一种发光二极管及发光装置的制作方法

本发明涉及发光二极管芯片，特别涉及一种发光二极管及发光装置。

背景技术：

1、发光二极管(light emitting diode，简称led)为半导体发光元件，通常是由如gan、gaas、gap、gaasp、algai np等半导体制成，其核心是具有发光特性的pn结，在正向电压下，电子由n区注入p区，空穴由p区注入n区，进入对方区域的少数载流子一部分与多数载流子复合而发光。led具有发光强度大、效率高、体积小、使用寿命长等优点，被认为是当前最具有潜力的光源之一。

2、现有技术中，发光二极管的电极结构的为了与通过焊料与电路板接合，一般的是包括最外层的键合金属层(例如金层)和次外层的镍金属层，继续向电极内部为阻隔层或者钛铝结构等金属层。在进行焊接时，金层会和焊料(一般为锡膏)融化相互融合，焊料透过金层扩散至镍层，锡会与镍层形成金属间化合物(i ntermetal l ic compounds，简称imc)，分析发现，当形成的imc偏厚时，当对电极进行打键时容易产生断裂，不利于打键良率。

3、综上，本发明的目的在于提供一种电极结构以提高打键良率。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术中的不足，本发明提供一种发光二极管，包括：

2、半导体层序列，所述半导体层序列从下至上依次包括第一半导体层、发光层和第二半导体层；

3、电极结构，所述电极结构设置在所述半导体层序列之上，所述电极结构包含第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述第一金属层与所述半导体层序列电性连接，所述第二金属层设置在所述第一金属层之上；所述第三金属层设置在所述第二金属层之上；

4、所述第二金属层包含镍磷合金或者镍磷化合物。

5、在一些实施例中，所述第二金属层中磷的质量含量介于0.1％至5％或者5％至10％。

6、在一些实施例中，所述第二金属层的厚度介于1000埃至5000埃或者5000埃至10000埃。

7、在一些实施例中，所述第一金属层包含的材料选自铬、铝、钛、铂、镍或者其中一种或多种的群组。

8、在一些实施例中，所述第三金属层包含的材料选自锡、金、铂、铜或者其中一种或多种的群组。

9、在一些实施例中，所述第三金属层的厚度介于100nm到500nm之间。

10、在一些实施例中，所述第三金属层包括第一铂金属层，所述第一铂金属层的厚度介于100nm到300nm之间。

11、在一些实施例中，所述第二金属层中的磷在镍中为不连续分布或者不均匀分布，为点状分布或者分段线分布。

12、在一些实施例中，所述镍磷合金中的镍为连续的层状结构。

13、在一些实施例中，所述第一金属层和所述第二金属层之间设有第二铂金属层，所述第二铂金属层的厚度介于50nm到200nm之间。

14、本发明还提供一种发光二极管，包括：

15、半导体层序列，所述半导体层序列从下至上依次包括第一半导体层、发光层和第二半导体层；

16、第一电极，所述第一电极与所述第一半导体层电性连接；

17、第二电极，所述第二电极与所述第二半导体层电性连接；

18、所述第一电极或者所述第二电极具有电极结构，所述电极结构包含第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述第一金属层与所述半导体层序列电性连接，所述第二金属层设置在所述第一金属层之上；所述第三金属层设置在所述第二金属层之上；

19、所述第二金属层包含具有镍或者镍合金的钝化层，所述钝化层用于抑制所述第二金属层与外部焊料结合。

20、在一些实施例中，所述钝化层包含镍磷合金或者镍磷化合物。

21、本发明还提供一种发光装置，包括：

22、封装电极和发光二极管，所述发光二极管包括半导体层序列和电极结构，所述半导体层序列通过所述电极结构与所述封装电极电连接；

23、所述电极结构包括：

24、第一金属层；

25、第二金属层，所述第二金属层位于所述第一金属之上；以及

26、第三金属层，所述第三金属层位于所述第二金属层之上；

27、所述第二金属层包括连接层和金属间化合层，所述连接层与所述第一金属层相连接，所述金属间化合层包含镍磷合金或者镍磷化合物，所述连接层中包含镍，所述金属间化合层的厚度介于1-3微米或者介于3-5微米。

28、在一些实施例中，所述磷在磷和镍中的质量含量占比介于0.1％至10％。

29、基于上述，与现有技术相比，本发明提供的一种发光二极管的通过在电极结构的第二金属层中的镍磷合金使得电极结构在焊接过程中同时具有以下优势：

30、1、焊接时外部焊料会在电极结构的第三金属层扩散至第二金属层并与其形成imc以增强焊接粘着性和可靠性。

31、2、由于第二金属层在与外部焊料形成i mc的同时可以阻挡外部焊料扩散至第一金属层，以避免电极推力下降或者脱落。

32、3、由于第二金属层中磷元素的作用，可以控制仅靠近第三金属层的部分第二金属层参与i mc的形成，进而可以控制i mc的厚度在1至3微米或者3至5微米，避免了电极结构中形成较厚的i mc，提高了打键良率。

33、本发明的其它特征和有益效果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有益效果可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种发光二极管，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第二金属层中磷的质量含量介于0.1％至5％，或者介于5％至10％，或者介于10％至50％。

3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第二金属层的厚度介于1000埃至5000埃，或者介于5000埃至10000埃。

4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第一金属层包含的材料选自铬、铝、钛、铂、镍或者其中一种或多种的群组。

5.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第三金属层包含的材料选自锡、金、铂、铜或者其中一种或多种的群组。

6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第三金属层的厚度介于100nm到500nm之间。

7.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第三金属层包括第一铂金属层，所述第一铂金属层的厚度介于50nm到300nm之间。

8.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第二金属层中的磷在镍中为不连续分布或者不均匀分布，为点状分布或者分段线分布。

9.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述镍磷合金中的镍为连续的层状结构。

10.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述第一金属层和所述第二金属层之间设有第二铂金属层，所述第二铂金属层的厚度介于50nm到200nm之间。

11.一种发光二极管，其特征在于，包括：

12.根据权利要求11所述的发光二极管，其特征在于：所述钝化层包含镍磷合金或者镍磷化合物。

13.一种发光装置，其特征在于，包括：

14.根据权利要求13所述的发光封装，其特征在于：所述金属间化合物层中的磷的质量含量占比介于0.1％至50％。

技术总结
本发明涉及发光二极管芯片技术领域，特别涉及发光二极管及发光装置，包括半导体层序列，半导体层序列从下至上依次包括第一半导体层、发光层和第二半导体层；第一电极和第二电极，所述第一电极或者第二电极具有电极结构，电极结构包含第一金属层、第二金属层和第三金属层，第一金属层与第二半导体层序列电性连接，第二金属层设置在第一金属层之上；第三金属层设置在第二金属层之上；第二金属层包含镍磷合金或者镍磷化合物。与现有技术相比，本发明通过加入第二金属层的设计使得电极在焊接时增强焊接粘着性和可靠性,同时可以阻挡外部焊料扩散至第一金属层，以避免电极推力脱落的风险。

技术研发人员：黄敏,陈志彬,王谢清,杨硕,唐宏彬,吴霁圃,庄曜玮,邓有财,吴嘉文,王春萍
受保护的技术使用者：泉州三安半导体科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12