CN104362239B - 一种led电极结构及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明的第一目的在于提供一种LED电极结构，由GaN层的表层向外依次包括第一Ni层、Al层、Cr层、第二Ni层以及Au层，第一Ni层上开设有通孔。Al层紧挨第一Ni层设计，能将传输到P、N电极的光反射回芯片内部，被反射回的光从芯片内部再射出来，从而提高了LED芯片的外量子效率；Cr不但能够起到黏附作用，还能够防止Al金属原子向电极上面Ni层和Au层扩散，提高电极的稳定性；通孔的设计能够减少第一Ni层对光的吸收，最大化提高发光效率，又能够保证Al层与GaN表面的良好接触。本发明的第二目的在于提供一种LED电极结构的制作方法，制作方法精简，适合大批量生产，且膜层之间粘附性很好，整个电极稳定性好。

Description

一种LED电极结构及其制作方法

技术领域

本发明涉及光电子器件领域，特别地，涉及一种LED电极结构及其制作方法。

背景技术

LED是一种固体光源，它是利用半导体P-N结制成的发光器件。在正向导通时，半导体中的少数载流子和多数载流子复合，释放出的能量以光子或部分以光子的形式发射出来。半导体LED照明具有高效、节能、环保、使用寿命长、等显著优点，已经广泛应用于路灯、显示屏、室内照明、汽车灯等各个领域。如何提高发光效率是LED需要解决的主要问题。

目前传统的P、N电极一般采用Ni/Au结构或者Cr/Pt/Au结构，这两种金属电极结构的稳定性较好，但是从芯片内部发光区发出的光有很大一部分会被电极吸收，从而降低了LED的发光效率。也有采用金属Ag或者Al作为电极的反射层，Ag的反射率较高，并且可以直接沉积在p-GaN形成很好的欧姆接触，但是其粘附性较差，且Ag的电化学特性不稳定，对制备过程比较敏感，在空气中易氧化，遇高温会产生凝聚现象。Al可以在n-GaN上形成粘附性强并且稳定的欧姆接触，但是Al不能在p-GaN上形成良好的欧姆接触。为了解决欧姆接触和粘附性问题，通常在AL与GaN之间设计了一层薄膜，但是薄膜会对光产生吸收，从而影响了LED的发光效率。

申请号为200410058035.7的专利《适用于氮化镓器件的铝/钛/铝/镍/金欧姆接触系统》公开了一种铝/钛/铝/镍/金电极，在该电极结构中Al层直接与GaN表面接触，虽然可以保证LED的发光效率，但是存在两个问题：一是整个电极与GaN的粘附性会很差，在后续的焊线、打线过程中，电极容易脱落；二是电压会升高。

由此，开发一种对光吸收较小、电极与GaN层粘附性好、电压低以及能提高LED发光效率等效果的电极结构具有重大意义。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种电极与GaN层粘附性好、能提高LED发光效率的LED电极结构，具体技术方案如下：

一种LED电极结构，由GaN层的表层向外依次包括第一Ni层、Al层、Cr层、第二Ni层以及Au层；

所述第一Ni层沿LED电极的中心轴线方向上开设有通孔。

以上技术方案中优选的，在垂直于所述LED电极的中心轴线的平面上，所述通孔的横截面为圆形、三角形、椭圆形或者四边形。

以上技术方案中优选的，所述通孔的直径为3～4微米，相邻两个所述通孔的中心轴线之间的水平距离为4～5微米。

以上技术方案中优选的，所述通孔的数量为37个，以所述LED电极的中心轴线为中心由内到外分第一排、第二排、第三排以及第四排均匀排列，所述第一排的数量为1个，所述第二排的数量为6个，所述第三排的数量为12个，所述第四排的数量为18个。

以上技术方案中优选的，所述第一Ni层的厚度为5～10埃；所述Al层的厚度为1300～1600埃；所述Cr层的厚度为450～550埃；所述第二Ni层的厚度为150～300埃；所述Au层的厚度为10000～12000埃。

