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(lightemittingdiode，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。目前发光二极管尚存在发光效率较低，难以满足市场对发光二极管的发光效率越来越高的要求的问题，因此，如何提高发光二极管的发光效率成为相关从业人员研究的方向之一。
有研究发现，采用点式结构可以较好地提升发光二极管的发光效率，点式结构的发光二极管的结构参考图1，主要包括：衬底10、外延结构20、透明导电层30、透明绝缘层40、第一电极50、第一扩展电极60和第二电极70，其主要思路是在发光二极管中的第一扩展电极60和透明导电层30之间插入一层透明绝缘层40，并且在透明绝缘层40中分布有多个孔洞，第一扩展电极60通过孔洞和透明导电层30做欧姆接触，实现局部点式发光效果，进而提升整体发光二极管的发光效率和发光亮度。
但是这种结构对于制程的要求较高，所有孔洞必须刻蚀干净以实现扩展电极与透明导电层的欧姆接触，如果有任何孔洞蚀刻不净，就会使得该区域的第一扩展电极60无法通过该孔洞与透明导电层30电连接，从而导致电压升高的问题，并且由于电流分布的不均匀，将会影响发光二极管的可靠性；另外，第一扩展电极60下方的透明导电层30整面和发光二极管的外延结构20接触，意味着第一扩展电极60下方存在更高的电子-空穴复合，产生光子，而这部分光子除被第一扩展电极60反射外，存在部分光子被第一扩展电极60吸收，部分输入功率被浪费的问题，导致发光二极管的发光效率降低。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本申请提供了一种发光二极管及其制备方法，以实现降低点式结构的发光二极管的制备难度的目的，并且解决在第一扩展电极下方存在较高的电子-空穴复合而导致的输入功率被浪费的问题。
为实现上述技术目的，本申请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；
位于所述外延结构背离所述衬底一侧的电流阻挡层，所述电流阻挡层中具有多个贯穿所述电流阻挡层的孔洞；
位于所述电流阻挡层背离所述衬底一侧，且覆盖所述电流阻挡层的透明导电层；
位于所述透明导电层背离所述衬底一侧的第一电极，所述第一电极包括正电极以及与所述正电极连接的至少一条第一扩展电极；
所述孔洞在所述衬底上的正投影位于预设区域中，所述预设区域包括所述第一扩展电极在所述衬底上的正投影所在区域，以及距离所述第一扩展电极在所述衬底上的正投影预设距离内的区域。
可选的，所述外延结构包括：
位于所述衬底表面的n型半导体层；
位于所述n型半导体层背离所述衬底一侧的量子阱层；
位于所述量子阱层背离所述衬底一侧的p型半导体层；
贯穿所述p型半导体层和所述量子阱层的凹槽，所述凹槽部分暴露出所述n型半导体层。
可选的，还包括：
位于所述凹槽中的n型半导体层表面的第二电极，所述第二电极包括负电极以及与所述负电极连接的至少一条第二扩展电极。
可选的，还包括：位于所述外延结构背离所述衬底一侧的绝缘钝化层；
所述绝缘钝化层覆盖暴露出的n型半导体层、暴露出的透明导电层、部分所述正电极、部分所述第一扩展电极、部分负电极及部分所述第二扩展电极。
可选的，所述孔洞在所述衬底上的正投影的形状包括圆形、椭圆形、菱形和长方形中的任意一种。
可选的，多个所述孔洞在所述衬底上的投影均匀分布于第一区域或第二区域中，所述第一区域为所述第一扩展电极在所述衬底上的正投影所在区域；
所述第二区域为距离所述第一扩展电极在所述衬底上的正投影预设距离内的区域；
所述预设距离的取值范围为3μm-5μm。
一种发光二极管的制备方法，包括：
提供衬底；
在所述衬底表面形成外延结构；
在所述外延结构背离所述衬底一侧形成电流阻挡层，并对所述电流阻挡层进行图形化工艺，以在所述电流阻挡层中形成多个贯穿所述电流阻挡层的孔洞；
在所述电流阻挡层背离所述衬底一侧形成覆盖所述电流阻挡层的透明导电层；
在所述透明导电层背离所述衬底一侧形成第一电极，所述第一电极包括正电极以及与所述正电极连接的至少一条第一扩展电极；所述孔洞在所述衬底上的正投影位于预设区域中，所述预设区域包括所述第一扩展电极在所述衬底上的正投影所在区域，以及距离所述第一扩展电极在所述衬底上的正投影预设距离内的区域。
可选的，所述在所述衬底表面形成外延结构包括：
在所述衬底表面形成n型半导体层；
在所述n型半导体层背离所述衬底一侧表面形成量子阱层；
在所述量子阱层背离所述衬底一侧形成p型半导体层；
对所述p型半导体层和量子阱层进行图形化，以形成贯穿所述p型半导体层和量子阱层的凹槽，所述凹槽部分暴露出所述n型半导体层。
可选的，所述在所述电流阻挡层背离所述衬底一侧形成覆盖所述电流阻挡层的透明导电层之后还包括：
形成位于所述凹槽中的n型半导体层表面的第二电极，所述第二电极包括负电极以及与所述负电极连接的至少一条第二扩展电极。
可选的，所述在所述电流阻挡层背离所述衬底一侧形成覆盖所述电流阻挡层的透明导电层之后还包括：
形成位于所述外延结构背离所述衬底一侧的绝缘钝化层；
所述绝缘钝化层覆盖暴露出的n型半导体层、暴露出的透明导电层、部分所述正电极、部分所述第一扩展电极、部分负电极及部分所述第二扩展电极。
从上述技术方案可以看出，本申请实施例提供了一种发光二极管及其制备方法，其中，所述发光二极管的电流阻挡层位于外延结构与透明导电层之间，所述电流阻挡层中具有多个贯穿所述电流阻挡层的孔洞，并且所述孔洞在所述衬底上的正投影位于预设区域中，所述透明导电层通过这些孔洞实现与外延结构的欧姆接触，从而实现了局部点式发光，提升了发光二极管的发光效率和发光亮度；并且由于多个所述孔洞介于外延结构与透明导电层之间的电流阻挡层中，不存在由于孔洞未完全刻穿而导致的第一电极无法与透明导电层形成良好欧姆接触的问题，降低了所述发光二极管的制备难度；进一步的，由于多个所述孔洞在所述衬底上的正投影位于预设区域中，降低了第一扩展电极下方的电子-空穴复合数量，从而降低了被所述第一扩展电极反射和吸收的光子，从而降低了输入功率浪费的概率，提升了发光二极管的发光效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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为现有技术中的发光二极管的剖面结构示意图；
图2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3为本申请的一个实施例提供的一种孔洞剖面形状示意图；
图4为本申请的一个实施例提供的一种孔洞分布方式示意图；
图5为本申请的另一个实施例提供的一种孔洞分布方式示意图；
图6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7-图9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图；
图10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11为本申请的又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为本申请的再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。
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，而不是全部的实施例。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。
本申请实施例提供了一种发光二极管，如图2所示，包括：
衬底100；
位于所述衬底100表面的外延结构200；
位于所述外延结构200背离所述衬底100一侧的电流阻挡层600，所述电流阻挡层600中具有多个贯穿所述电流阻挡层600的孔洞610；
位于所述电流阻挡层600背离所述衬底100一侧，且覆盖所述电流阻挡层600的透明导电层500；
位于所述透明导电层500背离所述衬底100一侧的第一电极300，所述第一电极300包括正电极310以及与所述正电极310连接的至少一条第一扩展电极320；
