CN103594587B - 一种发光二极管打线电极的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发光二极管打线电极的制造方法，依次包括如下步骤：（1）自下而上依次形成p型半导体层、半导体发光层和n型半导体层；（2）在n型半导体层上形成透明的平坦电极；（3）在平坦电极上蒸镀合金金属层；（4）对合金金属层进行光刻、刻蚀工艺，从而将合金金属层形成为凸块电极；（5）对凸块电极的上表面以及所有侧表面进行粗化处理，从而形成凸块粗化电极。其中凸块粗化电极的表面粗糙度在10nm以上、15nm以下。
Description
技术领域
本发明属于发光二极管技术领域，特别涉及一种发光二极管打线电极的制造方法。
背景技术
半导体发光二极管(LightEmittingDiode)应用日益广泛，特别是在照明方面有取代白炽灯和荧光灯的趋势。发光二极管是由半导体材料所制成的发光元件，元件具有两个电极端子，在端子间施加电压，通入极小的电流，经由电子电洞的结合可将剩余能量以光的形式激发释出，此即发光二极管的基本发光原理。发光二极管不同于一般白炽灯泡，发光二极管是属冷发光，具有耗电量低、元件寿命长、无须暖灯时间及反应速度快等优点，再加上其体积小、耐震动、适合量产，容易配合应用上的需求制成极小或阵列式的元件，目前发光二极管已普遍使用于资讯、通讯及消费性电子产品的指示器与显示装置上，成为日常生活中不可或缺的重要元件。
发光二极管芯片的常规结构包括一个在通电后产生光辐射的半导体发光结构，以及此半导体结构与外界电源相连的电极。发光二极管芯片设计的重点在于提高半导体结构的光辐射效率以及提高半导体结构与外界电源的连接质量。
中国专利公开文献CN102214625A公开了一种发光二极管的电极结构，这种结构通过将电极的表面粗糙化，从而在打线时增强引线与电极的附着力，今儿提高发光二极管芯片与外界电源的连接质量。这种电极结构虽然能够在一定程度上增加电极的连接质量，但是由于电极为平面电极，因此打线后，引线与电极的连接仍然局限于电极的平面范围，因此其引线与电极的结合力仍然无法大幅度的提高，存在脱线的可能，从而影响发光二极管的质量。
发明内容
本发明针对现有技术的问题，提出了一种大幅度增强电极与引线结合力的电极的制造方法。
首先对本发明所采用的“上”、“下”进行定义，在本发明中，通过参照附图，本发明所述的“上”为附图中面向附图时垂直向上的方向。本发明所述的“下”为附图中面向附图时垂直向下的方向，本文所述的“高度”是指面向附图时垂直方向上的距离。
本发明提出的发光二极管打线电极的制造方法依次包括如下步骤：
（1）自下而上依次形成p型半导体层、半导体发光层和n型半导体层；
（2）在n型半导体层上形成透明的平坦电极；
（3）在平坦电极上蒸镀合金金属层；
（4）对合金金属层进行光刻、刻蚀工艺，从而将合金金属层形成为凸块电极；
（5）对凸块电极的上表面以及所有侧表面进行粗化处理，从而形成凸块粗化电极；
其中，凸块粗化电极包括一个第一凸块粗化电极，多个第二凸块和多个第三凸块粗化电极；
其中，第一凸块粗化电极位于发光二极管打线电极的中心，多个第二凸块粗化电极位于以第一凸块粗化电极为中心的相互垂直的交叉线上，从而与第一凸块粗化电极形成十字形；多个第三凸块粗化电极位于正方形的发光二极管打线电极的四个角落；
其中，第一凸块粗化电极和多个第三凸块粗化电极的俯视平面形状为正方形，第一凸块粗化电极边长为第三凸块粗化电极边长的两倍；多个第二凸块粗化电极的俯视平面形状为长方形，其长等于第一凸块粗化电极的边长，其宽等于第三凸块粗化电极的边长；
其中，第一凸块粗化电极、第二凸块粗化电极、第三凸块粗化电极的高度相同。
附图说明
图1-5为本发明提出的发光二极管打线电极制造方法的示意图。
具体实施方式
参见图1-5来介绍本发明提出的发光二极管打线电极的制造方法。
参见图1-2，发光二极管打线电极的制造方法包括如下步骤：
（1）自下而上依次形成p型半导体层100、半导体发光层200和n型半导体层300；
（2）在n型半导体层300上形成透明的平坦电极10；
（3）在平坦电极10上蒸镀金属合金层；
（4）对合金金属层进行光刻、刻蚀工艺，从而将金属合金层形成为凸块电极20；
（5）对凸块电极20的上表面以及所有侧表面进行粗化处理，从而形成凸块粗化电极201
参见图3，该图3示出了发光二极管打线电极制造方法所制得的电极的俯视图；在该图中，阴影部分表示电极被粗化的表面；其中，最大的正方形为平坦电极10，在平坦电极10的正方形内具有多个矩形小块电极，这些矩形小块电极即为凸块粗化电极201；