应用本发明的LED电极结构，具有以下有益效果：

(1)本发明LED电极结构由GaN层的表层向外依次包括第一Ni层、Al层、Cr层、第二Ni层以及Au层，Al层紧挨第一Ni层设计，能将传输到P、N电极的光反射回芯片内部，被反射回的光从芯片内部再射出来，从而提高了LED芯片的外量子效率；Cr不但能够起到黏附作用，还能够防止Al金属原子向电极上面Ni层和Au层扩散，从而提高了电极的稳定性；所述第一Ni层沿LED电极的中心轴线方向上开设有通孔，通孔的设计能够减少第一Ni层对光的吸收，最大化提高发光效率，又能够保证Al层与GaN表面的良好接触。

(2)本发明中在垂直于所述中心轴线的平面上，所述通孔的横截面为圆形、三角形、椭圆形或者四边形，根据不同的需求设计不同形状的通孔，从而获得不同亮度和电压的LED电极，实用性强。

(3)本发明中所述通孔的直径为3～4微米，相邻两个所述通孔的中心轴线之间的水平距离为4～5微米，最好是：所述通孔的数量为37个，以所述LED电极的中心轴线为中心由内到外分第一排、第二排、第三排以及第四排均匀排列，所述第一排的数量为1个，所述第二排的数量为6个，所述第三排的数量为12个，所述第四排的数量为18个，使得LED的亮度达到228mw，电压为3.20V，即具有高亮度和低电压，实用性强。

(4)本发明中第一Ni层的厚度为5～10埃，Al层的厚度为1300～1600埃，Cr层的厚度为450～550埃，第二Ni层的厚度为150～300埃，Au层的厚度为10000～12000埃，结构设计合理，且第一Ni层的厚度仅有几个埃，几乎不会对芯片内部发出的光产生吸收，降低整体电极对光的吸收率，既能保证高亮度又能保证电极与GaN有好的粘附力和低电压；铝层(Al层)的厚度能保证LED高的发光效率又能确保电极在打线时的稳定性；铬层(Cr层)的厚度能防止铝的扩散和球聚又能起到好的黏附作用；第二镍层(第二Ni层)的厚度可以很好地防止铬层(Cr层)向金层(Au层)扩散同时使整个电极的电阻最小；金层(Au层)的厚度可以保证正常焊线和低的成本。

本发明的第二目的在于提供一种上述LED电极的制作方法，包括以下步骤：

步骤一：制作电极图形，通过DNR-L300-D1负性光刻胶做出电极图形；

步骤二：蒸镀电极，采用电子束蒸发真空镀膜机进行蒸镀电极，具体为：在电子束蒸发真空镀膜机的腔体内先镀上第一Ni层，完成后利用光刻做出所需要通孔，然后再用化学溶液腐蚀掉不必要的第一Ni层，接着去光阻；再用真空镀膜机依次蒸镀Al层、Cr层、第二Ni层以及Au层；其中，所述第一Ni层的镀膜速率为0.1～0.6埃/秒，功率为其输出功率的0.16～0.19倍；所述Al层的镀膜速率为4.5～6.5埃/秒，功率为0.30～0.45倍；所述Cr层的镀膜速率为0.9～1.1埃/秒，功率为其输出功率的0.035～0.045倍；所述第二Ni层的镀膜速率为0.9～1.2埃/秒，功率为其输出功率的0.16～0.19倍；所述Au层的镀膜速率为9.9～10.1埃/秒，功率为其输出功率的0.23～0.28倍；

步骤三：剥离与去胶，采用蓝膜对金属进行剥离，待金属剥离干净后再将电极放入去胶剂中进行超声浸泡；

步骤四：退火，在空气以及温度为450～500摄氏度的氛围中对电极进行退火处理。

以上技术方案中优选的，所述步骤一中的制作电极图形的过程具体为：依次包括匀胶、软烤、曝光、硬烤、显影以及甩干过程，所述匀胶过程具体为：控制光刻胶的厚度为2.8微米～2.9微米；所述软烤过程具体为：采用热板进行软烤，软烤的温度为100～105摄氏度，软烤的时间90秒～120秒；所述曝光过程中曝光能量为80～90mj/cm²；所述硬烤过程具体为：采用热板进行硬烤，硬烤的温度为108～112摄氏度，硬烤的时间为60秒～90秒；所述显影过程具体为：把装好芯片的卡塞放入盛有正胶显影液的烧杯中；顺时针转动三圈再逆时针转动三圈，再上下抖动三次，静置15秒；循环重复以上转动、抖动以及静置过程，显影的时间为70秒～90秒；所述甩干过程为先将芯片冲水5分钟再放入甩干机中进行甩干。

