[发明专利]发光二极管金电极的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及发光二极管金电极的制备方法。

背景技术

发光二极管(LED)是一种将电能转化为光能的发光器件，广泛用于指示、显示、装饰、照明等诸多领域，成为我们生活的必不可少的一部分。

现有的发光二极管电极的主要材料为金，一般上采用真空蒸镀或溅射的方法制作。但是这些制备方法不能精确地控制金的沉积位置，使得大部分的金沉积到非电极的区域，造成金的利用率低下，浪费了大量价格高昂的原材料，从而增加了发光二极管的生产成本。

化学镀金可分为两种：化学置换方法和化学还原方法。化学置换镀金镀层极薄，不利于广泛应用，而化学还原方法镀金则不会出现这种现象，这种镀金方法不但能镀得较厚，而且覆镀的金层化学稳定性好，表面抗氧化能力和耐腐蚀性能也高，导电性、耐磨性、可焊性均很理想，所以这种镀金方法有着广泛的应用和发展前途。

化学还原金，国外常称为金镀层的还原沉积，也称为金的自催化沉积，这种镀金方法当前在世界上发展得很快，它已由装饰性覆镀、工业型覆镀，发展成为要求极高的接插件覆镀，它具有如下优点：1.不需要电解设备和附属装置；2.不管被镀件几何形状如何，其镀层厚度均匀；3.镀层外观良好；4.可以精确控制镀层的厚度。

如果能将化学还原镀金工艺应用在发光二极管的金电极制备上，则能很好地解决当前发光二极管金电极制备所存在的问题，目前尚未见有相关报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种稳定的发光二极管金电极的制备方法，该方法是利用化学还原镀金的方法把金析出至电极位置，通过控制镀率和时间形成所需厚度的高质量金层，从而提高金的利用率，降低发光二级管的制造成本。

本发明的上述目的是通过如下方案予以实现的：

一种发光二极管金电极的制备方法，该方法是先依次蒸镀具有欧姆接触的金属层和一层厚度很薄的金层，再采用化学还原镀金在蒸镀的薄金层表面上析出所需厚度的金层，即完成了发光二极管金电极的制备。

上述厚度很薄的金层，即蒸镀金层，其厚度为大于等于300埃且小于等于600埃(300～600埃)。

上述化学还原镀金得到的金层，其厚度大于等于7000埃且小于等于15000埃(7000～15000埃)。

上述发光二极管金电极的制备方法，其详细步骤如下所示：

(1)在芯片P型层上蒸镀透明导电层；用光刻胶定位出P、N型层电极的图形；

(2)在透明导电层、N型层上先蒸镀具有欧姆接触的金属层；再在该金属层上蒸镀一层厚度很薄的金层；蒸镀完成后金属剥离(Lift-off)并清洁晶片；

(3)采用化学还原镀金方法在蒸镀的薄金层表面上析出所需厚度的金；

(4)清洁晶片后对制得金电极的晶片进行热处理即完成发光二极管金电极的制备。

上述步骤(1)中，定位P、N型层电极的图形采用本领域的通用方法。

上述步骤(2)中，蒸镀后清洁晶片先采用Lift-off去除多余的光刻胶和金属，再用丙酮和异丙醇超声波震荡清洗晶片，清除残留的光刻胶和有机物。

上述步骤(3)中，化学还原镀金法常用的有亚硫酸盐镀金法、卤化物镀金法、硫代硫酸盐镀金法等等。化学还原镀金所用的化学镀金液是由金盐、络合剂、还原剂、稳定剂和调节酸碱度的缓冲剂组成，不含氰化物，无毒环保。所述络合剂、还原剂、稳定剂、缓冲剂和金盐的浓度可根据使用者需要自行选择搭配，所用试剂均为本领域通用的。

当把已蒸镀有薄金层的晶片浸入化学镀金液中，化学镀金液中的金离子在还原剂的作用下自激催化，在蒸镀的金层表面发生还原反应析出金。

化学反应式为Au⁺+e＝Au↓。

晶片表面无金层覆盖的区域则不发生此反应，所以溶液中消耗的金全部用于金电极的沉积，因此能节省大量的金原材料。

此外，化学镀金液还可以通过添加金盐和补充液循环再用，储存稳定，操作简易。

本发明化学还原镀金中各反应条件参数的选择对镀金层的外观和性能有一定的影响，化学还原镀金一般在温度为45～65℃，PH值为7～8的条件下进行。推荐反应条件为：化学镀金液中亚硫酸金钠(以金计)为5g/L，pH值为7.5，化学还原镀金在温度为50℃。