一种双层电极LED芯片及其制作方法与流程

本发明涉及半导体照明制造领域，尤其涉及一种LED芯片及其的制作方法。

背景技术：

LED（Light Emitting Diode，发光二极管）是一种利用载流子复合时释放能量形成发光的半导体器件，LED芯片具有耗电低、色度纯、寿命长、体积小、响应时间快、节能环保等诸多优势。

LED芯片在长期点亮的过程中，与环境中的水蒸气或者封装胶中残留的水蒸气反应，引起电极水解，从而使LED芯片电极脱落、电压升高等异常现象。水解的主要原因是金属电极与水蒸气之间形成电解池结构，从而导致阳电极失去电子而发生溶解。现有技术中，LED芯片电极常为Cr、Al等电极电位较低的金属，因此容易导致LED芯片在使用中发生电极水解。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种双层电极LED芯片及其制作方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种双层电极LED芯片的制作方法，包括：

提供一衬底；

在所述衬底任意一表面形成发光微结构，所述发光微结构包括位于所述衬底表面的第一半导体层，位于所述第一半导体层背离所述衬底一侧的有源层和第一电极，位于所述有源层背离所述衬底一侧的第二半导体层，位于所述第二半导体层背离所述衬底一侧的透明电极导电层，位于所述透明电极导电层背离所述衬底一侧的第二电极，所述第一电极与所述第二电极之间相互绝缘，所述第一电极和第二电极统称为第一层电极；

在所述第一电极和所述第二电极背离所述衬底一侧形成第二层电极，所述第二层电极将第一层电极完全包覆，其中所述第二层电极的电极电位高于所述第一层电极的电极电位；

形成钝化层，所述钝化层覆盖所述第二层电极、且延伸覆盖至所述透明电极导电层和第一半导体层。

优选的，所述透明电极导电层是采用磁控溅射或电子束蒸工艺在所述第二半导体层背离所述衬底一侧形成透明电极导电层。

优选的，所述第一电极或第二电极是采用电子束蒸镀、磁控溅射、电镀或化学镀工艺在所述在第一半导体层的预设区域、且背离衬底一侧形成第一电极，且在导电反射膜层背离衬底一侧形成第二电极。

优选的，所述第一层电极采用Cr、Al、Ti、Ni、Mg、Sn、Co等一种或者几种金属形成。

优选的，所述第二层电极采用Pt、Pd、Au等一种或者几种金属形成。

优选的，所述钝化层是采用等离子体增强化学气相工艺在所述第二层电极背离所述透明电极导电层一侧沉积形成。

优选的，所述钝化层对应所述第二层电极的预设区域设置有第一开口和第二开口，以用于连接第一电极和第二电极。

相应的，本发明还提供了一种双层电极LED芯片，所述LED芯片采用上述制作方法制作而成。

相较于现有技术，本发明提供的技术方案至少具有以下优点：

本发明提供的一种双层电极LED芯片及其制作方法，包括：提供一衬底；在所述衬底任意一表面形成发光微结构，所述发光微结构包括位于所述衬底表面的第一半导体层，位于所述第一半导体层背离所述衬底一侧的有源层和第一电极，位于所述有源层背离所述衬底一侧的第二半导体层，位于所述第二半导体层背离所述衬底一侧的透明电极导电层，位于所述透明电极导电层背离所述衬底一侧的第二电极，所述第一电极与所述第二电极之间相互绝缘，所述第一电极和第二电极统称为第一层电极；在所述第一电极和所述第二电极背离所述衬底一侧形成第二层电极，所述第二层电极将第一层电极完全包覆，其中所述第二层电极的电极电位高于所述第一层电极的电极电位；形成钝化层，所述钝化层覆盖所述第二层电极、且延伸覆盖至所述透明电极导电层和第一半导体层。

由上述内容可知，本发明提供的技术方案，通过两层电极结构的设计，在第一层电极外形成高电极电位第二层电极，且第二层电极把第一层电极全覆盖，有效防止第一层电极在通电以及弱电解条件下发生水解，提高芯片的可靠性。

此外，在第二层电极外形成钝化层，进一步防止环境中的水蒸气或者封装胶中残留的水蒸气进入芯片内部，有效地保护芯片的金属电极，防止在第一层电极或第二层电极在通电以及弱电解条件下发生水解，提高芯片的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种双层电极LED芯片的制作方法流程图；

图2a至图2d为图1制作方法流程图对应的结构流程图；

图3为本申请实施例提供的一种发光微结构的制作方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合图1至图2d所示，图1为本申请实施例提供的一种双层电极LED芯片的制作方法的流程图，图2a至图2d为图1制作方法流程图对应的结构流程图；其中，制作方法包括：

S1、提供衬底。

参考图2a所示，本申请实施例提供的衬底100为透光材料衬底，其中，本申请实施例提供的衬底为蓝宝石衬底、碳化硅衬底或氮化镓衬底；除上述材质衬底外，在本申请其他实施例中衬底还可以为其他材质，对此本申请不做具体限制。

S2、在衬底任意一表面制作氮化镓基。

参考图2b所示，在衬底100任意一表面形成发光微结构200，发光微结构200包括位于衬底100表面的第一半导体层201，位于第一半导体层201背离衬底100一侧的有源层202和第一电极205，位于有源层202背离衬底100一侧的第二半导体层203，位于第二半导体层203背离衬底100一侧的透明电极导电层204，位于导透明电极导电层204背离衬底100一侧的第二电极206，第一电极205与第二电极206之间相互绝缘，第一电极205和第二电极206统称为第一层电极210。

