本实用新型属于半导体领域，尤其涉及一种具有位于外延层内的n扩展条的发光二极管。
背景技术：
目前正装gan基led的常规工艺制程，为于蓝宝石衬底100上利用mocvd工艺生长外延层。由于蓝宝石衬底100为绝缘材质，须采用台面结构，在衬底100的同一侧制备欧姆接触的p型电极和n型电极。正装led结构中，因台面结构的存在，由于横向电阻的存在，使得靠近n型电极的台面边缘的电流密度大于靠近p型电极焊盘处，即存在电流拥挤效应。尤其对于电流密度较大的芯片，电流拥挤效应更明显。电流的局部集中，势必造成发光效率的降低，以及可靠性隐患。
技术实现要素：
为改善技术中电流拥挤效益，本实用新型提供了一种发光二极管，包括衬底、层叠于衬底之上的n型半导体层、发光层和p型半导体层，以及分别与p型半导体层和n型半导体层电性连接的p电极和n电极，所述p电极和n电极位于衬底的同一侧，所述p电极包括焊接区和指状结构，其特征在于：所述衬底和发光层之间有与n电极连接的n扩展条。
在其一实施例中，所述n扩展条设置于衬底和n型层之间，刻蚀p型半导体层至衬底表面形成孔洞，n电极置于孔洞内，n扩展条与n电极连接。
在其二实施例中，所述n扩展条设置于n型层中间，刻蚀p型半导体层至n型层中间形成孔洞，n电极置于孔洞内，n扩展条与n电极连接。
在其三实施例中，所述n扩展条设置于n型层和发光层之间，刻蚀p型半导体层至n型层表面形成孔洞，n电极置于孔洞内，n扩展条与n电极连接。
其中，所述指状结构至少为1个以上，所述n扩展条至少为1个以上。
优选的，所述指状结构至少为2个以上，所述n扩展条至少为2以上，所述n扩展条对应于相邻指状结构之间。
进一步地，所述n扩展条与相邻指状结构的距离相等。
优选的，所述n扩展条为金属或金属氧化物n扩展条。
优选的，所述p电极和p型半导体层之间还包括透明导电层。
优选的，所述衬底为平片衬底或者图形化衬底。
本实用新型直接在外延生长之前或者外延生长中，于衬底和n型半导体层之间、或者n型半导体层内部、或者n型半导体层和发光层之间制作n扩展条，从而一方面节省了刻蚀形成沟槽的工艺步骤，简化工艺流程，另一方面减小了外延层的损失，增大了发光面积，提高了光效，同时促进了电流扩展，改善了电流拥挤效益。
附图说明
图1为本实用新型之实施例1之发光二极管俯视图。
图2为图1中线a-a之发光二极管截面图。
图3为图1中线b-b之发光二极管截面图。
图4为传统发光二极管俯视图。
图5为图4中线c-c之发光二极管截面图。
图6为本实用新型之实施例2之发光二极管截面图。
图7为本实用新型之实施例3之发光二极管截面图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本实用新型/进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。
实施例1
参看附图1和2，本实用新型提供了一种发光二极管，包括衬底100、层叠于衬底100之上的n型半导体层200、发光层300和p型半导体层400，以及分别与p型半导体层400和n型半导体层200电性200连接的p电极500和n电极600。p电极500和n电极600位于衬底100的同一侧，形成正装结构的led。p电极500和n电极600电性相对，当p电极500和n电极600接通外部电源的正负极后，电流注入发光二极管内，发光层300发射一定波长的光线。
衬底100的材料是选自al2o3、sic、gaas、gan、aln、gap、si、zno、mno及上述的任意组合中择其中之一。本实施例的的外延成长衬底100以蓝宝石衬底100（sapphiresubstrate）为例说明，晶格方向例如为(0001)，但本实用新型不限制所使用的衬底100材质与晶格方向。衬底100可以为平片衬底，或者可以对衬底100进行图形化处理，改变光的传播路径，提升发光元件的出光效率。
p型半导体层400或n型半导体层200分别为p或n型掺杂，p型被掺杂有诸如mg、zn、ca、sr、或者ba的p型掺杂物，n型掺杂有诸如si、ge、或者sn的n型掺杂物，也不排除其他的元素等效替代的掺杂。p型半导体层400或n型半导体层200可以为氮化镓基、砷化镓基、磷化镓基材质。
发光层300为能够提供光辐射的材料，具体的辐射波段介于550~950nm，如红、黄、橙、红外光，发光层300可以为单量子阱结构或多量子阱结构。
p电极500和p型半导体层400之间还包括透明导电层700。透明导电层700可以为氧化铟锡层、氧化锌层、氧化锌铟锡层、氧化铟锌层、氧化锌锡层、氧化镓铟锡层、氧化镓铟层、氧化镓锌层、掺杂铝的氧化锌层或掺杂氟的氧化锡层。
如图1所示，p电极500包括p焊接区510和指状结构520，指状结构520至少为1个以上，进一步地，指状结构520至少为2个以上,可以使注入p焊接区510的电流扩展更均匀。与p焊接区510连接的指状结构520可以促进注入p焊接区510处的电流沿p型半导体层400表面延伸和扩展。
n电极600也包括n焊接区610以及与其连接的n扩展条620。其中，n焊接区610位于孔洞k内，周围被外延层环绕，n电极600与周围的外延层之间具有间隙，以达到电性隔离的目的。孔洞内的n电极600和周围外延层之间还可以设置绝缘层（图中未示出），以实现两者之间的电性隔离。