以上技术方案中优选的，所述第二步中电子束蒸发真空镀膜机的腔体压力保持为1.0×10^-6Torr，温度保持为0摄氏度；所述步骤二中的化学溶液为硝酸、硫酸和水的混合溶液，其中，硝酸的质量分数为35％～40％，硫酸的质量分数为42％～46％，腐蚀时混合溶液的温度为55～60摄氏度；所述步骤三中的去胶剂包括质量分数为99.5～99.8％的N-甲基吡咯烷酮以及质量分数为0.2～0.5％的水；所述步骤四中空气的气流量为5～7升/分钟，退火的时间为8～11分钟。

为了达到更好的技术效果，所述步骤一与所述步骤二之间还包括芯片去胶处理，具体为用等离子去胶机对芯片进行去胶处理，所述芯片去胶处理过程中氧气的流量为20毫升/分钟，射频的时间为60秒。

使用本发明的制作方法，具有以下技术效果：

(1)采用DNR-L300-D1负性光刻胶，剥离后电极侧壁几乎不会存在残胶，大大提高后续的镀膜的效率；采用电子束真空蒸发的镀膜方式蒸镀电极，该镀膜方法膜层质量好，且镀膜速率快、效率高，适合大批量生产；采用高温450～500摄氏度进行退火，退火过程中可以形成Al_xNi_y等金属合金，界面处产生的N空位形成的重掺杂区，使得隧穿电流成为电流输运中主要机制，有利于提高欧姆接触的热稳定性和可靠性，且退火后的比接触电阻率可达2.4×10^-5Ω·cm²。

(2)本发明中DNR-L300-D1负性光刻胶的工艺以及工艺参数容易控制，适合批量生产；采用的显影方式具有如下两个优点：a、成本低且效率高，采用自动设备的成本是本发明显影方式成本的四到五倍，目前的自动显影设备一次只能显影3片，而本发明的显影方式一次性可以显影一卡塞，即25片；b、本发明显影方式显影更充分，自动设备缓慢旋转(转速一般为10～20转/分钟)的显影方式容易出现显影不干净的问题，而本发明通过循环重复以上转动、抖动方式和静置动作，使得显影足够充分。

(3)本发明中步骤二中的化学溶液为硝酸、硫酸和水的混合溶液，其中，硝酸的质量分数为35％～40％，硫酸的质量分数为42％～46％，腐蚀时混合溶液的温度为55～60摄氏度，其化学反应式为：2Ni+2H₂SO₄+2HNO₃＝2NiSO₄+NO₂+NO+3H₂O，腐蚀效率高且质量符合要求；去胶剂包括质量分数为99.5～99.8％的N-甲基吡咯烷酮以及质量分数为0.2～0.5％的水，其pH值控制在6.5～7.5，不会与电极中的Al层发生反应，提高电极的稳定性，同时，此去胶剂的价格低于一般的去胶剂，节约成本；退火过程中空气的气流量以及退火的时间的合理控制，使得AlxNiy等金属合金形成更充分，进一步提高欧姆接触的热稳定性和可靠性。

(4)本发明中制作电极图形与蒸镀电极之间还包括芯片去胶处理过程，能够去除DNR-L300-D1负性光刻时残留下来的负胶底膜，能够提高P电极与透明导电层以及N电极与GaN层的粘附性而降低电极脱落的风险，同时对降低芯片的电压有很好的效果。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例1的LED电极结构的结构示意图；

图2是图1中第一Ni层的结构示意图；

00-GaN层，01-第一排，02-第二排，03-第三排，04-第四排，11-第一Ni层，111-通孔，12-Al层，13-Cr层，14-第二Ni层，15-Au层。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

一种LED电极结构，详见图1，包括第一Ni层11、Al层12、Cr层13、第二Ni层14以及Au层15，所述第一Ni层11镀在包括n-GaN或/和p-GaN的GaN层00的表层上，所述Al层12镀在所述第一Ni层11上，所述Cr层13镀在所述Al层12上，所述第二Ni层14度在所述Cr层13上，所述Au层15位于最外层，且镀在所述第二Ni层14上。

