LED芯片及其制备方法转让专利
申请号 : CN202010800442.X
文献号 : CN113451474B
文献日 : 2022-04-19
发明人 : 苟先华 , 张涛 , 张彬彬 , 林帅 , 苏财钰
申请人 : 重庆康佳光电技术研究院有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种LED芯片,其特征在于,包括:芯片主体;
将所述芯片主体至少部分包覆的阻挡层;
以及将所述阻挡层包覆的第一钝化层,所述第一钝化层中包括能与外部进入的金属离子结合的氯离子,所述阻挡层用于阻止形成所述第一钝化层的过程中的气体进入所述芯片主体。
2.如权利要求1所述的LED芯片,其特征在于,所述LED芯片还包括透光基底,所述芯片主体设置于所述透光基底之上,所述阻挡层将所述芯片主体位于所述透光基底之上的区域全部覆盖。
3.如权利要求1所述的LED芯片,其特征在于,所述第一钝化层的厚度为800埃至3000埃,所述阻挡层的厚度为2000埃‑5000埃。
4.如权利要求1‑3任一项所述的LED芯片,其特征在于,所述芯片主体包括芯片外延层和设置于所述芯片外延层上的电极,所述LED芯片还包括:与所述电极电连接的电极垫,所述电极垫裸露于所述阻挡层和第一钝化层。
5.如权利要求1‑3任一项所述的LED芯片,其特征在于,所述第一钝化层和阻挡层为二氧化硅薄膜层。
6.如权利要求1‑3任一项所述的LED芯片,其特征在于,所述金属离子包括钠离子、铁离子、锂离子中的至少一种。
7.一种LED芯片制备方法,其特征在于,包括:生成芯片主体;
形成将所述芯片主体至少部分包覆的阻挡层;
形成将所述阻挡层覆盖的第一钝化层,所述第一钝化层中包括能与外部进入的金属离子结合的氯离子,所述阻挡层用于阻止形成所述第一钝化层的过程中气体进入所述芯片主体。
8.如权利要求7所述的LED芯片制备方法,其特征在于,所述芯片主体包括芯片外延层和设置于所述芯片外延层上的电极,所述形成将所述阻挡层覆盖的第一钝化层之后,还包括:
将所述电极上的所述阻挡层和第一钝化层去除;
在所述电极上形成电极垫。
9.如权利要求7所述的LED芯片制备方法,其特征在于,所述阻挡层用于阻止形成所述第一钝化层的过程中的酸性气体进入所述芯片主体。
10.如权利要求7‑9任一项所述的LED芯片制备方法,其特征在于,所述第一钝化层为二氧化硅薄膜层,所述形成将所述阻挡层覆盖的第一钝化层包括:利用氯化硅气体和氧气作为反应前驱气体,通过等离子体增强化学气相沉积法,在所述阻挡层上形成第一钝化层。
说明书 :
LED芯片及其制备方法
技术领域
背景技术
靠性,因此表面钝化问题在半导体器件生产上的重要性越来越突出。针对该问题,相关技术
中的LED(Light Emitting Diode,发光二极管)芯片上采用了钝化层对LED芯片进行保护,
但是采用的钝化层存在结构疏松,针孔密度较高,抗金属离子污染能力较差。例如相关技术
中的钝化Na+等金属离子阻挡能力有限;在长时间的Na+等金属离子环境条件下使用后,Na+
会慢慢的从LED芯片外界透过钝化层到达芯片内部,导致芯片漏电,芯片质量下降,良品率
降低。
发明内容
化层中的氯离子可与外部进入的金属离子(例如Na+等金属离子)结合,避免金属离子从LED
芯片外界透过钝化层到达芯片主体,从而对芯片主体造成破坏。因此上述LED芯片的第一钝
化层抗金属离子污染的能力得到明显提升,同时LED芯片的可靠性、质量以及良品率也都能
得到明显的提升。
一钝化层中的氯离子可与外部进入的金属离子结合,避免金属离子从LED芯片外界透过钝
化层到达芯片内部,因此可提升LED芯片的第一钝化层抗金属离子污染的能力,同时提升
LED芯片的可靠性、质量以及良品率。
附图说明
铟)薄膜,29‑,3‑阻挡层,4‑第一钝化层,5‑第三钝化层,6‑反射层。
具体实施方式
所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更
加透彻全面。
体的实施方式的目的,不是旨在于限制本申请。
致芯片漏电,芯片质量下降,良品率降低。
与外部进入的金属离子结合的氯离子,从而可避免LED芯片在存在金属离子的使用环境中
使用时,外部的金属离子(例如包括但不限于钠离子、铁离子、锂离子中的至少一种。)从LED
芯片外界透过钝化层到达芯片主体对LED芯片造成破坏。可见本实施例所虽提供的LED芯片
的第一钝化层的抗金属离子污染的能力得到明显提升。同时,阻挡层又能阻止形成第一钝