具体的，参考图3所示，为本申请实施例提供的一种发光微结构的制作方法的流程图，其中，发光微结构的形成过程为：

S21、在衬底任意一表面形成第一半导体层。

S22、在第一半导体层背离衬底一侧形成有源层。

S23、在有源层背离衬底一侧形成第二半导体层。

具体的，本申请实施例提供的第一半导体层和第二半导体层均为氮化镓基半导体层，有源层为氮化镓基有源层；或者，第一半导体层和第二半导体层均为砷化镓基半导体层，有源层为砷化镓基有源层；此外，本申请实施例提供的第一半导体层、第二半导体层和有源层的材质还可以为其他材质，对此本申请不做具体限制。

其中，第一半导体层可以为N型半导体层，则第二半导体层为P型半导体层；或者，第一半导体层为P型半导体层，而第二半导体层为N型半导体层，对于第一半导体层和第二半导体层的导电类型，需要根据实际应用进行设计，对此本申请不做具体限制。

此外，在形成第二半导体层后，且刻蚀裸露第一半导体层的预设区域前，即在步骤S23后，且在步骤S24前，制作方法还包括：

在第二半导体层背离衬底一侧形成欧姆接触层，其中，透明电极导电层位于欧姆接触层背离衬底一侧。

S24、采用刻蚀工艺将第一半导体层背离衬底一侧的预设区域裸露。

预设区域即为形成第一电极的区域，其中，第一电极的面积小于预设区域的面积，避免第一电极与有源层、第二半导体层等叠层接触。本申请实施例提供的刻蚀工艺可以为干法刻蚀工艺，也可以为湿法刻蚀工艺，对此本申请不做具体限制，需要根据实际应用进行选取。

S25、采用磁控溅射或电子束蒸工艺在第二半导体层背离衬底一侧形成透明电极导电层。

S26、采用电子束蒸镀、磁控溅射、电镀或化学镀工艺在在第一半导体层的预设区域、且背离衬底一侧形成第一电极，且在导电反射膜层背离衬底一侧形成第二电极，第一电极与第二电极之间相互绝缘，第一电极和第二电极统称为第一层电极。具体的，第一层电极采用Cr、Al、Ti、Ni、Mg、Sn、Co等一种或者几种金属形成。

S3、形成第二层电极。

参考图2c所示，采用电子束蒸发工艺，在第一层电极210，即在第一电极205和第二电极206背离衬底100一侧形成第二层电极300。其中，第二层电极300将第一层电极210完全包覆。

具体的，第二层电极的电极电位高于第一层电极的电极电位；优选的，第二层电极采用Pt、Pd、Au等一种或者几种金属形成。第二层电极把第一层电极全覆盖，有效防止第一层电极在通电以及弱电解条件下发生水解，提高芯片的可靠性。由于第一层电极必须使用低电极电位的金属做电极才能获得良好的欧姆接触，但金属电极的电极电位低，在极性水分子的环境下，金属电极表面的金属离子容易离开金属电极的表面进入到水环境中。本实施例在第一层电极表面覆盖形成高电极电位的第二层电极，把第一层电极与水环境隔离开来，同时，提高金属电极的稳定性，又能获得良好的欧姆接触，有效防止第一层电极在通电以及弱电解条件下发生水解，提高芯片的可靠性。

S4、形成钝化层。

参考图2d所示，采用等离子体增强化学气相工艺，在第二层电极300背离衬底100一侧、且延伸覆盖至透明电极导电层204和第一半导体层201背离衬底100一侧形成钝化层400。

其中，钝化层对应第二层电极的预设区域设置有第一开口和第二开口，以用于连接第一电极和第二电极。在第二层电极外形成钝化层，进一步防止环境中的水蒸气或者封装胶中残留的水蒸气进入芯片内部，有效地保护芯片的金属电极，防止在第一层电极或第二层电极在通电以及弱电解条件下发生水解，提高芯片的可靠性。

相应的，本申请实施例还提供了一种双层电极LED芯片，双层电极LED芯片采用上述实施例提供的制作方法制作而成。

本申请实施例提供的一种双层电极LED芯片及其制作方法，包括：提供一衬底；在所述衬底任意一表面形成发光微结构，所述发光微结构包括位于所述衬底表面的第一半导体层，位于所述第一半导体层背离所述衬底一侧的有源层和第一电极，位于所述有源层背离所述衬底一侧的第二半导体层，位于所述第二半导体层背离所述衬底一侧的透明电极导电层，位于所述透明电极导电层背离所述衬底一侧的第二电极，所述第一电极与所述第二电极之间相互绝缘，所述第一电极和第二电极统称为第一层电极；在所述第一电极和所述第二电极背离所述衬底一侧形成第二层电极，所述第二层电极将第一层电极完全包覆，其中所述第二层电极的电极电位高于所述第一层电极的电极电位；形成钝化层，所述钝化层覆盖所述第二层电极、且延伸覆盖至所述透明电极导电层和第一半导体层。

由上述内容可知，本申请实施例提供的技术方案，通过两层电极结构的设计，在第一层电极外形成高电极电位第二层电极，且第二层电极把第一层电极全覆盖，有效防止第一层电极在通电以及弱电解条件下发生水解，提高芯片的可靠性。

此外，在第二层电极外形成钝化层，进一步防止环境中的水蒸气或者封装胶中残留的水蒸气进入芯片内部，有效地保护芯片的金属电极，防止在第一层电极或第二层电极在通电以及弱电解条件下发生水解，提高芯片的可靠性。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。