一種LED芯片制造技術

本實用新型專利技術提出一種LED芯片，至少包括：外延層，所述外延層包括N型層、位于所述N型層上的發光層、及位于所述發光層上的P型層；金屬功能層，所述金屬功能層位于所述P型層上；銀遷移阻擋層，所述銀遷移阻擋層位于所述P型層上，且位于所述金屬功能層外圍。本實用新型專利技術提供的LED芯片，可以解決反射鏡層的擴散和電遷移，改善LED的可靠性。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及光電芯片制造領域，尤其涉及一種LED芯片。
技術介紹
20世紀90年代末，在半導體器件照明時代的初期，居室照明主要是鎢白熾燈，緊湊型熒光燈由于高效率正被積極推廣。多數工作環境使用熒光燈，街道照明則以鈉燈為主。 然而，高亮度可見光發光二極管(light-emitting diode, LED)已經有很大的應用，以它為基礎的固體照明正在迅猛發展，即將引起照明歷史的又一次革命。盡管這種發展態勢勢如破竹，但是發光二極管效率普遍不是很高，其中主要問題是LED芯片光提取效率不高。采用反射鏡和增加電流密度的方式能有效地改善LED芯片提取效率，而銀作為自然界反射率最高的金屬，一般用來制成反射鏡來提高LED的出光效率，但是銀作為一種最易發生遷移，且遷移速率最高的金屬，在LED工作過程中會沿芯片側面產生漏電通道，極大的影響LED的穩定性。目前，為了防止銀的擴散和電遷移，一般將銀制成的反射鏡層刻蝕成小圖形，并采用金、鉬、鎳、鉻、鎢、鎢鈦合金中的一種或組合制成阻擋層沉積在其表面上，但阻擋效果依舊不好，在芯片邊緣，銀仍然很容易擴散或產生電遷移現象，導致芯片失效，且工藝復雜，成本較高。而對于垂直LED芯片來說，雖然可以通過采用電流阻擋層來增加電流密度提高出光，但是需要額外一次光刻來實現圖形，增加了工藝復雜性，提高了制造成本。針對以上問題，需要設計一種新的結構法，不僅提高LED出光效率，而且能防止銀在芯片邊緣擴散和降低電遷移現象。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種LED芯片，防止反射鏡層中的銀擴散和電遷移現象，提聞芯片可罪性。為了達到上述目的，本技術提供了一種LED芯片，至少包括外延層，所述外延層包括N型層、位于所述N型層上的發光層、及位于所述發光層上的P型層；金屬功能層，所述金屬功能層位于所述P型層上；銀遷移阻擋層，所述銀遷移阻擋層位于所述P型層上，且位于所述金屬功能層外圍。進一步的，所述金屬功能層包含有依次形成于P型層表面的P型接觸層、反射鏡層或P型接觸層、反射鏡層和防擴散層。進一步的，位于外延層相反的金屬功能層和銀遷移阻擋層的表面依次形成有第一鍵合層和第二鍵合層，位于第二鍵合層表面形成有基板，位于所述基板表面形成有P型焊盤，位于所述N型層表面制作有N型焊盤；在所述P型層表面正對于所述N型焊盤部位形成有貫穿金屬功能層的電流阻擋層。優選的，所述N型層為表面粗化的N型層。優選的，所述銀遷移阻擋層使用的材料為絕緣材料。優選的，所述絕緣材料為二氧化硅、氮化硅、氮氧硅、氧化鋁、氮化鋁、氧化鈦中的一種或組合。優選的，所述銀遷移阻擋層的厚度為lOOnm-lOOOOnm。優選的，所述反射鏡層的厚度為50nm-500nm。進一步的，所述銀遷移阻擋層的外框尺寸等于LED芯片邊框尺寸。進一步的，所述銀遷移阻擋層的外框尺寸為200μπι-20_。進一步的，所述銀遷移阻擋層的內框尺寸等于反射鏡層邊框尺寸。 進一步的，所述銀遷移阻擋層的內框尺寸為200μπι-20_。進一步的，所述銀遷移阻擋層的外框尺寸等于LED芯片邊框尺寸，其內框尺寸等于反射鏡層邊框尺寸。優選的，所述銀遷移阻擋層的外框尺寸和內框尺寸差為5μπι-200μπι。進一步的，所述銀遷移阻擋層外框和內框形狀為正方形、長方形、圓形、或多邊形中的一種或組合。由上述技術方案可見，與現有的通過在銀反射鏡層上采用貴金屬沉積形成阻擋層的工藝相比，本技術公開的LED芯片，利用金屬功能層外圍的銀遷移阻擋層，防止其擴散和發生電遷移，提高了 LED芯片可靠性。并且，與現有的通過額外光刻形成電流阻擋層的工藝相比，本技術公開的LED芯片，對于垂直結構，電流阻擋層可以與銀遷移阻擋層同步形成，不僅能提高出光效率，且工藝簡化，降低了成本。附圖說明圖I是本技術另一種LED芯片的制作方法流程；圖2a_2m是圖I之制作方法；圖3是圖2e之俯視圖。