一种LED芯片及其制备方法与流程

本发明涉及发光二极管，特别涉及一种led芯片及其制备方法。

背景技术：

1、led(light emitting diode，发光二极管)是一种能发光的半导体电子元件，由于其体积小、亮度高、能耗低等特点，被广泛应用于照明、显屏、数码、背光等各个领域。

2、一些led芯片为了隔绝水汽会在电极表面设置sio2钝化层，以通过钝化层来阻止水汽渗入芯片内部，但由于sio2的亲水性能，易导致钝化层本身形成水滴积聚，从而使得电极附近区域存在水汽残留，残留的水汽形成电解质环境，进而导致金属在电化学作用下的迁移，并且由于水汽残留，易形成短路从而导致芯粒烧死情况。

3、另外，目前led芯片常见的电极金属材料包括ni、gr、al、ti、pt、au等，芯片在外加电场以及水汽、卤素引入的情况下，当水汽渗入到芯片表面，金属元素可被电解形成离子态，此时如果施加正向电压，p电极电解出的金属离子会沿着电场方向迁移；若施加逆向电压，n电极电解出的金属离子会沿着电场方向迁移，并且，在封装体内存在卤素电子的条件下，卤素电子易与金属离子结合，将加速金属的迁移，使得电极出现金属迁移异常。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的是提供一种led芯片及其制备方法，旨在解决背景技术当中的至少一个技术问题。

2、根据本发明实施例当中的一种led芯片，包括外延片以及设置在所述外延片上的p型电极和n型电极，所述外延片还包括绝缘阻挡层、以及沉积在所述p型电极和所述n型电极的表面上的钝化层、以及沉积在所述钝化层上的超疏水膜层；

3、其中，所述p型电极和所述n型电极与所述外延片之间均设有所述绝缘阻挡层；所述绝缘阻挡层在所述p型电极所在位置设有第一通孔，所述p型电极通过所述第一通孔与所述外延片电连接，所述绝缘阻挡层在所述n型电极所在位置设有第二通孔，所述n型电极通过所述第二通孔与所述外延片电连接。

4、优选地，所述外延片包括从下往上依次层叠的衬底、n型半导体层、量子阱发光层、以及p型半导体层，所述p型电极通过所述第一通孔与所述p型半导体层电连接，所述n型电极通过所述第二通孔与所述n型半导体层电连接。

5、优选地，所述外延片在所述n型电极所在位置通过刻蚀露出所述n型半导体层，以在所述外延片表面形成外延台阶，所述n型电极设置在所述外延台阶底部并通过所述第二通孔与所述n型半导体层电连接。

6、优选地，所述p型半导体层上层叠有透明导电层，所述绝缘阻挡层沉积在所述透明导电层之上，所述透明导电层设有第三通孔，所述第三通孔与所述第一通孔相通，所述p型电极通过所述第一通孔和所述第三通孔与所述p型半导体层电连接。

7、优选地，所述第三通孔的孔径小于所述第一通孔的孔径。

8、优选地，所述透明导电层包括氧化铟锡层、氧化锌层、氧化锌铟锡层、氧化铟锌层、氧化锌锡层、氧化镓铟锡层、氧化镓铟层、氧化镓锌层、掺杂铝的氧化锌层或掺杂氟的氧化锡层中的一种或者几种的组合。

9、优选地，所述绝缘阻挡层包括sio2、al2o3或sinx中的一种或多种组成。

10、优选地，所述led芯片的pn区电极之间的距离为55-58微米。

11、根据本发明实施例当中的一种led芯片的制备方法，用于制备上述的led芯片，所述制备方法包括：

12、制作外延片；

13、在所述外延片上沉积绝缘阻挡层并制作绝缘阻挡层图形，并在所述绝缘阻挡层的相应位置制作第一通孔和第二通孔；

14、在所述绝缘阻挡层上制作p型电极和n型电极，其中所述p型电极通过所述第一通孔与所述外延片电连接，所述n型电极通过所述第二通孔与所述外延片电连接；

15、在所述p型电极和所述n型电极的表面沉积钝化层，并在所述钝化层表面沉积超疏水膜层。

16、优选地，提供一外延生长用的衬底，并在所述衬底之上依次生长n型半导体层、量子阱发光层、以及p型半导体层，得到外延层；

17、在所述外延层上沉积透明导电层并制作透明导电层图形；

18、在所述外延层上通过干法刻蚀制作外延台阶，以露出所述n型半导体层；

19、在所述透明导电层上制作第三通孔，以露出所述p型半导体层，所述第三通孔与所述第一通孔相通，所述p型电极通过所述第一通孔和所述第三通孔与所述p型半导体层电连接。