如图2所示，本实用新型中，n扩展条620位于衬底100和发光层300之间。具体地，可以根据实际生产工艺需要，调节n扩展,620在外延层纵向上的位置，例如n扩展条620可以位于衬底100和n型半导体层200之间，或者位于n型半导体层200内，或者位于n型半导体层200和发光层300之间。
图3为图1中线b-b的发光二极管截面图。如图3所示，本实施例中，以n扩展条620位于衬底100和n型半导体层200之间为例进行说明n扩展条620的有益效果。在外延生长之前，于衬底上制作n扩展条620，然后进行外延生长，形成包括n型半导体层200、发光层300和p型半导体层400的外延层，最后刻蚀p型半导体层400至衬底100表面形成孔洞k，于孔洞k内制作n焊接区610，并且使n焊接区610与n扩展条620连接，可以直接将n焊接区610制作于n扩展条620一端的表面上。
与指状结构520对应，n扩展条至少为1个以上，进一步地，n扩展条至少为2个以上，促进电流的扩展。当指状结构520为2个以上，n扩展条也为2个以上，为使电流分布均匀，n扩展条可以与相邻指状结构520的距离相等。例如指状结构520为平行的3个，n扩展条为2个，在平面投影上，每一n扩展条位于相邻的指状结构520之间，n扩展条620与指状结构520大致平行，并且2条n扩展条620与3条指状结构520的距离相同。
因制作n扩展条620之后，需继续进行外延生长，因此n扩展条620的材质须不影响外延生长的质量，其材质可以为金属或者金属氧化物，金属例如金、银、镍、钛、铝等，金属氧化物例如氧化铟锡，氧化锌、氧化锌铟锡、氧化铟锌、氧化锌锡、氧化镓铟锡、氧化镓铟、氧化镓锌、掺杂铝的氧化锌或掺杂氟的氧化锡等。
图4示出了传统led俯视图，图5为图4中线c-c的截面图，如图4和5所示，常规工艺中，为了制作与n电极600连接的n扩展条620，通常在外延层生长完成后，采用刻蚀工艺，从p型半导体层400经发光层300刻蚀至n型半导体层200形成一定宽度的沟槽g，然后再采用镀膜工艺在沟槽g中制作n扩展条620。常规工艺，一方面增加了制作n扩展条620的刻蚀步骤，另一方面形成沟槽g的过程中，经刻蚀去掉的外延层造成损失，减小了外延发光面积，降低了光效。
本实用新型中，直接在衬底100和n型半导体层200之间制作n扩展条，然后继续外延生长形成外延层，在外延生长完成后，刻蚀p型半导体层400至衬底100表面形成孔洞，在孔洞内制作n电极600，从而无需进一步采用刻蚀工艺形成放置n扩展条的沟槽，简化了工艺步骤。
实施例2
参看附图6，本实施例与实施例1的区别在于，调整n扩展条620的位置，n扩展条620设置于n型层中间，刻蚀p型半导体层400至n型层中间形成孔洞，n电极600置于孔洞内，n扩展条620与n电极600连接。
实施例3
参看附图7，本实施例与实施例1和2的区别在于，调整n扩展条620的位置，n扩展条620设置于n型层和发光层300之间，刻蚀p型半导体层400至n型层表面形成孔洞k，n电极600置于孔洞内，n扩展条620与n电极600连接。
相较于传统led，通过刻蚀外延层形成设置n扩展条620的沟槽g，本实用新型直接在外延生长之前或者外延生长中，于衬底100和n型半导体层200之间、或者n型半导体层200内部、或者n型半导体层200和发光层300之间制作n扩展条620，从而一方面节省了刻蚀形成沟槽g的工艺步骤，简化工艺流程，另一方面减小了外延层的损失，增大了发光面积，提高了光效，同时促进了电流扩展，改善了电流拥挤效益。
应当理解的是，上述具体实施方案为本实用新型的优选实施例，本实用新型的范围不限于该实施例，凡依本实用新型所做的任何变更，皆属本实用新型的保护范围之内。
1.一种发光二极管，包括衬底、层叠于衬底之上的n型半导体层、发光层和p型半导体层，以及分别与p型半导体层和n型半导体层电性连接的p电极和n电极，所述p电极和n电极位于衬底的同一侧，所述p电极包括焊接区和指状结构，其特征在于：所述衬底和发光层之间有与n电极连接的n扩展条。
2.根据权利要求1所述的一种发光二极管，其特征在于：所述n扩展条为金属或金属氧化物n扩展条。
3.根据权利要求1所述的一种发光二极管，其特征在于：所述n扩展条设置于衬底和n型层之间，刻蚀p型半导体层至衬底表面形成孔洞，n电极置于孔洞内，n扩展条与n电极连接。
4.根据权利要求1所述的一种发光二极管，其特征在于：所述n扩展条设置于n型层中间，刻蚀p型半导体层至n型层中间形成孔洞，n电极置于孔洞内，n扩展条与n电极连接。
5.根据权利要求1所述的一种发光二极管，其特征在于：所述n扩展条设置于n型层和发光层之间，刻蚀p型半导体层至n型层表面形成孔洞，n电极置于孔洞内，n扩展条与n电极连接。
6.根据权利要求1~5所述的任意一种发光二极管，其特征在于：所述指状结构至少为1个以上，所述n扩展条至少为1个以上。
7.根据权利要求6所述的一种发光二极管，其特征在于：所述指状结构至少为2个以上，所述n扩展条至少为2个以上，所述n扩展条对应于相邻指状结构之间。
8.根据权利要求7所述的一种发光二极管，其特征在于：所述n扩展条与相邻指状结构的距离相等。
9.根据权利要求1~5所述的任意一种发光二极管，其特征在于：所述p电极和p型半导体层之间还包括透明导电层。
10.根据权利要求1所述的一种发光二极管，其特征在于：所述衬底为平片衬底或者图形化衬底。
技术总结