具體實施方式為使本技術的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，以下結合附圖對本技術的具體實施方式做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本技術。但是本技術能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本技術內涵的情況下做類似推廣，因此本技術不受下面公開的具體實施的限制。其次，本技術利用示意圖進行詳細描述，在詳述本技術實施例時，為便于說明，表示器件結構的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是實例，其在此不應限制本技術保護的范圍。此外，在實際制作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。參見圖1，本技術所提供的一種LED芯片制作方法流程為S200:提供一襯底，在所述襯底的表面上形成外延層，所述外延層由下至上依次沉積包含有N型層、發光層和P型層；S201 :在所述P型層上沉積絕緣材料，通過刻蝕絕緣材料形成銀遷移阻擋層和電流阻擋層，在所述銀遷移阻擋層和電流阻擋層之間形成窗口，每個窗口底部暴露出P型層；S202 :在所述每個窗口形成金屬功能層。下面以圖I所示的方法流程為例，結合附圖2a至2m以及圖3，對另一種LED芯片的制作工藝進行詳細描述。S200:提供一襯底，在所述襯底的表面上形成外延層，所述外延層由下至上依次沉積包含有N型層、發光層和P型層。參見圖2a，提供一襯底500，在所述襯底500上生長外延層508，所述襯底500為藍寶石襯底，所述外延層508由下至上依次包含生長的N型層502、發光層504和P型層506。S201 :在所述P型層上沉積絕緣材料，通過刻蝕絕緣材料形成銀遷移阻擋層和電·流阻擋層，在所述銀遷移阻擋層和電流阻擋層之間形成窗口，每個窗口底部暴露出P型層。首先，參見圖2b，在所述P型層506表面可以采用等離子體增強化學氣相沉積(PECVD)、蒸發或者濺射工藝形成絕緣材料512，優選的，采用PECVD形成絕緣材料512。所述絕緣材料512的厚度為100nm-10000nm，優選的，所述絕緣材料512的厚度為500nm。所述絕緣材料512為二氧化硅、氮化硅、氮氧硅、氧化鋁、氮化鋁、氧化鈦中的一種或組合。其次，參見圖2c，采用光刻工藝形成圖案化的絕緣材料512，然后，采用BOE腐蝕圖案化的絕緣材料512，在所述P型層506表面上同步形成銀遷移阻擋層514a和電流阻擋層514b，在所述的銀遷移阻擋層514a和電流阻擋層514b之間形成窗口 516，每個窗口 516底部暴露出所述P型層506。S202 :在所述每個窗口形成金屬功能層。參見圖2d，首先，在每個窗口 516中采用電子束蒸發工藝在所述P型層506表面上依次沉積包含有P型接觸層520和反射鏡層522的金屬功能層518 ;為了更好的防止銀擴散或電遷移現象的發生，還可以在反射鏡層522上采用電子束蒸發工藝沉積防擴散層524，形成包含有P型接觸層520、反射鏡層522和防擴散層524的金屬功能層518。其次，在氮氣(N2)氛圍中進行高溫快速退火，所述高溫為500°C，退火時間為20min。接著，剝離掉所述銀遷移阻擋層514a和所述電流阻擋層514b表面上分別形成P型接觸層520、反射鏡層522和防擴散層524的金屬材料。所述P型接觸層520使用的材料為鎳，優選的，所述P型接觸層520的厚度為0. 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種LED芯片，其特征在于，至少包括：外延層，所述外延層包括N型層、位于所述N型層上的發光層、及位于所述發光層上的P型層；金屬功能層，所述金屬功能層位于所述P型層上；銀遷移阻擋層，所述銀遷移阻擋層位于所述P型層上，且位于所述金屬功能層外圍。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張昊翔，封飛飛，金豫浙，萬遠濤，高耀輝，李東昇，江忠永，
申請(專利權)人：杭州士蘭明芯科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：