紫外发光二极管及发光装置的制作方法

本发明涉及紫外发光二极管，特别涉及一种紫外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等半导体制成，其核心是具有发光特性的pn结。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。led已经广泛应用于照明、监控指挥、高清演播、高端影院、办公显示、会议交互、虚拟现实等领域。

2、紫外发光二极管(uv light emitting diode，uv-led)是一种能够直接将电能转化为紫外光线的固态半导体器件。随着技术的发展，紫外发光二极管在生物医疗、防伪鉴定、净化(水、空气等)领域、计算机数据存储和军事等方面有着广阔的市场应用前景。近年来，随着人们对于饮用水，日常杀菌及消毒等需求日益扩增，紫外led的应用逐渐成为研讨热点。为了使紫外led消毒效能提升，各竞争厂家无不透过各种手段，目的尽可能将光从深紫外led提取出来，来实现深紫外led的最大发光效率。

3、目前的紫外发光二极管主要使用ni和pt金属作为缓冲层，但因ni和pt材料相互配合下产生的应力偏高，导致紫外发光二极管电极与底材界面的附着力下降，或者出现电极结构层开裂等，容易出现电压飘升，极大程度的影响到紫外发光二极管的可靠性。因此，如何解决这一问题已然成为本领域技术人员亟待解决的难点之一。

4、需要说明的是，公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明提供一种紫外发光二极管，其包括半导体叠层以及位于半导体叠层之上的金属叠层。金属叠层沿自下向上的方向依次包括第一粘附层、金属耦合层、热传导层、第二粘附层。金属耦合层包括平坦层和阻挡层。金属耦合层靠近热传导层的表层结构为阻挡层，金属耦合层靠近第一粘附层的表层结构为平坦层。其中，平坦层的材料具有第一热膨胀系数，阻挡层的材料具有第二热膨胀系数，第一热膨胀系数小于第二热膨胀系数。

2、本发明还提供一种发光装置，该发光装置包括电路板和紫外发光二极管，紫外发光二极管设置在电路板上，紫外发光二极管采用上述任一实施例提供的紫外发光二极管。

3、本发明一实施例提供的一种紫外发光二极管及发光装置，借由低热膨胀的平坦层和高热膨胀的阻挡层的搭配设置，可以有效改善紫外发光二极管的金属内应力问题，减小电极附着异常或脱落的风险，防止电压飘升，提升紫外发光二极管的可靠性。

4、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，部分的技术特征和有益效果可以从说明书中显而易见地得出，或者是通过实施本发明而了解。

技术特征：

1.一种紫外发光二极管，其特征在于：所述紫外发光二极管包括半导体叠层、以及位于半导体叠层之上的金属叠层；

2.根据权利要求1所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述平坦层的数量为n个平坦层，所述阻挡层的数量为m个，n个平坦层和m个阻挡层沿自下向上的方向交替排列设置，n≥2，m≥2。

3.根据权利要求2所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述n个平坦层的整体厚度范围介于200～2000nm，所述m个阻挡层的整体厚度范围介于100～1600nm。

4.根据权利要求2所述的紫外发光二极管，其特征在于：在所述n个平坦层中，最靠近所述第一粘附层的平坦层的厚度大于其他的各平坦层的厚度，最靠近所述第一粘附层的平坦层的厚度范围介于200～1200nm。

5.根据权利要求2所述的紫外发光二极管，其特征在于：在所述m个阻挡层中，最靠近所述热传导层的阻挡层的厚度大于其他的各阻挡层的厚度，最靠近所述热传导层的阻挡层的厚度范围介于150～1000nm。

6.根据权利要求1所述的紫外发光二极管，其特征在于：各所述平坦层的厚度大于各所述阻挡层的厚度，各所述平坦层的厚度范围介于80～2000nm，各所述阻挡层的厚度范围介于50～1600nm。

7.根据权利要求1所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述第一粘附层的材料包括cr、ni或ti。

8.根据权利要求1所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述平坦层的材料包括ti、rh、ru、mo、w或cu。

9.根据权利要求1所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述阻挡层的材料包括pt、rh或ru。

10.根据权利要求1所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述热传导层的材料包括au、cu或rh。

11.根据权利要求1所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述第二粘附层沿自下向上的方向依次包括第一子粘附层、截止层和第二子粘附层，所述第一子粘附层的材料包括ti、ni或cr，所述截止层的材料包括pt、rh或ru，所述第二子粘附层的材料包括ti或cr。

12.根据权利要求1所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述平坦层的材料的维氏硬度>900mpa，所述平坦层的材料的熔点>1500℃。

13.根据权利要求12所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述阻挡层的材料的熔点大于所述平坦层的材料的熔点，所述阻挡层的材料的熔点>1700℃。

14.根据权利要求1所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述平坦层沿自下而上的方向依次包括第一子层和第二子层，所述第一子层的热膨胀系数小于所述第二子层的热膨胀系数。

15.根据权利要求1所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述平坦层沿自下而上的方向依次包括多个子层，靠近所述第一粘附层的子层的热膨胀系数小于靠近所述热传导层的子层的热膨胀系数。

16.根据权利要求1所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述紫外发光二极管为无al金属结构的紫外发光二极管。

17.根据权利要求16所述的紫外发光二极管，其特征在于：所述第一粘附层沿自下向上的方向依次包括第一镍层、金层和第二镍层，h1≥h2，其中，h1为所述金层的厚度，h2为所述第一镍层和所述第二镍层的厚度之和，所述第一镍层的厚度小于所述第二镍层的厚度。

18.一种发光装置，其特征在于：所述发光装置包括电路板和紫外发光二极管，所述紫外发光二极管设置在所述电路板上，所述紫外发光二极管采用如权利要求1～17中任一项所述的紫外发光二极管。

技术总结
本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种紫外发光二极管，其包括半导体叠层以及位于半导体叠层之上的金属叠层，金属叠层沿自下向上的方向依次包括第一粘附层、金属耦合层、热传导层、第二粘附层，金属耦合层包括平坦层和阻挡层，金属耦合层靠近热传导层的表层结构为阻挡层，金属耦合层靠近第一粘附层的表层结构为平坦层，其中，平坦层的材料具有第一热膨胀系数，阻挡层的材料具有第二热膨胀系数，第一热膨胀系数小于第二热膨胀系数。借此设置，可以有效改善紫外发光二极管的金属内应力问题，减小电极附着异常或脱落的风险，防止电压飘升，提升紫外发光二极管的可靠性。

技术研发人员：陈思河,臧雅姝,潘子燕,张中英,曾炜竣,徐瑾,黄少华,陈功,蓝永凌,杨仲杰,张国华,龙思怡,张伟
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：2024/3/21