一种利于焊线的LED电极结构的制作方法

本发明创造属于led芯片技术领域，尤其是涉及一种利于焊线的led电极结构。

背景技术：

发光二极管（lightemittingdiode，简称led）具有低能耗、高寿命、稳定性好、体积小、响应速度快以及发光波长稳定等良好光电特性，被广泛应用于照明、家电、显示屏及指示灯等领域。

发光二极管的电极结构大多数使用黄金作为主要蒸发材料，黄金因具有良好的导热稳定性、延展性等优点而被大量使用。随着普通照明领域的大规模发展，黄金的高昂成本逐渐成为突出的问题，需要寻找一种可以代替黄金且价格低廉的金属作为led电极主要材料。金属铝因具生产成本较低金属性良好而被采用，但同时金属铝因其自身原因导致制作的电极结构极易在空气中产生氧化现象，铝表面的金属氧化层薄膜使封装焊线时极为不易，而且常常发生无法焊线、焊球脱落、挤铝等异常现象，所以急需设计一种改良的铝合金电极结构以克服现有技术中的不足。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种利于焊线的led电极结构，以解决铝电极在led电极制造过程中出现扩散及氧化的问题，大大提高后续led封装焊线品质。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种利于焊线的led电极结构，包括欧姆接触层和焊接层，所述欧姆接触层设置在外延层之上，所述阻挡层设置在所述欧姆接触层之上，所述焊接层设置在所述阻挡层之上，所述焊接层从下至上依次包括第一金层、合金层和第二金层，其中第一金层为厚金层，第二金层为薄金层，即第一金层的厚度大于第二金层的厚度。

优选的，所述led电极结构还包括一设置于欧姆接触层与焊接层之间的阻挡层。

优选的，所述合金层的铝组分从下至上逐渐减少。

优选的，所述厚金层上表面为图案化结构。

优选的，所述合金层包括多层铝合金层，所述合金层至少包含3层铝合金层。

优选的，每层所述铝合金层中铝含量大于50%wt且小于100%wt。

优选的，从下至上每层所述铝合金层中铝含量逐渐减少。

优选的，靠近所述薄金层的所述铝合金层上表面为图案化结构。

优选的，所述厚金层、所述合金层和所述薄金层厚度比例为1-1.5:6-7:2.5-3，例如比例为1:6:3。

优选的，在所述欧姆接触层、所述阻挡层和所述焊接层外围圆周设有一层钝化层。

本发明同时提供一种发光二极管结构，其包括上述任意一种电极结构。

相对于现有技术，本发明所述的一种利于焊线的led电极结构具有以下优势：

（1）本发明所述的一种利于焊线的led电极结构利用多层铝合金电极结构设计使得al活性得到很好控制，电极表面无al元素析出，既降低了生产成本，同时保证了较好的封装焊线品质。

（2）本发明所述的一种利于焊线的led电极结构中增加了图案化结构，加强每层铝合金与上下金层之间的粘接性，有利于后续打线操作。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。

图1为本发明实施例所述的一种利于焊线的led电极结构示意图。

图2为实施例3结构示意图。

图3为实施例4结构示意图。

附图标记说明：

100-外延层；101-欧姆接触层；102-阻挡层；103-焊接层；104-厚金层；105-合金层；106-薄金层；107-第一铝合金层；107a-第一分层；107b-第二分层；108-第二铝合金层；108a-第三分层；108b-第四分层；109-第三铝合金层；109a-第五分层；109b-第六分层；110-钝化层。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

请参看图1，下面实施例公开了一种利用焊线的led电极结构，整体电极结构可以采用蒸镀方式制备。在一个较佳实施中，led电极结构依次包括欧姆接触层101、阻挡层102和焊接层，焊接层103包括厚金层104、合金层105和薄金层106，其中合金层105设置三层铝合金层，分别为第一铝合金层107、第二铝合金层108和第三铝合金层109，厚金层104和第三铝合金层109均为图案化的结构，有利于厚金层104、合金层105和薄金层106之间的粘结，有效降低打线掉电极的现象。图案化结构可根据实际情况设置成不同图案，这将对金属之间的粘结牢固程度产生影响，可灵活设计。

欧姆接触层101材质可以为金属cr，有利于外延层100与电极结构之间的粘结；阻挡层102材质为ti/pt/ni/w/tiw等金属中的一种，可以阻挡焊接层103与欧姆接触层101之间的扩散；焊接层103采用多层结构形式，在原有金电极中引入铝合金结构，提升了电极的强度，增强整体稳定性，焊接层103的可焊性大幅度提高；铝合金可以是铝和铜、镁、锗、硅中的一种元素或几种组合而成，铝元素占比大于50%wt，小于100%wt，且每层铝合金层从下至上铝含量逐渐减少，引入铜、镁、锗和硅元素可以增强铝电极强度，降低铝金属氧化速率，同时降低了金电极成本，铝合金本身也具有良好的延展性和稳定性。

