一种发光二极管的制作方法

本实用新型属于半导体领域，尤其涉及一种在电极表面制备金属纳米颗粒的发光二极管。

背景技术：

通常LED的电极表面是金，铝等金属，金属电极在经过CVD沉积、ICP干蚀刻等制程后表面易受到卤族元素、氧元素等作用而在电极表面生成化合物，由于电极表面的纯度发生变化造成固晶打线过程中出现虚焊或打线不牢等状况。本实用新型提出一种新型的LED电极结构能够显著改善电极表面被氧元素、卤族等元素污染的状况，从而改善打线。

技术实现要素：

为解决以上问题，本实用新型提供一种发光二极管，其通过在电极表面设置金属纳米颗粒层，改善LED的电极表面易被其它化学元素污染的问题，从而增强LED固晶打线过程中的打线粘附性。该发光二极管，至少包括衬底，以及依次位于所述衬底上的第一半导体层、发光层、第二半导体层、以及电性连接第一半导体层的第一电极和电性连接第二半导体层的第二电极，其中，所述第一半导体层和第二半导体层电性相反，所述第一电极和第二电极注入电流后，发光层发射一定波长的光线，其特征在于：所述第一电极或/和第二电极表面设置有金属纳米颗粒层。

优选的，所述金属纳米颗粒层为铂、钛、铬、铑或钯纳米颗粒层。

优选的，所述金属纳米颗粒层的厚度小于3nm。

优选的，所述金属纳米颗粒层中的金属纳米颗粒的直径为1~100nm。

优选的，所述金属纳米颗粒层中纳米颗粒间距为1~100nm。

优选的，所述金属纳米颗粒层中的金属纳米颗粒为均匀分布或不均匀分布。

优选的，所述发光二极管还包括电流扩展层，所述电流扩展层位于第二电极之下或者之上。

优选的，位于所述第二电极之上的电流扩展层具有一裸露出第二电极的第一窗口。

优选的，所述第二电极具有指状结构，所述电流扩展层覆盖所述指状结构。

优选的，所述发光二极管还包括钝化层，所述钝化层包括依次层叠的致密性不同的第一钝化层和第二钝化层。

本实用新型在第一电极或/和第二电极表面制备铂、钛、铬、铑或钯等金属纳米颗粒，通常电极表面最外层金属为金，纳米颗粒在电极金的表面能够使得金的表面状态发生改性，降低金由于其较强的表面态对氧元素、卤族等元素的吸附，从而使得电极的表面保持较高的纯度与洁净度，有利于后续打线过程中与线材的键合，从而增强LED固晶打线过程中的打线粘附性。

附图说明

图1为本实用新型之实施例1之发光二极管截面结构示意图。

图2为本实用新型之实施例1之发光二极管俯视结构示意图。

图3为本实用新型之实施例2之发光二极管截面结构示意图。

图4为本实用新型之实施例3之发光二极管截面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图/附图对本实用新型发光二极管进行更详细的描述，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。在附图中，同一部位用同一标号表示。

实施例1

参看附图1和2，本实用新型公开的一种发光二极管，至少包括一衬底10，以及依次位于衬底10上的第一半导体层20、发光层30、第二半导体层40、第一电极51和第二电极52。其中，第一半导体层20和第二半导体层40电性相反，第一电极51与第一半导体层20电性连接，第二电极52与第二半导体层40电性连接，第一电极51和第二电极52注入电流后，发光层30发射一定波长的光线。第一电极51或/和第二电极52表面设置有金属纳米颗粒层60，其材料为铂、钛、铬、铑或钯等，金属纳米颗粒层60的厚度小于3nm，其中颗粒直径为1~100nm，纳米颗粒间距为1~100nm，颗粒的分布方式可以为均匀分布，也可以为不均匀分布。

为了减小衬底10与其上生长的半导体层的晶格差异，降低位错，提升半导体层的生长质量，衬底10选用与半导体层晶格匹配性较好的材料，半导体层的材料为三五族元素的化合物，衬底10可以选用蓝宝石、硅、碳化硅、氮化镓等，其结构可以为平片衬底，也可以进行图形化处理的图形化衬底，对衬底的尺寸和厚度，本实用新型不作特别限制，优选图形化蓝宝石衬底，可以增加发光二极管的出光效率。

