一种发光二极管芯片的电极及发光二极管芯片的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种发光二极管芯片的电极及发光二极管芯片，属于半导体技术领域。所述发光二极管芯片包括外延片和电极，电极包括依次层叠在外延片上的Cr膜层、第一Ti膜层、Ni膜层、第二Ti膜层、Al膜层，第一Ti膜层与外延片贴合形成密封空间，Cr膜层位于密封空间内。本实用新型通过第一Ti膜层与外延片贴合形成密封空间，Cr膜层位于密封空间内，利用第一Ti膜层对Cr膜层形成良好的保护，将到达LED芯片表面的水汽与Cr膜层隔绝，避免水汽影响Cr膜层与外延片之间的粘附力，保障电极高湿反向通电环境中性能稳定、不会发生脱落，大幅提升了电极高湿反向通电条件下的可靠性。
【专利说明】
一种发光二极管芯片的电极及发光二极管芯片
技术领域
[0001] 本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及一种发光二极管芯片的电极及发光二 极管芯片。
【背景技术】
[0002] 近年来，以LED(Light Emitting Diode，发光二极管)为代表的半导体照明技术得 到飞速发展。LED已经广泛应用于指示灯、显示屏、背光源和照明光源等多种领域。特别是 LED显示屏，可以使得原本静态的画面生动起来，获得了人们的广泛欢迎，逐渐替代了传统 的喷绘市场。同时人们对LED显示屏画质的要求越来越高，单位面积内LED使用量呈级数增 加，以大幅提升LED显示屏的单位面积的分辨率。
[0003] 单位面积内LED使用量的增加使得LED越来越小，水汽更容易从缝隙渗入LED到达 LED芯片表面，加上LED驱动芯片在控制高密度芯片阵列时加入了电流补偿技术，对LED芯片 造成了周期反向通电的副作用，LED芯片很容易便处于高湿反向通电环境中。
[0004] 在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
[0005] 目前LED芯片的电极包括依次层叠在外延片上的Cr膜层、Ti膜层、Al膜层。当LED芯 片处于高湿反向通电环境中时，作为粘附层的Cr膜层在水汽的作用下粘附力降低，导致整 个电极发生脱落，进而引发LED芯片失效，LED显示屏显示出现瑕疵。 【实用新型内容】
[0006] 为了解决现有技术电极在高湿反向通电环境中发生脱落的问题，本实用新型实施 例提供了一种发光二极管芯片的电极及发光二极管芯片。所述技术方案如下：
[0007] -方面，本实用新型实施例提供了一种发光二极管芯片的电极，所述发光二极管 芯片包括外延片和电极，所述电极包括依次层叠在所述外延片上的Cr膜层、第一 Ti膜层、Ni 膜层、第二Ti膜层、Al膜层，所述第一Ti膜层与所述外延片贴合形成密封空间，所述Cr膜层 位于所述密封空间内。
[0008] 可选地，所述Cr膜层的厚度为5~30埃。
[0009] 可选地，所述第一 Ti膜层的厚度为500~1500埃。
[0010]可选地，所述Ni膜层的厚度为300~800埃。
[0011] 可选地，所述第二Ti膜层的厚度为300~800埃。
[0012] 可选地，所述Al膜层的厚度为10000~20000埃。
[0013]另一方面，本实用新型实施例提供了一种发光二极管芯片，所述发光二极管芯片 包括外延片和电极，所述电极包括依次层叠在所述外延片上的Cr膜层、第一 Ti膜层、Ni膜 层、第二Ti膜层、Al膜层，所述第一Ti膜层与所述外延片贴合形成密封空间，所述Cr膜层位 于所述密封空间内。
[0014]可选地，所述Cr膜层的厚度为5~30埃。
[0015] 可选地，所述第一 Ti膜层的厚度为500~1500埃。
[0016] 可选地，所述第二Ti膜层的厚度为300~800埃。
[0017] 本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0018]通过第一Ti膜层与外延片贴合形成密封空间，Cr膜层位于密封空间内，利用第一 Ti膜层对Cr膜层形成良好的保护，将到达LED芯片表面的水汽与Cr膜层隔绝，避免水汽影响 Cr膜层与外延片之间的粘附力，保障电极高湿反向通电环境中性能稳定、不会发生脱落，大 幅提升了电极高湿反向通电条件下的可靠性。
【附图说明】
