CN106098894A - 一种发光二极管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发光二极管及其制备方法，属于光电子制造技术领域。该发光二极管包括外延片及设置在外延片上的电极，电极至少包括第一电极层和第二电极层，第一电极层设置在外延片上，第二电极层层叠在第一电极层上，第一电极层采用Cr制成，第二电极层采用AlCu合金制成，该制备方法包括提供外延片；在外延片上制作电极，通过在外延片上设置电极，由于该电极至少包括第一电极层和第二电极层，其中第一电极层采用Cr制成，第二电极层采用AlCu合金制成，由于AlCu合金结构致密，稳定性好，具有较强的抗形变能力，因此使得LED在打线过程中，电极可以承受挤压而不发生形变。
Description
技术领域
本发明涉及光电子制造技术领域，特别涉及一种发光二极管及其制备方法。
背景技术
LED(Light Emitting Diode，发光二极管)具有体积小、寿命长、功耗低等优点，目前被广泛应用于汽车信号灯、交通信号灯、显示屏以及照明设备。
在制作LED的过程中，会在制作完成的外延片上制作电极，并进行打线工艺，利用热压或超声能源将金属线与制作的电极连接起来。由于打线过程中电极需要承受一定的挤压，同时电极主要由质地较软的Al或Au制成，因此电极容易在打线过程中出现变形，对LED造成不良影响。
发明内容
为了解决现有LED在打线过程中电极容易出现变形的问题，本发明实施例提供了一种发光二极管及其制备方法。所述技术方案如下：
一方面，本发明实施例提供了一种发光二极管，所述发光二极管包括外延片及设置在所述外延片上的电极，其特征在于，所述电极至少包括第一电极层和第二电极层，所述第一电极层设置在所述外延片上，所述第二电极层层叠在所述第一电极层上，所述第一电极层采用Cr制成，所述第二电极层采用AlCu合金制成。
优选地，所述电极还包括依次层叠在所述第二电极层上的第三电极层和第四电极层，所述第三电极层采用Cr、Ni、Pt和Ti中的一种金属制成，所述第四电极层采用AlCu合金制成。
进一步地，所述电极还包括第五电极层，所述第五电极层夹设在所述第三电极层和所述第四电极层之间，所述第五电极层采用Cr、Ni、Pt和Ti中的一种金属制成，且所述第五电极层与所述第三电极层不同。
可选地，所述电极还包括层叠在所述第四电极层上的第六电极层，所述第六电极层采用Al制成。
优选地，所述电极还包括依次层叠在所述第四电极层上的第六电极层和第七电极层，所述第六电极层采用Ti制成，所述第七电极层采用Au制成。
可选地，所述外延片为GaN基外延片。
另一方面，本发明实施例还提供了一种发光二极管的制备方法，所述制备方法包括：
提供一外延片；
在所述外延片上制作电极，其中，所述电极至少包括第一电极层和第二电极层，所述第一电极层设置在所述外延片上，所述第二电极层层叠在所述第一电极层上，所述第一电极层采用Cr制成，所述第二电极层采用AlCu合金制成。
进一步地，所述在所述外延片上制作电极，包括：
通过光刻工艺在所述外延片上制作设定图形的光阻层；
在所述光阻层和所述外延片上蒸镀金属层，所述金属层的厚度小于所述光阻层的厚度；
去除所述光阻层上的所述金属层；
去除所述外延片上的光阻层，形成所述电极。
可选地，所述去除所述外延片上的光阻层，包括：
采用有机溶剂去除所述光阻层。
优选地，所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过在外延片上设置电极，由于该电极至少包括第一电极层和第二电极层，其中第一电极层采用Cr制成，第二电极层采用AlCu合金制成，Cr可以使AlCu更容易与外延片连接，同时由于AlCu合金结构致密，稳定性好，具有较强的抗形变能力，因此使得LED在打线过程中，电极可以承受挤压而不发生形变。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种发光二极管的结构图；
图2是本发明实施例提供的另一种发光二极管的结构图；
图3是本发明实施例提供的另一种发光二极管的结构图；
图4是本发明实施例提供的另一种发光二极管的结构图；
图5是本发明实施例提供的另一种发光二极管的结构图；
图6是本发明实施例提供的一种发光二极管的制备方法的流程图；
图7是本发明实施例提供的一种制作电极的方法的流程图；
图8是本发明实施例提供的制作出设定图形的光阻层后的发光二极管的结构示意图；
图9是本发明实施例提供的蒸镀电极层后的发光二极管的结构示意图；
图10是本发明实施例提供的去除多余金属层后的发光二极管的结构示意图；
图11是本发明实施例提供的去除光阻层后的发光二极管的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种发光二极管，图1是本发明实施例提供的一种发光二极管的结构图，如图1所示，该发光二极管包括外延片11及设置在外延片11上的电极12，电极12至少包括第一电极层121和第二电极层122，第一电极层121设置在外延片11上，第二电极层122层叠在第一电极层121上，第一电极层121采用Cr制成，第二电极层122采用AlCu合金制成。