所述第一Ni层11沿LED电极的中心轴线L方向上开设有通孔111；在垂直于所述LED电极的中心轴线L的平面上，所述通孔111的横截面为圆形；所述通孔111的数量为37个，以所述LED电极的中心轴线L为中心由内到外分第一排01、第二排02、第三排03以及第四排04均匀排列，所述第一排的数量为1个，所述第二排的数量为6个，所述第三排的数量为12个，所述第四排的数量为18个，详见图2。

除此之外，通孔111的横截面还可以做成三角形、椭圆形或者四边形等常规形状，本发明LED电极结构中其通孔的横截面做成常见的几种形状(圆形、三角形、椭圆形以及四边形)与现有技术的LED(其电极的结构如背景技术部分所述，且其上未设通孔)的亮度及电压的比较详见表1：

表1 本发明LED(通孔的横截面分别为圆形、三角形、椭圆形以及四边形)与现有LED的亮度以及电压的比较

参数/通孔的形状	圆形	三角形	椭圆形	四边形	现有技术
						亮度(mw)	228	220	216	230	214
电压(V)	3.20	3.26	3.28	3.35	3.25

除此之外，所述通孔111满足以下条件即可，其直径D为3～4微米，相邻两个所述通孔111的中心轴线L1之间的水平距离d为4～5微米。但是，由于通孔的数量越多，铝层与氮化镓层的接触面积越大，亮度会有所提高，其电压也会相应升高，并且电极与氮化镓的整体粘附性也会变差；而通孔数量越少，铝层与氮化镓层的接触面积越小，亮度会降低，其电压也会相应降低，并且电极与氮化镓的整体粘附性也会变好。比如：所述通孔111的数量为36个，分4行9列平行排列，其亮度能够达到225mw，但其电压高达3.40V，与现有技术，其亮度得到大大提高，但其电压值也相应地升高了；与上述内到外分四排进行排列的情况相比较，其亮度略低，其电压值偏高。

综上所述，本实施例1采用数量为37个通孔的设计使得LED的亮度高、电压较低且电极粘附性好，如果设计成其他数量(如38个)，电压将升高且电极容易脱落。因此，使用者可以根据实施例1的设计原理根据不同的实际需求设计出不同亮度、电压以及粘附性能的LED电极结构。

采用上述内到外分四排进行排列的情况为最佳设计。所述通孔的横截面的形状还可以选用其他多边形。

因此，针对于现有技术中电极存在的缺陷(一般用Ti，Ti能够起到黏附层的作用，但是在后续的退火过程中Al金属原子向电极上面Ni层和Au层扩散，对Au层起到破坏作用，从而影响了电极的稳定性)，本发明LED电极结构中Al层紧挨第一Ni层设计，能将传输到P、N电极的光反射回芯片内部，被反射回的光从芯片内部再射出来，从而提高了LED芯片的外量子效率；Cr不但能够起到黏附作用，还能够防止Al金属原子向电极上面Ni层和Au层扩散，从而提高了电极的稳定性；所述第一Ni层沿LED电极的中心轴线方向上开设有通孔，通孔的设计能够减少第一Ni层对光的吸收，最大化提高发光效率，又能够保证Al层与GaN表面的良好接触。

所述第一Ni层11的厚度为5～10埃，所述Al层12的厚度为1300～1600埃，所述Cr层13的厚度为450～550埃，所述第二Ni层14的厚度为150～300埃，所述Au层15的厚度为10000～12000埃，整体结构设计合理，若第一Ni层太薄，电极与GaN和黏附力不行，同时电压会升高，5～10埃的厚度几乎不会对芯片内部发出的光产生吸收，从而降低整体电极对光的吸收率，因此，第一Ni层的厚度能保证高亮度又能保证电极与GaN有好的粘附力和低电压；铝是用来反射光的，要有稳定的反射作用必须要有至少1300～1600埃的厚度，铝层太薄反射率不稳定，亮度会降低，铝层太厚会导致后续的打线过程中电极从铝层处断裂，1300～1600埃的厚度即能保证高的发光效率又能保证电极在打线时的稳定性；Cr不但能够起到黏附铝层和Ni层的作用，还可以阻止铝的球聚和外扩散，太薄就不能防止铝的扩散，太厚黏附有问题，450～550埃的厚度即能防止铝的扩散和球聚又能起到好的黏附作用；第二Ni层可以防止Cr向Au层扩散，太薄不能阻止Cr扩散，太厚会增加整个电极的电阻，150～300埃的厚度可以很好地防止Cr向Au层扩散同时使整个电极的电阻最小；金的厚度是出于成本和焊线考虑的，太厚黄金成本高，太薄会导致后续的焊线过程中焊线焊不上，10000～12000埃的Au层可以保证焊线和低的成本。

上述LED电极结构的具体制作方法，具体包括以下步骤：

第一步：制作电极图形，通过DNR-L300-D1负性光刻胶做出电极图形，制作电极图形的过程具体为：依次包括匀胶、软烤、曝光、硬烤、显影以及甩干过程，所述匀胶过程具体为：采用SVS MSX-1000匀胶机进行匀胶；采用NiKon G6步进光刻机，控制光刻胶的厚度为2.4微米～2.9微米；所述软烤过程具体为：采用热板进行软烤，软烤的温度为100～105摄氏度，软烤的时间90秒～120秒；所述曝光过程中曝光能量为80～90mj/cm²；所述硬烤过程具体为：采用热板进行硬烤，硬烤的温度为108～112摄氏度，硬烤的时间为60秒～90秒；所述显影过程具体为：把装好芯片的卡塞放入盛有正胶显影液的烧杯中；顺时针转动三圈再逆时针转动三圈，再上下抖动三次，静置15秒；循环重复以上转动、抖动以及静置过程，显影的时间为30秒～90秒，具体为分为三段显影，第一段显影时间为25秒，第二段显影时间为15秒，第三段显影时间为10秒；所述甩干过程为先将芯片冲水5分钟再放入甩干机中进行甩干；

第二步：芯片去胶处理，具体为用等离子去胶机对芯片进行去胶处理，所述芯片去胶处理过程中氧气的流量为20毫升每分钟，射频的时间为60秒；

第三步：蒸镀电极，采用电子束蒸发真空镀膜机进行蒸镀电极，工艺条件为：在腔体压力为1.0×10^-6Torr(Torr为压强单位，现翻译为“托”，1Torr≈133.322Pa＝1.333mbar(毫巴)＝0.001315789473atm)以及温度为0摄氏度的条件下，工艺过程为：(1)首先，先采用崇文SEKER-90电子束蒸发真空镀膜机镀上厚度为5～10埃的第一Ni层11，其镀膜速率为0.1～0.6埃/秒，功率为其输出功率的0.16～0.19倍；(2)其次，采用中国电子集团第45所化学清洗台，在第一Ni层11采用常规光刻工艺做出通孔111，再用化学溶液腐蚀掉不必要的第一Ni层，接着常规去胶方法去除光阻，其中，化学溶液为硝酸、硫酸和水的混合溶液，其中，硝酸的质量分数为35％～40％，硫酸的质量分数为42％～46％，腐蚀时混合溶液的温度为55～60摄氏度，其化学反应式为：2Ni+2H₂SO₄+2HNO₃＝2NiSO₄+NO₂+NO+3H₂O；去除光阻具体为采用SPR3000去胶液在溶液温度85°～90°时去胶15分钟；(3)最后，用真空镀膜机依次蒸镀厚度为1300～1600埃的Al层12、厚度为450～550埃的Cr层13、厚度为150～300埃的第二Ni层14以及厚度为10000～12000埃的Au层15，其中，所述Al层12的镀膜速率为4.5～6.5埃/秒，功率为0.30～0.45倍；所述Cr层13的镀膜速率为0.9～1.1埃/秒，功率为其输出功率的0.035～0.045倍；所述第二Ni层14的镀膜速率为0.9～1.2埃/秒，功率为其输出功率的0.16～0.19倍；所述Au层15的镀膜速率为9.9～10.1埃/秒，功率为其输出功率的0.23～0.28倍；所述的输出功率为真空镀膜机中电子枪的输出功率。

第四步：剥离与去胶，采用蓝膜对金属进行剥离，待金属剥离干净后再将芯片放入去胶剂中进行超声浸泡，其中所述去胶剂包括质量分数为99.5～99.8％的N-甲基吡咯烷酮以及质量分数为0.2～0.5％的水；