[0019] 为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需 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实用新型的一些实 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，还可以根据这些附图 获得其他的附图。
[0020] 图1是本实用新型实施例一提供的一种发光二极管芯片的电极的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新 型实施方式作进一步地详细描述。
[0022] 实施例一
[0023] 本实用新型实施例提供了一种发光二极管芯片的电极，参见图1，发光二极管芯片 包括外延片10和电极20,电极20包括依次层叠在外延片10上的Cr膜层21、第一 Ti膜层22、Ni 膜层23、第二Ti膜层24、A1膜层25,第一 Ti膜层22与外延片10贴合形成密封空间，Cr膜层21 位于密封空间内。
[0024]可选地，Cr膜层21的厚度可以为5~30埃。在满足粘附力足够的前提下尽量薄，有 利于第一 Ti膜层22对Cr膜层21充分覆盖以形成保护，有效避免Cr膜层21与外界接触。
[0025]优选地，Cr膜层21的厚度可以为20埃。
[0026] 可选地，第一 Ti膜层22的厚度可以为500~1500埃。第一 Ti膜层22的厚度大于500 埃，能够稳定的形成连续的膜层，并保证充分覆盖Cr膜层21;同时第一Ti膜层22的厚度小于 1500埃，以避免作为多层膜结构中的中间膜层，由于厚度太大造成膜层间的应力匹配性很 差。
[0027] 优选地，第一 Ti膜层22的厚度可以为1000埃。
[0028] 可选地，Ni膜层23的厚度可以为300~800埃。当Ni膜层23的厚度小于300埃时，Ni 膜层23作为用于平衡多层金属膜之间的应力匹配的中间层，由于太薄而不能有效起到平衡 的应力作用；当Ni膜层23的厚度大于800埃时，容易由于其易团聚性产生大颗的电极黑点， 造成外观异常。
[0029] 优选地，Ni膜层23的厚度可以为500埃。
[0030]可选地，第二Ti膜层24的厚度可以为300~800埃。实践表明，第二Ti膜层24的厚度 为300~800埃，可以抑制Ni膜层23的团聚现象，并且能够隔离Al膜层25,防止Al膜层25在团 聚的Ni金属颗粒中进行岛状生长。
[0031]优选地，第二Ti膜层24的厚度可以为500埃。
[0032] 可选地，Al膜层25的厚度可以为10000~20000埃。当Al膜层25的厚度大于10000埃 时，Al膜层25与焊线进行共晶结合的强度较高，实现良好的焊接封装；当Al膜层25的厚度小 于20000埃时，可以避免焊线结合时铺展过大而导致金属桥接漏电。
[0033] 优选地，Al膜层25的厚度可以为15000埃。
[0034] 在实际应用中，可以对电极进行退火，退火温度优选为100~300°C，退火时间优选 为5~15min。退火后的电极，结构会更致密，特别是Cr膜层可以更致密，从而使Cr膜层被保 护效果得更好。
[0035]需要说明的是，现有的电极包括依次层叠在外延片上的Cr膜层、Ti膜层、Al膜层， 其中，Cr膜层、Ti膜层、Al膜层的厚度通常为200埃，500埃，15000埃。与现有的电极相比，本 实施例提供的电极中：Cr膜层21的厚度减薄至5~30埃，在保证粘附力的基础上尽量薄，以 利于第一 Ti膜层22对Cr膜层21充分覆盖、防止水汽作用在Cr膜层21上;第一 Ti膜层22的厚 度为500~1500埃，一方面可以保证形成连续的膜层，保证对Cr膜层的充分覆盖，另一方面 又不会由于过厚而造成膜层间应力不匹配;Ni膜层23可以与现有的相同，以实现平衡较厚 的第一Ti膜层22和Al膜层25之间的应力匹配;第二Ti膜层24的厚度为300~800埃，可以削 弱Ni膜层23团聚带来的黑点;Al膜层25的厚度可以与现有的相同，以实现封装时与焊线的 连接。
[0036]将现有的电极与本实施例提供的电极在实验室进行对比试验，试验条件为85Rh湿 度环境下进行-7V的反向通电，观察芯片失效比例与试验时间的对应关系，具体结果如表一 所示。
[0037] 表一
[0038]
