[发明专利]一种发光二极管及其制作方法

说明书

本发明提供了一种发光二极管，包含：与发光二极管的第一半导体层电连接的第一电极，与第二半导体层电连接的第二电极，第一电极和/或第二电极依次包括第一反射层、接垫层和至少部分包覆接垫层的第二反射层，第一反射层和/或第二反射层包括的材料莫氏硬度不小于6，通过高硬度材料防止接垫层受外力挤压而变形压伤，提高发光二极管的可靠性。

技术领域

本发明是有关于一种半导体制造领域，特别是指一种具有高可靠性电极的发光二极管。

背景技术

参看图1，现有LED芯片电极结构设计因考虑到其光萃取效率, 在电极结构中增加高反射率之材料作为反射层200以提高光效, 但大多高反射材料：例如银、铝等，其特性易受环境、温度、湿度、酸碱度等影响而降低产品稳定性, 故在其后覆盖迁移率低的金属保护层230加以保护, 但此设计仅能延长此反射层材料与环境反应之时间, 无法完全避免其金属材料迁移或析出及电极脱落等重大异常, 导致终端产品模块无法正常运作;且因此电极结构设计会限制产品设计及应用领域，如高电流高电压驱动,极端环境等。

发明内容

本发明就是针对背景技术的问题提出一种可行的解决方案，借由稳定金属铑、钌或者铂采用双反射层结构，构建可靠性强的电极设计。

本发明提供的第一个实施例中，公开了一种发光二极管，包含：

基板，以正装产品为例，包括表面具有一系列凸起的基板，包括例如采用干法蚀刻制作的没有固定斜率的凸起，又或者采用湿法蚀刻的具有一定斜率的凸起，和位于衬底上通过金属化学气相沉积制作的外延发光层，例如氮化镓基的外延材料组成，外延发光层包括覆盖在衬底上的第一半导体层、第二半导体层和位于两者之间的有源层，衬底在工艺中可被减薄或者去除。

与第一半导体层连接有第一电极，与第二半导体层连接有第二电极，可以设定为第一半导体层为N极性的，第二半导体层为P极性的，通过不同掺杂成分实现极性变化。

第一电极和/或第二电极包括可以直接作为与外延发光层接触的第一反射层、用于打线或者键合的接垫层和至少部分包覆接垫层的第二反射层，以出光波长为250纳米至850纳米为例，第一反射层和/或第二反射层的反射率不小于20%，优选不小于45%，第一反射层的材料和/或第二反射层的材料可以包括铑、铂、钌，或者至少上述一种金属的合金，或者至少上述一种金属的共镀材料，合金中上述金属的比例超过50%，该些材料组成的第二反射层具有高机械强度、稳定性，可提高电极抗刮伤压伤的能力，特别是钌具有较高的莫氏硬度值，第二反射层表面可以镀附氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮化铝、氧化铌、氧化钛或者氮化钛等绝缘保护层，以接垫层通常采用的金材料为例，第二反射层对二氧化硅或者氧化铝的粘附性更好，有利于提升绝缘保护层的防护性能，第一反射层和第二反射层的兼顾提高电极结构光萃取效率。

该材料的第一反射层和/或第二反射层均具有不小于150Gpa的杨氏模量和不小于200Gpa的体积模量，例如第一反射层和/或第二反射层的材料包括铑、铂或者钌，两层反射层从接垫层上下两侧贴附，电极结构具有较强的应力特性，可增大电极结构的坡角；通常芯片制程中采用黄光工艺制作电极，本发明利用结构材料的应力特性在镀完膜层，第一电极和/或第二电极的截面为梯形，梯形侧壁与水平面的夹角为60°至75°，或者为75°至80°，或者80°以上，现有的电极设计为了防止变大侧壁夹角降低包覆性，导致金属更容易析出，通常设计为45°至60°，较大的镀附角度利于提升电极的截面积在竖直方向上的均匀性，提高电极的截面积，借此降低电流密度，降低金属扩散能力、增加结构散热、降低热效应以及降低驱动电压，借此提高产品特性和寿命，或者可结合调整电极厚度节省成本。

根据本发明，优选的，第一反射层优选采用莫氏硬度为6.5的金属钌，提升电极结构的抗压伤。基于抗压伤的问题，也可以选用莫氏硬度为6的铑。如果考虑仅镀附角度问题，则还可选择铂作为第一反射层材料。