改善键合效果的发光二极管及其制备方法与流程

本公开涉及光电子制造，特别涉及一种改善键合效果的发光二极管及其制备方法。

背景技术：

1、发光二极管(英文：light emitting diode，简称：led)作为光电子产业中极具影响力的新产品，具有体积小、使用寿命长、颜色丰富多彩、能耗低等特点，广泛应用于照明、显示屏、信号灯、背光源、玩具等领域。

2、相关技术中，发光二极管包括依次层叠的衬底、键合层和外延层，其中，在键合衬底和外延层时，先采用涂布的方式将键合材料涂覆在衬底上，然后加热固化键合材料形成键合层，最后将外延层放置在衬底的键合层上完成键合。

3、由于键合层的硬度较软，在将外延层放置到键合层的过程中，若外延层没有与衬底保持平行的姿态，外延层对键合层施压后，键合层就会出现膜层厚度不均匀的问题，进而导致键合后的外延层相对于衬底表面倾斜，影响衬底和外延层的键合效果。

技术实现思路

1、本公开实施例提供了一种改善键合效果的发光二极管及其制备方法，能改善外延层键合后键合层厚度不均的问题，提升衬底和外延层的键合效果。所述技术方案如下：

2、一方面，本公开实施例提供了一种发光二极管，所述发光二极管包括衬底、第一键合层、支撑柱和外延层，所述第一键合层位于所述衬底上，所述外延层位于所述第一键合层上，所述支撑柱位于所述第一键合层内，所述支撑柱的一端位于所述第一键合层靠近所述衬底的表面，所述支撑柱的高度不大于所述第一键合层的厚度，所述支撑柱的硬度大于所述第一键合层的硬度。

3、在本公开的一种实现方式中，所述支撑柱的高度与所述第一键合层的厚度之比为0.6至0.8。

4、在本公开的又一种实现方式中，所述第一键合层靠近所述外延层的部分的硬度小于所述第一键合层靠近所述衬底的部分的硬度。

5、在本公开的又一种实现方式中，所述发光二极管还包括第二键合层，所述第二键合层位于所述衬底和所述第一键合层之间，所述第二键合层的硬度大于所述第一键合层的硬度。

6、在本公开的又一种实现方式中，从靠近所述衬底的一侧至远离所述衬底的一侧，所述第二键合层的硬度逐渐降低，且所述第二键合层的最高硬度与最低硬度之差不超过所述第二键合层的最高硬度的20％。

7、在本公开的又一种实现方式中，所述第一键合层和所述第二键合层的厚度比值的取值范围为1:3至2:3。

8、在本公开的又一种实现方式中，所述支撑柱的材料包括苯并环丁烯和光刻胶中的至少一种；所述第一键合层包括苯并环丁烯和光刻胶中的至少一种。

9、另一方面，本公开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：提供一衬底；在所述衬底上形成第一键合层，所述第一键合层内设有支撑柱，所述支撑柱的一端位于所述第一键合层靠近所述衬底的表面，所述支撑柱的高度不大于所述第一键合层的厚度，所述支撑柱的硬度大于所述第一键合层的硬度；在所述第一键合层上键合外延层。

10、在本公开的又一种实现方式中，在所述衬底上形成第一键合层之前包括：在所述衬底上涂覆键合材料，对键合材料进行加热，控制加热温度在90℃至110℃，控制加热时长在4min至6min；升高加热温度至140℃至160℃，继续加热2min至4min，形成第二键合层。

11、在本公开的又一种实现方式中，在所述衬底上形成第一键合层包括：在所述第二键合层上形成光刻胶层，并图形化所述光刻胶层，形成所述支撑柱；在所述第二键合层上涂覆键合材料，使键合材料覆盖所述支撑柱；对键合材料进行加热，控制加热温度在110℃至130℃，控制加热时长在2min至4min，形成所述第一键合层。

12、本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

13、本公开实施例提供的发光二极管在衬底和外延层之间设有第一键合层，第一键合层内填充有支撑柱，支撑柱的一端处于第一键合层靠近衬底的表面，且支撑柱的高度不大于第一键合层的厚度。由于支撑柱的硬度要高于第一键合层的硬度，因而在第一键合层内嵌入支撑柱能有效提升第一键合层整体的硬度，使得第一键合层不容易在外延层的施压下出现较大程度的形变，而让外延层倾斜；并且，在外延层下压的过程中，硬度更高的支撑柱会抵住外延层，避免第一键合层被进一步下压而产生较大幅度的变形，因此，外延层键合后也不容易相当于衬底倾斜，能有效提升衬底和外延层的键合效果。

技术特征：

1.一种发光二极管，其特征在于，所述发光二极管包括衬底(10)、第一键合层(21)、支撑柱(23)和外延层(30)，所述第一键合层(21)位于所述衬底(10)上，所述外延层(30)位于所述第一键合层(21)上，所述支撑柱(23)位于所述第一键合层(21)内，所述支撑柱(23)的一端位于所述第一键合层(21)靠近所述衬底(10)的表面，所述支撑柱(23)的高度不大于所述第一键合层(21)的厚度，所述支撑柱(23)的硬度大于所述第一键合层(21)的硬度。

2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述支撑柱(23)的高度与所述第一键合层(21)的厚度之比为0.6至0.8。

3.根据权利要求1或2所述的发光二极管，其特征在于，所述第一键合层(21)靠近所述外延层(30)的部分的硬度小于所述第一键合层(21)靠近所述衬底(10)的部分的硬度。

4.根据权利要求1或2所述的发光二极管，其特征在于，所述发光二极管还包括第二键合层(22)，所述第二键合层(22)位于所述衬底(10)和所述第一键合层(21)之间，所述第二键合层(22)的硬度大于所述第一键合层(21)的硬度。

5.根据权利要求4所述的发光二极管，其特征在于，从靠近所述衬底(10)的一侧至远离所述衬底(10)的一侧，所述第二键合层(22)的硬度逐渐降低，且所述第二键合层(22)的最高硬度与最低硬度之差不超过所述第二键合层(22)的最高硬度的20％。

6.根据权利要求4所述的发光二极管，其特征在于，所述第一键合层(21)和所述第二键合层(22)的厚度比值的取值范围为1:3至2:3。

7.据权利要求1、权利要求2、权利要求5和6任一项所述的发光二极管，其特征在于，所述支撑柱(23)的材料包括苯并环丁烯和光刻胶中的至少一种；

8.一种发光二极管的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在所述衬底上形成第一键合层之前包括：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，在所述衬底上形成第一键合层包括：

技术总结
本公开提供了一种改善键合效果的发光二极管及其制备方法，属于光电子制造技术领域。该发光二极管包括衬底、第一键合层、支撑柱和外延层，所述第一键合层位于所述衬底上，所述外延层位于所述第一键合层上，所述支撑柱位于所述第一键合层内，所述支撑柱的一端位于所述第一键合层靠近所述衬底的表面，所述支撑柱的高度不大于所述第一键合层的厚度，所述支撑柱的硬度大于所述第一键合层的硬度。本公开实施例能改善外延层键合后键合层厚度不均的问题，提升衬底和外延层的键合效果。

技术研发人员：兰叶,朱广敏,王江波,吴志浩,张威
受保护的技术使用者：华灿光电（苏州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15