[0039] 实验结果表明，现有的电极在试验开始后的48小时就出现失效，而本实施例提供 的电极在试验开始后的360小时依然未失效。由此可见，本实施例提供的电极在高湿反向通 电的条件下，可靠性至少提升了 8倍。
[0040] 本实用新型实施例通过第一 Ti膜层与外延片贴合形成密封空间，Cr膜层位于密封 空间内，利用第一Ti膜层对Cr膜层形成良好的保护，将到达LED芯片表面的水汽与Cr膜层隔 绝，避免水汽影响Cr膜层与外延片之间的粘附力，保障电极高湿反向通电环境中性能稳定、 不会发生脱落，大幅提升了电极高湿反向通电条件下的可靠性。而且第一 Ti膜层实现对Cr 膜层充分覆盖，Ni膜层平衡第一 Ti膜层和Al膜层之间的应力匹配，第二Ti膜层削弱Ni膜层 团聚带来的黑点，膜层之间稳定性好，适合大规模量产。
[0041 ] 实施例二
[0042]本实用新型实施例提供了一种发光二极管芯片，发光二极管芯片包括外延片和电 极，该电极与实施例一提供的电极相同，在此不再详述。
[0043] 本实用新型实施例通过第一 Ti膜层与外延片贴合形成密封空间，Cr膜层位于密封 空间内，利用第一Ti膜层对Cr膜层形成良好的保护，将到达LED芯片表面的水汽与Cr膜层隔 绝，避免水汽影响Cr膜层与外延片之间的粘附力，保障电极高湿反向通电环境中性能稳定、 不会发生脱落，大幅提升了电极高湿反向通电条件下的可靠性。而且第一 Ti膜层实现对Cr 膜层充分覆盖，Ni膜层平衡第一 Ti膜层和Al膜层之间的应力匹配，第二Ti膜层削弱Ni膜层 团聚带来的黑点，膜层之间稳定性好，适合大规模量产。
[0044] 上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0045] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用 新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保 护范围之内。
【主权项】
1. 一种发光二极管芯片的电极，所述发光二极管芯片包括外延片和电极，其特征在于， 所述电极包括依次层叠在所述外延片上的Cr膜层、第一 Ti膜层、Ni膜层、第二Ti膜层、Al膜 层，所述第一Ti膜层与所述外延片贴合形成密封空间，所述Cr膜层位于所述密封空间内。2. 根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述Cr膜层的厚度为5~30埃。3. 根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述第一 Ti膜层的厚度为500~1500埃。4. 根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述Ni膜层的厚度为300~800埃。5. 根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述第二Ti膜层的厚度为300~800埃。6. 根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述Al膜层的厚度为10000~20000埃。7. -种发光二极管芯片，所述发光二极管芯片包括外延片和电极，其特征在于，所述电 极包括依次层叠在所述外延片上的Cr膜层、第一 Ti膜层、Ni膜层、第二Ti膜层、Al膜层，所述 第一Ti膜层与所述外延片贴合形成密封空间，所述Cr膜层位于所述密封空间内。8. 根据权利要求7所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述Cr膜层的厚度为5~30埃。9. 根据权利要求7所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述第一Ti膜层的厚度为500 ~1500埃。10. 根据权利要求7所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述第二Ti膜层的厚度为300 ~800埃。
【文档编号】H01L33/40GK205488194SQ201620053783
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月20日
【发明人】刘源, 王江波
【申请人】华灿光电股份有限公司