本发明实施例通过在外延片上设置电极，由于该电极至少包括第一电极层和第二电极层，其中第一电极层采用Cr制成，第二电极层采用AlCu合金制成，Cr可以使AlCu更容易与外延片连接，同时由于AlCu合金结构致密，稳定性好，具有较强的抗形变能力，因此使得LED在打线过程中，电极可以承受挤压而不发生形变。
可选地，外延片11可以为GaN基外延片，GaN具有较大的禁带宽度，良好的化学稳定性，较强的导热能力，是一种良好的半导体材料，被广泛应用于制作发光二极管。
图2是本发明实施例提供的另一种发光二极管的结构图，如图2所示，该发光二极管的结构与图1所示的发光二极管的结构基本相同，不同之处在于，图2所示的发光二极管中的电极12还包括依次层叠在第二电极层122上的第三电极层123和第四电极层124，第三电极层123采用Cr、Ni、Pt和Ti中的一种金属制成，第四电极层124采用AlCu合金制成，多层电极结构的LED稳定性更好，在具有多层电极结构的LED中设置两层AlCu合金，可以提高电极12的抗变形能力，避免电极12在打线过程中出现变形。
图3是本发明实施例提供的另一种发光二极管的结构图，在图3所示的发光二极管中，电极12还可以包括第五电极层125，第五电极层125夹设在第三电极层123和第四电极层124之间，第五电极层125采用Cr、Ni、Pt和Ti中的一种金属制成，且第五电极层125与第三电极层123不同，目前市场上有部分LED的电极为五层结构，在具有五层电极结构的LED中设置两层AlCu合金，可以提高电极的抗变形能力，避免电极在打线过程中出现变形。
进一步地，图4是本发明实施例提供的另一种发光二极管的结构图，在图4所示的发光二极管中，电极12还可以包括层叠在第四电极层124上的第六电极层126，第六电极层126采用Al制成。
优选地，图5是本发明实施例提供的另一种发光二极管的结构图，在图5所示的发光二极管中，电极12还可以包括依次层叠在第四电极层124上的第六电极层126和第七电极层127，第六电极层126采用Ti制成，第七电极层127采用Au制成，Au具有比Al更好的导电性，可以降低电极的电阻，同时Au的导热性也优于Al，能增强发光二极管的散热能力，Au比Al更耐腐蚀，能减缓电极的老化，此外，Au的延展性也优于Al，能更方便制作成微小的电极材料。
本发明实施例还提供了一种发光二极管的制备方法，图6是本发明实施例提供的一种发光二极管的制备方法的流程图，如图6所示，该制备方法包括：
S11：提供一外延片。
S12：在外延片上制作电极，其中，电极至少包括第一电极层和第二电极层，第一电极层设置在外延片上，第二电极层层叠在第一电极层上，第一电极层采用Cr制成，第二电极层采用AlCu合金制成。
本发明实施例通过在外延片上设置电极，由于该电极至少包括第一电极层和第二电极层，其中第一电极层采用Cr制成，第二电极层采用AlCu合金制成，Cr可以使AlCu更容易与外延片连接，同时由于AlCu合金结构致密，稳定性好，具有较强的抗形变能力，因此使得LED在打线过程中，电极可以承受挤压而不发生形变。
具体地，图7是本发明实施例提供的一种制作电极的方法的流程图，如图7所示，步骤S12可以包括：
S121：通过光刻工艺在外延片上制作设定图形的光阻层。
具体地，图8是本发明实施例提供的制作出设定图形的光阻层后的发光二极管的结构示意图。如图8所示，对外延片11进行清洗、烘干、涂覆光阻层，再对光阻层13进行曝光、显影等处理后，去除部分区域131的光阻层13，形成设定图形的光阻层。具体地，部分区域131指电极的形成区域。其中，对光阻层13的具体处理工艺为现有技术，此处不再赘述。
S122：在光阻层和外延片上蒸镀金属层。
在本实施例中，金属层的厚度小于光阻层的厚度，因此光阻层上的金属层和外延片上的金属层之间相互独立。
其中，金属层至少包括第一金属层和第二金属层，第二金属层层叠在第一金属层上，第一金属层采用Cr制成，第二金属层采用AlCu合金制成。
具体地，图9是本发明实施例提供的蒸镀电极层后的发光二极管的结构示意图，如图9所示，可以采用蒸镀工艺在已形成设定图形的外延片11上镀上金属层14，通过控制第一金属层141和第二金属层142的材料，从而可以确保后续制作的电极的材料符合设计要求，此外，在蒸镀过程中需要控制第一金属层141和第二金属层142的厚度。
优选地，金属层14还可以包括依次层叠在第二金属层142上的第三金属层和第四金属层，第三金属层采用Cr、Ni、Pt和Ti中的一种金属制成，第四金属层采用AlCu合金制成，通过4层金属材料可以制成具有4层结构的电极，多层电极结构的LED稳定性更好，在具有多层电极结构的LED中设置两层AlCu合金，可以提高电极的抗变形能力，避免电极在打线过程中出现变形。