第五步：退火，在空气以及温度为450～500摄氏度的氛围中对电极进行退火处理，其中空气的气流量为5～7升每分钟，退火的时间为8～11分钟。

以上步骤中未详细说明的部分均可以采用现有的技术手段实现。

与现有技术相比，应用本发明的LED电极结构的制作方法具有以下技术效果：

(1)现有技术中有采用正性光刻胶PAD光刻，虽然能够节约成本，但是剥离时电极侧壁残留的光刻胶难以剥离干净。而本发明采用DNR-L300-D1负性光刻胶，剥离后电极侧壁几乎不会存在残胶，为后续的镀层提供了良好的环境，提高电极的稳定性；本发明采用的显影方式具有如下两个优点：a、成本低且效率高，采用自动设备的成本是本发明显影方式成本的四到五倍，目前的自动显影设备一次只能显影3片，而本发明的显影方式一次性可以显影一卡塞，即25片；b、本发明显影方式显影更充分，自动设备缓慢旋转(转速一般为10～20转每分钟)的显影方式容易出现显影不干净的问题，而本发明通过循环重复以上转动、抖动方式和静置动作，使得显影足够充分。

(2)现有技术中往往不扫胶，能达到节约时间以及节约设备成本的目的，但是存在电压高以及电极脱落的产品比例约占为0.8％；本发明采用在光刻后再做一次去胶，能够去除光刻时残留下来的负胶底膜，能够提高P电极与透明导电层之间以及N电极与GaN层之间的粘附性，同时对降低芯片的电压有一定的效果，存在电压高以及电极脱落的产品所占比例不超过0.4％。

(3)现有技术中一般采用溅射镀膜的方法蒸镀电极，溅射能够获得致密性较好的薄膜，但是镀膜速率较慢，生产效率较低；本发明采用电子束蒸发真空镀膜方法镀电极，每RUN 200片耗时2小时，溅射镀膜每RUN 200片耗时3小时，溅射镀膜的膜层颗粒非常细小，膜层表面很均匀，导致膜层与膜层之间的粘附性很差，在后续打线过程中，电极容易出现断层，本发明镀膜方法镀膜速率快、效率高，适合大批量生产，且镀出来的膜层表面较为粗糙，膜层与膜层之间的粘附性很好，整个电极稳定性很好。

(4)现有技术中使用的去胶剂，比如DNS-400去胶液、SF-M18去胶液等均会与Al层发生一定的反应，从而降低了电极的稳定性；本发明采用质量分数为99.5～99.8％的N-甲基吡咯烷酮以及质量分数为0.3～0.4％的水作为去胶剂，此去胶剂的pH值控制在6.5～7.5，不会与电极中的Al层发生反应，同时该去胶剂的价格比一般去胶剂的价格低，能够节约一定的成本。

(5)现有技术中退火在低温250～270摄氏度的氮气或氧气环境中进行退火中，由于温度太低，电极金属不能生成合金，单层金属稳定性不好，且退火中可能会生成AlN、Ga₂O₃等绝缘层，使已经形成的欧姆接触变坏，稳定性恶化，退火后接触电阻会上下波动，退火后比接触电阻率大约为5×10^-5Ω·cm²。本发明在空气以及温度为450～500摄氏度的氛围中对电极进行退火处理，退火过程中可以形成AlxNiy等金属合金，Ni与O反应生成的NiO有利于形成良好的欧姆接触，界面处产生的N空位形成的重掺杂区，使得隧穿电流成为电流输运中主要机制，有利于提高欧姆接触的热稳定性和可靠性；而在氮气中退火，p-GaN表面附着的H会钝化电极中的Mg元素，降低空穴浓度，劣化欧姆接触；在纯氧气氛中退火，过多的O可能会迅速把Ni全部消耗掉，过厚的NiO会阻碍Al向接触界面扩散，也不利于形成良好的欧姆接触；另外用空气退火比用氮气或氧气退火要节约成本，本发明方法中退火后比接触电阻率大约为2.4×10^-5Ω·cm²，电阻率下降了一半以上，整个LED的电压比传统电极低0.07～0.12V。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种LED电极结构，其特征在于：由GaN层的表层向外依次包括第一Ni层(11)、Al层(12)、Cr层(13)、第二Ni层(14)以及Au层(15)；

所述第一Ni层(11)沿LED电极的中心轴线(L)方向上开设有通孔(111)；

所述通孔(111)以所述LED电极的中心轴线(L)为中心由内到外分第一排、第二排、第三排以及第四排均匀排列。

2.根据权利要求1所述的LED电极结构，其特征在于：在垂直于所述LED电极的中心轴线(L)的平面上，所述通孔(111)的横截面为圆形、三角形、椭圆形或者四边形。

3.根据权利要求2所述的LED电极结构，其特征在于：所述通孔(111)的直径为3～4微米，相邻两个所述通孔(111)的中心轴线(L1)之间的水平距离为4～5微米。