钝化层110的设置可以进一步降低电极结构的氧化速率，在电极结构圆周侧面进行保护，有效降低铝合金层的氧化速率，保证后续打线质量的同时延长电极结构寿命。优选的，薄金层106、合金层105和厚金层104厚度比例为1-1.5:6-7:2.5-3。

实施例1

在外延层100上通过蒸镀方式依次制备欧姆接触层101、阻挡层102，欧姆接触层101材料为cr，阻挡层102材料为pt，欧姆接触层101厚度优选为250-300埃，阻挡层102厚度优选为300-400埃，之后在阻挡层102上蒸镀厚金层104，厚金层104厚度优选为600-700埃；在厚金层104上分次蒸镀铝合金层，第一铝合金层107厚度优选为400-450埃，为al/si合金，si含量为0.5wt%，其他为al；第二铝合金层108厚度优选为400-450埃，为al/mg合金，mg含量为1wt%，其他为al；第三铝合金层109厚度优选为400-450埃，为al/cu合金，cu含量为1.5wt%，其他为al；在第三铝合金层109上蒸镀薄金层106，薄金层106厚度优选为200-230埃；最后通过光刻和蚀刻制备钝化层110。

实施例2

在外延层100上通过蒸镀方式依次制备欧姆接触层101、阻挡层102，欧姆接触层101材料为cr，阻挡层102材料为ti，欧姆接触层101厚度优选为270-300埃，阻挡层102厚度优选为330-400埃，之后在阻挡层102上蒸镀厚金层104，厚金层104厚度优选为630-700埃；在厚金层104上分次蒸镀铝合金层，第一铝合金层107厚度优选为420-450埃，为al/si合金，si含量为0.5wt%，其他为al；第二铝合金层108厚度优选为420-450埃，为al/mg合金，mg含量为1wt%，其他为al；第三铝合金层109厚度优选为420-450埃，为al/ge合金，ge含量为1.5wt%，其他为al；在第三铝合金层109上蒸镀薄金层106，薄金层106厚度优选为210-230埃；最后通过光刻和蚀刻制备钝化层110。

实施例3

请参看附图2，在外延层100上通过蒸镀方式依次制备欧姆接触层101、阻挡层102，欧姆接触层101材料为cr，阻挡层102材料为ti，欧姆接触层101厚度优选为270-300埃，阻挡层102厚度优选为330-400埃，之后在阻挡层102上蒸镀厚金层104，厚金层104厚度优选为630-700埃；在厚金层104上分次蒸镀多层铝合金层，第一铝合金层107厚度优选为420-450埃，第一铝合金层107分两次蒸镀，合金材料为al/si合金，第一分层107a中si含量为0.3wt%，其他为al，第二分层107b中si含量为0.5wt%，其他为al；第二铝合金层108厚度优选为420-450埃，第二铝合金层108分两次蒸镀，合金材料为al/mg合金，第三分层108a中mg含量为1wt%，其他为al，第四分层108b中mg含量为1.2wt%，其他为al；第三铝合金层109厚度优选为420-450埃，第三铝合金层109分两次蒸镀，合金材料为为al/ge合金，第五分层109a中ge含量为1.5wt%，其他为al，第六分层109b中ge含量为2.0wt%，其他为al；在第三铝合金层109上蒸镀薄金层106，薄金层106厚度优选为210-230埃；最后通过光刻和蚀刻制备钝化层110。

实施例4

请参看附图3，为包含本发明电极结构的发光二极管，在衬底1上通过外延生长形成外延层100，衬底1可以为蓝宝石或砷化镓等现有技术中通用的衬底材料，外延层100包括n型层、有源层和p型层，在外延层100上通过蒸镀方式依次制备欧姆接触层101、阻挡层102，欧姆接触层101材料为cr，阻挡层102材料为ti，欧姆接触层101厚度优选为270-300埃，阻挡层102厚度优选为330-400埃，之后在阻挡层102上蒸镀厚金层104，厚金层104厚度优选为630-700埃；在厚金层104上分次蒸镀多层铝合金层，第一铝合金层107厚度优选为420-450埃，第一铝合金层107分两次蒸镀，合金材料为al/si合金，第一分层107a中si含量为0.3wt%，其他为al，第二分层107b中si含量为0.5wt%，其他为al；第二铝合金层108厚度优选为420-450埃，第二铝合金层108分两次蒸镀，合金材料为al/mg合金，第三分层108a中mg含量为1wt%，其他为al，第四分层108b中mg含量为1.2wt%，其他为al；第三铝合金层109厚度优选为420-450埃，第三铝合金层109分两次蒸镀，合金材料为为al/ge合金，第五分层109a中ge含量为1.5wt%，其他为al，第六分层109b中ge含量为2.0wt%，其他为al；在第三铝合金层109上蒸镀薄金层106，薄金层106厚度优选为210-230埃；最后通过光刻和蚀刻制备钝化层110。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。