进一步地，金属层还可以包括第五金属层，第五金属层夹设在第三金属层和第四金属层之间，第五金属层采用Cr、Ni、Pt和Ti中的一种金属制成，且第五金属层与第三金属层不同，目前市场上有部分LED的电极为五层结构，在具有五层电极结构的LED中设置两层AlCu合金，可以提高电极的抗变形能力，避免电极在打线过程中出现变形。
进一步地，金属层还可以包括层叠在第四金属层上的第六金属层，第六金属层采用Al制成。
优选地，金属层可以包括层依次层叠在第四金属层上的第六金属层和第七金属层，第六金属层采用Ti制成，第七金属层采用Au制成，Au具有比Al更好的导电性，可以降低电极的电阻，同时Au的导热性也优于Al，能增强发光二极管的散热能力，Au比Al更耐腐蚀，能减缓电极的老化，此外，Au的延展性也优于Al，能更方便制作成微小的电极材料。
S123：去除光阻层上的金属层。
图10是本发明实施例提供的去除多余金属层后的发光二极管的结构示意图。如图9所示，在蒸镀金属层14时，金属层14同时形成在光阻层和外延片上。如步骤S122中所述，光阻层上的金属层和外延片上的金属层之间相互独立，因此在步骤S123中可以将光阻层上的金属层直接剥离，实现去除光阻层上的金属层，保留外延片上的金属层，外延片上的金属层即为所需的电极。
具体地，保留的第一金属层为电极中的第一电极层，保留的第二金属层为电极中的第二电极层，在其他实施例中，保留的第三金属层为电极中的第三电极层，保留的第四金属层为电极中的第四电极层，保留的第五金属层为电极中的第五电极层，保留的第六金属层为电极中的第六电极层，保留的第七金属层为电极中的第七电极层。
S124：去除外延片上的光阻层，形成电极。
具体地，可以采用有机溶剂去除光阻层，图11是本发明实施例提供的去除光阻层后的发光二极管的结构示意图，如图11所示，在去除位于设定图形之外的位置的金属后，还需要将存留在外延片上的光阻层去除，在去除光阻层后，就得到了加工完成的发光二极管，存留在外延片上的金属层即构成了发光二极管的电极12。
可选地，有机溶剂可以为N-甲基吡咯烷酮。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (10)
1.一种发光二极管，所述发光二极管包括外延片及设置在所述外延片上的电极，其特征在于，所述电极至少包括第一电极层和第二电极层，所述第一电极层设置在所述外延片上，所述第二电极层层叠在所述第一电极层上，所述第一电极层采用Cr制成，所述第二电极层采用AlCu合金制成。
2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述电极还包括依次层叠在所述第二电极层上的第三电极层和第四电极层，所述第三电极层采用Cr、Ni、Pt和Ti中的一种金属制成，所述第四电极层采用AlCu合金制成。
3.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述电极还包括第五电极层，所述第五电极层夹设在所述第三电极层和所述第四电极层之间，所述第五电极层采用Cr、Ni、Pt和Ti中的一种金属制成，且所述第五电极层与所述第三电极层不同。
4.根据权利要求3所述的发光二极管，其特征在于，所述电极还包括层叠在所述第四电极层上的第六电极层，所述第六电极层采用Al制成。
5.根据权利要求3所述的发光二极管，其特征在于，所述电极还包括依次层叠在所述第四电极层上的第六电极层和第七电极层，所述第六电极层采用Ti制成，所述第七电极层采用Au制成。
6.根据权利要求1～5任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述外延片为GaN基外延片。
7.一种发光二极管的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
提供一外延片；
在所述外延片上制作电极，其中，所述电极至少包括第一电极层和第二电极层，所述第一电极层设置在所述外延片上，所述第二电极层层叠在所述第一电极层上，所述第一电极层采用Cr制成，所述第二电极层采用AlCu合金制成。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述在所述外延片上制作电极，包括：
通过光刻工艺在所述外延片上制作设定图形的光阻层；
在所述光阻层和所述外延片上蒸镀金属层，所述金属层的厚度小于所述光阻层的厚度；
去除所述光阻层上的所述金属层；
去除所述外延片上的光阻层，形成所述电极。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述去除所述外延片上的光阻层，包括：
采用有机溶剂去除所述光阻层。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |