了另一种发光二极管的俯视图和沿A-A切开的剖面示意图。区别于实施例16的是，在第一电极的焊盘244下方的保护层形成形状开口252，第二电极的焊盘245直接形成在N型层表面上，其下方无保护层。

在本实施例中，第一电极的扩展条244下方的通孔253的尺寸略小于第二电极的扩展条下方的通孔255，连续的四个通孔253a~253d中，只有首尾的通孔253a和253d有通孔255与其对应，此时相邻的两个通孔255之间的间距d1与相邻的两个通孔253之间的间距d2的关系为：d2≈3d1。

需要说明的是，以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非用于限定本实用新型，本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对本实用新型做出各种修饰和变动，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应视权利要求书范围限定。