4.根据权利要求3所述的LED电极结构，其特征在于：所述通孔(111)的数量为37个，所述第一排的数量为1个，所述第二排的数量为6个，所述第三排的数量为12个，所述第四排的数量为18个。

5.根据权利要求1所述的LED电极结构，其特征在于：所述第一Ni层(11)的厚度为5～10埃；所述Al层(12)的厚度为1300～1600埃；所述Cr层(13)的厚度为450～550埃；所述第二Ni层(14)的厚度为150～300埃；所述Au层(15)的厚度为10000～12000埃。

6.一种如权利要求1-5任意一项所述的LED电极结构的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：制作电极图形，通过DNR-L300-D1负性光刻胶做出电极图形；

步骤二：蒸镀电极，采用电子束蒸发真空镀膜机进行蒸镀电极，具体为：在电子束蒸发真空镀膜机的腔体内先镀上第一Ni层(11)，完成后利用光刻做出所需要通孔(111)，然后再用化学溶液腐蚀掉不必要的第一Ni层(11)，接着去光阻；再用真空镀膜机依次蒸镀Al层(12)、Cr层(13)、第二Ni层(14)以及Au层(15)；其中，所述第一Ni层(11)的镀膜速率为0.1～0.6埃/秒，功率为其输出功率的0.16～0.19倍；所述Al层(12)的镀膜速率为4.5～6.5埃/秒，功率为0.30～0.45倍；所述Cr层(13)的镀膜速率为0.9～1.1埃/秒，功率为其输出功率的0.035～0.045倍；所述第二Ni层(14)的镀膜速率为0.9～1.2埃/秒，功率为其输出功率的0.16～0.19倍；所述Au层(15)的镀膜速率为9.9～10.1埃/秒，功率为其输出功率的0.23～0.28倍；

步骤三：剥离与去胶，采用蓝膜对金属进行剥离，待金属剥离干净后再将电极放入去胶剂中进行超声浸泡；

步骤四：退火，在空气以及温度为450～500摄氏度的氛围中对电极进行退火处理。

7.根据权利要求6所述的LED电极结构的制作方法，其特征在于：所述步骤一中的制作电极图形的过程具体为：依次包括匀胶、软烤、曝光、硬烤、显影以及甩干过程，所述匀胶过程具体为：控制光刻胶的厚度为2.8微米～2.9微米；所述软烤过程具体为：采用热板进行软烤，软烤的温度为100～105摄氏度，软烤的时间90秒～120秒；所述曝光过程中曝光能量为80～90mj/cm²；所述硬烤过程具体为：采用热板进行硬烤，硬烤的温度为108～112摄氏度，硬烤的时间为60秒～90秒；所述显影过程具体为：把装好芯片的卡塞放入盛有正胶显影液的烧杯中；顺时针转动三圈再逆时针转动三圈，再上下抖动三次，静置15秒；循环重复以上转动、抖动以及静置过程，显影的时间为70秒～90秒；所述甩干过程为先将芯片冲水5分钟再放入甩干机中进行甩干。

8.根据权利要求6所述的LED电极结构的制作方法，其特征在于：所述步骤二中电子束蒸发真空镀膜机的腔体压力保持为1.0×10^-6Torr，温度保持为0摄氏度；所述步骤二中的化学溶液为硝酸、硫酸和水的混合溶液，其中，硝酸的质量分数为35％～40％，硫酸的质量分数为42％～46％，腐蚀时混合溶液的温度为55～60摄氏度；所述步骤三中的去胶剂包括质量分数为99.5～99.8％的N-甲基吡咯烷酮以及质量分数为0.2～0.5％的水；所述步骤四中空气的气流量为5～7升/分钟，退火的时间为8～11分钟。

9.根据权利要求6所述的LED电极结构的制作方法，其特征在于：所述步骤一与所述步骤二之间还包括芯片去胶处理，具体为用等离子去胶机对芯片进行去胶处理，所述芯片去胶处理过程中氧气的流量为20毫升/分钟，射频的时间为60秒。