所述孔洞610在所述衬底100上的正投影位于预设区域中，所述预设区域包括所述第一扩展电极320在所述衬底100上的正投影所在区域，以及距离所述第一扩展电极320在所述衬底100上的正投影预设距离内的区域。
由于所述发光二极管的电流阻挡层600位于外延结构200与透明导电层500之间，所述电流阻挡层600中具有多个贯穿所述电流阻挡层600的孔洞610，并且所述孔洞610在所述衬底100上的正投影位于预设区域中，所述透明导电层500通过这些孔洞610实现与外延结构200的欧姆接触，从而实现了局部点式发光，提升了发光二极管的发光效率和发光亮度；
并且由于多个所述孔洞610介于外延结构200与透明导电层500之间的电流阻挡层600中，不存在由于孔洞610未完全刻穿而导致的第一电极300无法与透明导电层500形成良好欧姆接触的问题，降低了所述发光二极管的制备难度；
进一步的，由于多个所述孔洞610在所述衬底100上的正投影位于预设区域中，降低了第一扩展电极320下方的电子-空穴复合数量，从而降低了被所述第一扩展电极320反射和吸收的光子，从而降低了输入功率浪费的概率，提升了发光二极管的发光效率。
通常情况下，所述外延结构200至少包括：
位于所述衬底100表面的n型半导体层；
位于所述n型半导体层背离所述衬底100一侧的量子阱层；
位于所述量子阱层背离所述衬底100一侧的p型半导体层；
贯穿所述p型半导体层和所述量子阱层的凹槽，所述凹槽部分暴露出所述n型半导体层。
所述量子阱层包括多层堆叠设置的量子垒和量子阱，被所述凹槽部分暴露出来的n型半导体层表面用于设置第二电极。
仍然参考图2，所述发光二极管还包括：
位于所述凹槽中的n型半导体层表面的第二电极700，所述第二电极包括负电极以及与所述负电极连接的至少一条第二扩展电极。
所述第一扩展电极320和第二扩展电极用于协助电流在发光二极管中的扩展，其具体数量视发光二极管的具体尺寸和设计需求而定，本申请对此并不做限定。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，如图2所示，所述发光二极管还包括：位于所述外延结构200背离所述衬底100一侧的绝缘钝化层400；
所述绝缘钝化层400覆盖暴露出的n型半导体层、暴露出的透明导电层500、部分所述正电极310、部分第一扩展电极320、部分负电极及部分所述第二扩展电极。
在本实施例中，所述绝缘钝化层起到对发光二极管各个结构的保护作用。
在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中，如图3所示，所述孔洞610在所述衬底100上的正投影的形状包括圆形、椭圆形、菱形和长方形中的任意一种。
多个所述孔洞610在所述衬底100上的正投影可以一致，都为圆形或椭圆形或菱形或长方形等形状；另外，多个所述孔洞610在所述衬底100上的正投影也可以不一致，如图3中所示，假设孔洞610为10个，两个孔洞610在所述衬底100上的正投影为圆形，两个孔洞610在所述衬底100上的正投影为菱形，三个孔洞610在所述衬底100上的正投影为椭圆形，三个孔洞610在所述衬底100上的正投影为长方形。本申请对此并不做限定，具体视实际情况而定。
在上述实施例的基础上，本申请的一个具体实施例提供了几种孔洞610的具体分布方式，参考图4和图5，多个所述孔洞610在所述衬底100上的投影均匀分布于第一区域或第二区域中，所述第一区域为所述第一扩展电极320在所述衬底100上的正投影所在区域；
所述第二区域为距离所述第一扩展电极320在所述衬底100上的正投影预设距离内的区域；
所述预设距离的取值范围为3μm-5μm。
需要说明的是，所述孔洞610在所述衬底100上的正投影不可与第一扩展电极320在衬底100上的正投影距离过远，而导致无法实现点式发光。发明人研究发现，将所述预设距离的取值范围限定在3μm-5μm均可以使发光二极管实现点式发光的效果。
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6所示，包括：
s101：提供衬底；
s102：在所述衬底表面形成外延结构，步骤s102后的衬底及其表面结构的剖面结构示意图如图7所示，图7中的标号100表示所述衬底，200表示所述外延结构；
s103：在所述外延结构背离所述衬底一侧形成电流阻挡层，并对所述电流阻挡层进行图形化工艺，以在所述电流阻挡层中形成多个贯穿所述电流阻挡层的孔洞，步骤s103后的衬底及其表面结构的剖面结构如图8所示，图8中的标号600表示所述电流阻挡层，610表示所述孔洞；
s104：在所述电流阻挡层背离所述衬底一侧形成覆盖所述电流阻挡层的透明导电层，步骤s104后的衬底及其表面结构的剖面结构如图9所示，图9中的标号500表示所述透明导电层；
s105：在所述透明导电层背离所述衬底一侧形成第一电极，所述第一电极包括正电极以及与所述正电极连接的至少一条第一扩展电极；所述孔洞在所述衬底上的正投影位于预设区域中，所述预设区域包括所述第一扩展电极在所述衬底上的正投影所在区域，以及距离所述第一扩展电极在所述衬底上的正投影预设距离内的区域，步骤s105后的衬底及其表面结构的剖面结构如图2所示，图2中的标号300表示所述第一电极，310表示所述正电极，320表示所述第一扩展电极，此外图2中还示出了发光二极管的第二电极700以及绝缘钝化层400。
利用本实施例提供的发光二极管的制备方法制备的发光二极管的电流阻挡层位于外延结构与透明导电层之间，所述电流阻挡层中具有多个贯穿所述电流阻挡层的孔洞，并且所述孔洞在所述衬底上的正投影位于预设区域中，所述透明导电层通过这些孔洞实现与外延结构的欧姆接触，从而实现了局部点式发光，提升了发光二极管的发光效率和发光亮度；并且由于多个所述孔洞介于外延结构与透明导电层之间的电流阻挡层中，不存在由于孔洞未完全刻穿而导致的第一电极无法与透明导电层形成良好欧姆接触的问题，降低了所述发光二极管的制备难度；进一步的，由于多个所述孔洞在所述衬底上的正投影位于预设区域中，降低了第一扩展电极下方的电子-空穴复合数量，从而降低了被所述第一扩展电极反射和吸收的光子，从而降低了输入功率浪费的概率，提升了发光二极管的发光效率。
可选的，本申请的一个实施例提供了一种具体地外延结构的制备流程，如图10所示，所述发光二极管的制备方法包括：
s201：提供衬底；
s202：在所述衬底表面形成n型半导体层；
s203：在所述n型半导体层背离所述衬底一侧表面形成量子阱层；
s204：在所述量子阱层背离所述衬底一侧形成p型半导体层；
s205：对所述p型半导体层和量子阱层进行图形化，以形成贯穿所述p型半导体层和量子阱层的凹槽，所述凹槽部分暴露出所述n型半导体层；
s206：在所述外延结构背离所述衬底一侧形成电流阻挡层，并对所述电流阻挡层进行图形化工艺，以在所述电流阻挡层中形成多个贯穿所述电流阻挡层的孔洞；
s207：在所述电流阻挡层背离所述衬底一侧形成覆盖所述电流阻挡层的透明导电层；
s208：在所述透明导电层背离所述衬底一侧形成第一电极，所述第一电极包括正电极以及与所述正电极连接的至少一条第一扩展电极；所述孔洞在所述衬底上的正投影位于预设区域中，所述预设区域包括所述第一扩展电极在所述衬底上的正投影所在区域，以及距离所述第一扩展电极在所述衬底上的正投影预设距离内的区域。
需要说明的是，对所述p型半导体层和量子阱层进行图形化的工艺可以是光刻工艺，也可以是湿法刻蚀工艺，本申请对此并不做限定，具体视实际情况而定。
在上述实施例的基础上，在本申请的又一个实施例中，如图11所示，所述发光二极管的制备方法包括：
s301：提供衬底；
s302：在所述衬底表面形成外延结构；
s303：在所述外延结构背离所述衬底一侧形成电流阻挡层，并对所述电流阻挡层进行图形化工艺，以在所述电流阻挡层中形成多个贯穿所述电流阻挡层的孔洞；
s304：在所述电流阻挡层背离所述衬底一侧形成覆盖所述电流阻挡层的透明导电层；
s305：形成位于所述凹槽中的n型半导体层表面的第二电极，所述第二电极包括负电极以及与所述负电极连接的至少一条第二扩展电极；