形成于衬底10上的第一半导体层20、发光层30和第二半导体层40为含有三五族元素的化合物，其中，第一半导体层20为掺杂有N型掺杂剂的N型半导体层，N型掺杂剂包括硅（Si）、锗（Ge）、硒（Se）、硫（S）、碲（Te）等，第二半导体层40为掺杂有P型掺杂剂的P型半导体层，P型掺杂剂包括锌（Zn）、镁（Mg）、铍（Be）、锶(Sr)、钡（Ba）等，相应地，第一电极51为N电极，第二电极52为P电极。在本实施例的变形实施方式中，第一半导体层20和第二半导体层40的电性也可以对调。发光层30是N型半导体层产生的电子和P型半导体层产生的电洞复合的位置，两者的复合使发光层30发射一定波长的光线，发光层30可以发出蓝光、绿光、红光、黄光、紫光等光线。也可以是，发射不同光线的发光层30层叠在一个发光二极管中，使其发射白光。在衬底10和N型层20之间还可设置缓冲层，进一步提高N型层以及后续发光层和P型层的晶体质量。

第一电极51和第二电极52均为金属电极，可以为单层膜结构，也可以为多层金属膜层叠结构，其材料可以从金、镍、铂、铝、锡、铟、铬、钛中选出的1种或2种以上的金属，当含2种以上的金属时，可以预先进行退火形成合金。本实用新型中电极为多层金属层叠结构，最顶层金属为金。

在电极51或52顶层金的表面设置金属纳米颗粒能够使得金的表面状态发生改性，降低金由于其较强的表面态对氧元素、卤族元素等的吸附，从而使得电极51或52的表面保持较高的纯度与洁净度，有利于后续打线过程中与线材的键合，从而增强LED固晶打线过程中的打线粘附性。金属纳米颗粒层60可以采用涂覆含有金属纳米颗粒的液体制备而成，通过清除液体中的溶液剩余金属纳米颗粒覆在电极51或52表面；也可以通过蒸镀、溅镀等真空镀膜法将铂或钛金属以离子形式镀至电极表面，然后高温退火，使其形成金属纳米颗粒。

实施例2

参看附图3，当电流从第一电极51、第二电极52注入发光二极管时，电流通常选择最短路径连通电极，电流将不均匀地流入第二半导体层40，其聚集在第二电极52的正下方区域，从而无法有效利用发光层30的面积，导致发光效率降低。因此，本实施例为进一步促进电流的扩展，在第二电极52和第二半导体层40之间可以设置用于扩展电流的电流扩展层70，使电流均匀地进入第二半导体层，并且在电流扩展层70和第二半导体层40之间的第二电极52正下方位置设置电流阻挡层80，防止电流聚集。发光层30发射的光透过电流扩展层70发射出去，因此，电流扩展层70为透光性较好的材料制成，例如可以为ITO、IZO、ZnO等，本实施例优选为ITO。在第一半导体层20和第一电极51之间也可以增设电流扩展层70，促进电流的扩展。

而为了保护裸露的电极51、52和电流扩展层70在发光二极管的制作、转移、使用等过程中不被损坏、污染、氧化等，通常在裸露的电流扩展层70设置钝化层90，钝化层90延伸至电极51、52顶面，至少部分钝化层90覆盖金属纳米颗粒层60的外周。为使光发射出去，钝化层90须采用透光性材料制备而成，并且绝缘、不易与空气反应被氧化，因此材料优选自Si0₂、SiC、SiN、Al₂O₃等，本实用新型优选Si0₂。钝化层90覆盖金属纳米颗粒层60的外周，可以增强钝化层90与电极51、52表面的粘附性，防止其掉落。

实施例3

参看附图4，与实施例2的不同之处在于，本实施例中电流扩展层70位于第二电极52上方，并且第二电极52的顶面不高于电流扩展层70的顶面，将第二电极52设置于电流扩展层70之下，可以防止第二电极52在使用过程的掉落。钝化层90位于电流扩展层70表面，电流扩展层70和钝化层90在与第二电极52位置对应区域分别开设有第一窗口和第二窗口，暴露出第二电极52，供后续打线使用，金属纳米颗粒层60则设置在暴露的第二电极52表面。第一窗口的直径小于第二窗口，使钝化层90从电流扩展层70的表面延伸至金属纳米颗粒层60表面，可以防止钝化层90的脱落。另外，电流扩展层70和钝化层90覆盖第二电极52的外圈，让电流扩展层72和钝化层90压住第二电极52，进一步降低其掉落的可能性。为了进一步扩展电流，第二电极52还具有延伸的指状结构，指状结构位于电流扩展层70之下，并被其完全覆盖。钝化层90包括致密度不同的第一钝化层91和第二钝化层92，当光线射入其界面时，发生折射角的改变，增强出光。

本实用新型在第一电极或/和第二电极表面制备铂、钛、铬、铑或钯等金属纳米颗粒，通常电极表面最外层金属为金，纳米颗粒在电极金的表面能够使得金的表面状态发生改性，降低金由于其较强的表面态对氧、卤族等元素的吸附，从而使得电极的表面保持较高的纯度与洁净度，有利于后续打线过程中与线材的键合，从而增强LED固晶打线过程中的打线粘附性。

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。