20、与现有技术相比：通过在电极与外延片之间设置绝缘阻挡层，并使电极通过绝缘阻挡层开设的通孔与下面的外延片进行电性连接，这样可以在不改变封装打线面积的前提下，增加led芯片pn区电极之间的距离，距离越大越不易发生金属迁移、或者相同条件下要经过相对更长的时间才能形成金属迁移失效，有效的解决了水汽渗入引起的金属迁移异常问题，提升led芯片的可靠性；此外通过在钝化层表面设置超疏水膜层，可以减少水汽在led表面粘附，湿度越低越干燥电化学反应速度越慢，越不易形成金属迁移，从而改善led芯片因金属迁移短路造成死灯问题。

技术特征：

1.一种led芯片，包括外延片以及设置在所述外延片上的p型电极和n型电极，其特征在于，所述外延片还包括绝缘阻挡层、以及沉积在所述p型电极和所述n型电极的表面上的钝化层、以及沉积在所述钝化层上的超疏水膜层；

2.根据权利要求1所述的led芯片，其特征在于，所述外延片包括从下往上依次层叠的衬底、n型半导体层、量子阱发光层、以及p型半导体层，所述p型电极通过所述第一通孔与所述p型半导体层电连接，所述n型电极通过所述第二通孔与所述n型半导体层电连接。

3.根据权利要求2所述的led芯片，其特征在于，所述外延片在所述n型电极所在位置通过刻蚀露出所述n型半导体层，以在所述外延片表面形成外延台阶，所述n型电极设置在所述外延台阶底部并通过所述第二通孔与所述n型半导体层电连接。

4.根据权利要求2所述的led芯片，其特征在于，所述p型半导体层上层叠有透明导电层，所述绝缘阻挡层沉积在所述透明导电层之上，所述透明导电层设有第三通孔，所述第三通孔与所述第一通孔相通，所述p型电极通过所述第一通孔和所述第三通孔与所述p型半导体层电连接。

5.根据权利要求4所述的led芯片，其特征在于，所述第三通孔的孔径小于所述第一通孔的孔径。

6.根据权利要求4所述的led芯片，其特征在于，所述透明导电层包括氧化铟锡层、氧化锌层、氧化锌铟锡层、氧化铟锌层、氧化锌锡层、氧化镓铟锡层、氧化镓铟层、氧化镓锌层、掺杂铝的氧化锌层或掺杂氟的氧化锡层中的一种或者几种的组合。

7.根据权利要求1所述的led芯片，其特征在于，所述绝缘阻挡层包括sio2、al2o3或sinx中的一种或多种组成。

8.根据权利要求1所述的led芯片，其特征在于，所述led芯片的pn区电极之间的距离为55-58微米。

9.一种led芯片的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-8任一项所述的led芯片，所述制备方法包括：

10.根据权利要求9所述的led芯片的制备方法，其特征在于，所述的制作外延片的步骤包括：

技术总结
本发明提供一种LED芯片及其制备方法，LED芯片包括外延片以及设置在外延片上的P型电极和N型电极，外延片还包括绝缘阻挡层、以及沉积在P型电极和N型电极的表面上的钝化层、以及沉积在钝化层上的超疏水膜层；P型电极和N型电极与外延片之间均设有绝缘阻挡层；绝缘阻挡层在P型电极所在位置设有第一通孔，P型电极通过第一通孔与外延片电连接，绝缘阻挡层在N型电极所在位置设有第二通孔，N型电极通过第二通孔与外延片电连接。本发明主要通过在不改变封装打线面积的前提下拉大PN电极间距、以及表面膜层设计来减少水汽残留等手段，来解决水汽引发的短路及金属移异常的问题。

技术研发人员：张雪,李美玲,张星星,林潇雄,胡加辉,金从龙
受保护的技术使用者：江西兆驰半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15