s306：在所述透明导电层背离所述衬底一侧形成第一电极，所述第一电极包括正电极以及与所述正电极连接的至少一条第一扩展电极；所述孔洞在所述衬底上的正投影位于预设区域中，所述预设区域包括所述第一扩展电极在所述衬底上的正投影所在区域，以及距离所述第一扩展电极在所述衬底上的正投影预设距离内的区域。
所述第一扩展电极和第二扩展电极用于协助电流在发光二极管中的扩展，其具体数量视发光二极管的具体尺寸和设计需求而定，本申请对此并不做限定。
在上述实施例的基础上，在本申请的又一个实施例中，如图12所示，所述发光二极管的制备方法包括：
s401：提供衬底；
s402：在所述衬底表面形成外延结构；
s403：在所述外延结构背离所述衬底一侧形成电流阻挡层，并对所述电流阻挡层进行图形化工艺，以在所述电流阻挡层中形成多个贯穿所述电流阻挡层的孔洞；
s404：在所述电流阻挡层背离所述衬底一侧形成覆盖所述电流阻挡层的透明导电层；
s405：形成位于所述外延结构背离所述衬底一侧的绝缘钝化层；所述绝缘钝化层覆盖暴露出的n型半导体层、暴露出的透明导电层、部分所述正电极、部分所述第一扩展电极、部分负电极及部分所述第二扩展电极；
s406：形成位于所述凹槽中的n型半导体层表面的第二电极，所述第二电极包括负电极以及与所述负电极连接的至少一条第二扩展电极；
s407：在所述透明导电层背离所述衬底一侧形成第一电极，所述第一电极包括正电极以及与所述正电极连接的至少一条第一扩展电极；所述孔洞在所述衬底上的正投影位于预设区域中，所述预设区域包括所述第一扩展电极在所述衬底上的正投影所在区域，以及距离所述第一扩展电极在所述衬底上的正投影预设距离内的区域。
在本实施例中，所述绝缘钝化层起到对发光二极管各个结构的保护作用。
可选的，所述孔洞在所述衬底上的正投影的形状包括圆形、椭圆形、菱形和长方形中的任意一种。
多个所述孔洞在所述衬底上的正投影可以一致，都为圆形或椭圆形或菱形或长方形等形状；另外，多个所述孔洞在所述衬底上的正投影也可以不一致，如图3中所示，假设孔洞为10个，两个孔洞在所述衬底上的正投影为圆形，两个孔洞在所述衬底上的正投影为菱形，三个孔洞在所述衬底上的正投影为椭圆形，三个孔洞在所述衬底上的正投影为长方形。本申请对此并不做限定，具体视实际情况而定。
在上述实施例的基础上，本申请的一个具体实施例提供了几种孔洞的具体分布方式，参考图4和图5，多个所述孔洞在所述衬底上的投影均匀分布于第一区域或第二区域中，所述第一区域为所述第一扩展电极在所述衬底上的正投影所在区域；
所述第二区域为距离所述第一扩展电极在所述衬底上的正投影预设距离内的区域；
所述预设距离的取值范围为3μm-5μm。
需要说明的是，所述孔洞在所述衬底上的正投影不可与第一扩展电极在衬底上的正投影距离过远，而导致无法实现点式发光。发明人研究发现，将所述预设距离的取值范围限定在3μm-5μm均可以使发光二极管实现点式发光的效果。
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，所述发光二极管的电流阻挡层位于外延结构与透明导电层之间，所述电流阻挡层中具有多个贯穿所述电流阻挡层的孔洞，并且所述孔洞在所述衬底上的正投影位于预设区域中，所述透明导电层通过这些孔洞实现与外延结构的欧姆接触，从而实现了局部点式发光，提升了发光二极管的发光效率和发光亮度；并且由于多个所述孔洞介于外延结构与透明导电层之间的电流阻挡层中，不存在由于孔洞未完全刻穿而导致的第一电极无法与透明导电层形成良好欧姆接触的问题，降低了所述发光二极管的制备难度；进一步的，由于多个所述孔洞在所述衬底上的正投影位于预设区域中，降低了第一扩展电极下方的电子-空穴复合数量，从而降低了被所述第一扩展电极反射和吸收的光子，从而降低了输入功率浪费的概率，提升了发光二极管的发光效率。
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申请。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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请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。