参见图4，图4为本发明制造方法所制得的发光二极管打线电极进行打线时的示意图（在图4中仅示出电极，发光二极管的p型半导体层100、半导体发光层200和n型半导体层300并未示出）。其中平坦电极10为采用CVD等本领域的常规方法，在n型半导体层上淀积透明的ITO材料后，经平坦化工艺而制得；
此后通过蒸镀工艺，将金属合金材料蒸镀在平坦电极10上，该金属合金材料为Ti/Au合金，蒸镀结束后，还通过平坦化工艺对金属合金层进行平坦化处理。
接着根据实际需要对金属合金层进行图形化，即对金属合金层进行光刻后刻蚀，从而将不需要的金属合金层完全去除，留下没有被去除的金属合金层以作为凸块电极20，然后采用氢氟酸等化学药品对凸块电极20的上表面以及所有侧表面进行腐蚀，从而在凸块电极20的上表面以及所有侧表面形成表面粗化结构231，并最终形成凸块粗化电极201，其中，该表面粗化结构231的表面粗糙度在10nm以上、15nm以下，优选地，表面粗糙度为12nm。
在本发明中，凸块粗化电极201包括第一凸块粗化电极21、多个第二凸块粗化电极22和多个第三凸块粗化电极23。
回到图3，第一凸块粗化电极21位于发光二极管打线电极的中心，多个第二凸块粗化电极22位于以第一凸块粗化电极21为中心的相互垂直的交叉线上，从而与第一凸块粗化电极21形成十字形；多个第三凸块粗化电极23位于正方形的发光二极管打线电极的四个角落；
其中，第一凸块粗化电极21和多个第三凸块粗化电极23为正方形，第一凸块粗化电极21的边长为第三凸块粗化电极23的边长的两倍；多个第二凸块粗化电极22为长方形，其长等于第一凸块粗化电极21的边长，其宽等于第三凸块粗化电极23的边长；
其中，第一凸块粗化电极21、第二凸块粗化电极22、第三凸块粗化电极23的高度相同（参见图2）；
参见图4，在对发光二极管打线电极进行打线的过程中，引线30被置于发光二极管打线电极的上方，通过打线压块将引线30压到发光二极管打线电极上。由于发光二极管打线电极上具有多个凸块粗化电极，因此，在引线被下压的过程中，引线除了被压至凸块粗化电极的表面以外，还被压至每个凸块之间的凹槽中。当完成打线工艺以后，引线与发光二极管打线电极的结合就如图5所示，这种电极与引线的结合结构中，由于引线的一部分被嵌入到凸块粗化电极之间的凹槽内，因此，引线与电极之间的结合力得以大幅度的增大，而且，由于凸块粗化电极的上表面以及所有侧表面都具有表面粗化结构，所以，引线30与凸块粗化电极的结合力可以得到进一步的提升，从而解决了现有技术中引线与电极结合不牢的问题。
进一步的，为了简化电极的结构又不失增强电极与引线的结合效果，第一凸块粗化电极21的数量为一个，第二凸块粗化电极22的数量为8个，其每两个分别位于第一凸块粗化电极21的上下左右侧（以图3所示），第三凸块粗化电极的数量为16个，每四个分别位于正方形发光二极管打线电极的四个角落（以图3所示）。
至此已对本发明做了详细的说明，但前文的描述的实施例仅仅只是本发明的优选实施例，其并非用于限定本发明。本领域技术人员在不脱离本发明精神的前提下，可对本发明做任何的修改，而本发明的保护范围由所附的权利要求来限定。
Claims (2)
1.一种发光二极管打线电极的制造方法，依次包括如下步骤：
(1)自下而上依次形成p型半导体层、半导体发光层和n型半导体层；
(2)在n型半导体层上形成透明的平坦电极；
(3)在平坦电极上蒸镀合金金属层；
(4)对合金金属层进行光刻、刻蚀工艺，从而将合金金属层形成为凸块电极；
(5)对凸块电极的上表面以及所有侧表面进行粗化处理，从而形成凸块粗化电极；
其中，凸块粗化电极包括一个第一凸块粗化电极，多个第二凸块和多个第三凸块粗化电极；
其中，第一凸块粗化电极位于发光二极管打线电极的中心，多个第二凸块粗化电极位于以第一凸块粗化电极为中心的相互垂直的交叉线上，从而与第一凸块粗化电极形成十字形；多个第三凸块粗化电极位于正方形的发光二极管打线电极的四个角落；
其中，第一凸块粗化电极和多个第三凸块粗化电极的俯视平面形状为正方形，第一凸块粗化电极边长为第三凸块粗化电极边长的两倍；多个第二凸块粗化电极的俯视平面形状为长方形，其长等于第一凸块粗化电极的边长，其宽等于第三凸块粗化电极的边长；其中，第一凸块粗化电极、第二凸块粗化电极、第三凸块粗化电极的高度相同。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
在步骤(5)，采用氢氟酸化学药品对凸块电极的上表面以及所有侧表面进行腐蚀，从而在凸块电极的上表面以及所有侧表面形成表面粗化结构，该表面粗化结构的表面粗糙度在10nm以上、15nm以下。
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