[发明专利]基于3D打印制备LED器件电极的方法

权利要求书

1.基于3D打印制备LED器件电极的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：编写3D ITO打印头、3D N型电极打印头、3D P型电极打印头的运动路径程序，以满足结构设计需求为准；

步骤二：将具有LED有源结构的外延片清洁好后作为基板放入3D打印机中，利用单个或阵列式3D ITO打印头在基板上打印ITO薄膜；

步骤三：采用单个或阵列式3D ITO打印头在ITO薄膜上打印图形化的ITO薄膜，以实现ITO薄膜的粗糙化；

步骤四：在上述基板ITO薄膜上涂覆光刻胶，并利用光刻机进行曝光，显影，并以光刻胶为掩膜干法刻蚀出N型层台面，最后清洗掉残留的光刻胶；

步骤五：在已经刻蚀出N型层台面的基片上，利用单个或阵列式3D P型电极打印头在ITO薄膜上打印P型电极材料；

步骤六：在已经打印好P型电极材料的基片上，利用单个或阵列式3D N型电极打印头在N型层台面上打印N型电极材料，得到LED器件电极。

2.根据权利要求1所述的基于3D打印制备LED器件电极的方法，其特征在于所述步骤二和步骤三中，3D ITO打印头采用氧化铟锡粉末作为墨水，墨水从氧化铟锡粉腔中流出后，用波长大于1064nm的激光照射氧化铟锡粉末，使其迅速溶化后固化成型，最后将没有固化的多余粉末去除，得到ITO薄膜。

3.根据权利要求1或2所述的基于3D打印制备LED器件电极的方法，其特征在于所述步骤二中，ITO薄膜厚度为500nm~3500nm。

4.根据权利要求1或2所述的基于3D打印制备LED器件电极的方法，其特征在于所述步骤六中，将金属镍粉末加入到3D P型电极打印头的金属镍熔融腔中进行速熔，控制温度在1453℃使其处于半固化状态，从3D P型电极打印头挤出后迅速固化，形成金属镍膜；将金属金粉末加入到3D P型电极打印头的金属金熔融腔中进行速熔，控制温度在1062℃使其处于半固化状态，从3D P型电极打印头挤出后迅速固化，形成金属金膜，P型电极材料是Ni/Au，厚度为50nm~500nm。

5.根据权利要求1或2所述的基于3D打印制备LED器件电极的方法，其特征在于所述步骤六中，将金属钛粉末加入到3D N型电极打印头的金属钛熔融腔中进行速熔，控制温度在1675℃使其处于半固化状态，从3D N型电极打印头挤出后迅速固化，形成金属钛膜；将金属铝粉末加入到3D N型电极打印头的金属铝熔融腔中进行速熔，控制温度在660℃使其处于半固化状态， 从3D N型电极打印头挤出后迅速固化，形成金属铝膜；将金属镍粉末加入到3D N型电极打印头的金属镍熔融腔中进行速熔， 控制温度在1453℃使其处于半固化状态，从3D N型电极打印头挤出后迅速固化，形成金属镍膜；将金属金粉末加入到3D N型电极打印头的金属金熔融腔中进行速熔，控制温度在1062℃使其处于半固化状态，从3D N型电极打印头挤出后迅速固化，形成金属金膜，N型电极材料是Ti/Al/Ni/Au，厚度为200nm~2000nm。

6.根据权利要求4所述的基于3D打印制备LED器件电极的方法，其特征在于为防止金属氧化，将3D P型电极打印头喷嘴和基板置于惰性气体氛围中，为了形成良好的欧姆接触，在Ni/Au薄膜打印完成后在氮气氛围中采用波长为1064nm的激光辐照进行金属的快速退火处理。

7.根据权利要求5所述的基于3D打印制备LED器件电极的方法，其特征在于为防止金属氧化，将3D N型电极打印头喷嘴和基板置于惰性气体氛围中，为了形成良好的欧姆接触，在Ti/Al/Ni/Au薄膜打印完成后在氮气氛围中采用波长为1064nm的激光辐照进行金属的快速退火处理。