化层中的气体进入芯片主体;因此可综合提升LED芯片的可靠性、质量以及良品率也都能得
到明显的提升。
的至少一种,例如一种示例中,LED芯片可以为micro‑LED芯片;在又一种示例中,LED芯片可
以为mini‑LED芯片。),也可以为普通尺寸的LED芯片。且应当理解的是,本实施例的中LED芯
片也可替换为有同等保护需求的其他器件,并不限于LED芯片。
底、硅基底。
可以包括量子阱层,还可以包括其他结构。在另一些示例中,本实施例中电极的材质和形状
也不做限定,例如一种示例中,电极的材质可包括但不限于Cr,Ni,Al,Ti,Au,Pt,W,Pb,Rh,
Sn,Cu,Ag中的至少一种。
响其正常使用的材质。可选地,本实施例中的阻挡层将芯片主体位于所述透光基底之上的
区域全部覆盖。
芯片的抗杂质扩散、抗水汽渗透的能力。第二钝化层中可不包括氯离子。
以相同。例如,一些应用示例中,第一钝化层和阻挡层可以都选用但不限于氮化硅、二氧化
硅、三氧化二铝等。
化层的第三钝化层。也可根据需求进一步设置包覆第三钝化层的第四钝化层等。其中,第三
钝化层和第四钝化层中可以包括氯离子,也可根据需求在其中至少一层中设置氯离子。第
三钝化层和第四钝化层中的至少一个的主要材质可与先不限于与第一钝化层相同。
厚度可为但不限于2000埃‑5000埃,第一钝化层的厚度可为但不限于800埃至3000埃。例如,
阻挡层的厚度可以设置为2000埃、2500埃、3000埃、3200埃、3500埃、4000埃、4500埃、5000埃
等,第一钝化层的厚度可以设置为800埃、900埃、1000埃、1500埃、1800埃、2000埃、2500埃、
3000埃等。
解的是,本实施例中电极垫的材质也可灵活选用,例如电极垫的材质可包括但不限于Cr,
Ni,Al,Ti,Au,Pt,W,Pb,Rh,Sn,Cu,Ag中的至少一种。
电极25,以及分别设置于第一电极24和第二电极25上的第一电极垫26和第二电极垫27。其
中,应当理解的是,第一半导体层21可以为N型半导体,第二半导体层23为P型半导体,或第
一半导体层21可以为P型半导体,第二半导体层23为N型半导体,具体可根据需求灵活设置。
钝化层4中包括氯离子Cl‑,其可与外部进入的金属离子(例如钠离子、铁离子、锂离子等金
属离子)结合,避免金属离子从LED芯片外界透过钝化层到达芯片内部,从而对LED芯片造成
破坏,提升LED芯片的钝化层抗金属离子污染的能力,同时LED芯片的可靠性、质量以及良品
率也都能得到明显的提升。图1中的阻挡层3中不含氯离子,且可选地,可以设置为不含氯离
子的第二钝化层,阻挡层3和第一钝化层4可以设置为但不限于二氧化硅薄膜层,且二者的
厚度可以灵活设置,例如:阻挡层3的厚度可为2000埃至3000埃,第一钝化层4的厚度可设置
为1000埃至2000埃。
二电极25,以及分别设置于第一电极24和第二电极25上的第一电极垫26和第二电极垫27。
图2所示的LED芯片还包括将第一半导体层21,有源层22,第二半导体层23、第一电极24和第
二电极25包覆的阻挡层3,以及将阻挡层3包覆的第一钝化层4,以及将第一钝化层4覆盖的
第三钝化层5。其中,第一钝化层4中包括氯离子Cl‑,其可与外部进入的金属离子(例如钠离
子、铁离子、锂离子等金属离子)结合,避免金属离子从LED芯片外界透过钝化层到达芯片内
部。第三钝化层5中可包含氯离子,也可不包含氯离子。图2中的阻挡层3中不含氯离子,且可
选地,可以设置为不含氯离子的第二钝化层,也可不设置为钝化层,仅起到阻挡作用。类似
的,应当理解的是,还可根据需求在第三钝化层基础上增设第四钝化层,第五钝化层等,在
此不再赘述。
射层6可将大部分光反射至从第一电极垫26和第二电极垫27所在的面射出时,图3中所示的
LED芯片为正装LED芯片。反射层6也可仅将一部分光反射至LED芯片的侧面射出,此时图3中
的LED芯片则为倒装LED芯片,且该倒装LED芯片具有较大的光出射角。具体可根据应用需求
灵活设置。
之上的区域全部覆盖。
一钝化层的方式可为但不限于:利用氯化硅气体SiCl4和氧气O2作为反应前驱气体,通过
PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,等离子体增强化学气相沉积法),
在阻挡层上形成二氧化硅膜薄层,该二氧化硅膜薄层即构成第一钝化层,其中包含氯离子。
极上形成电极垫。也即电极垫是在形成第一钝化层之后制作的。
体层23形成ITO薄膜29,并在ITO薄膜29上形成第二电极25。
2000埃‑3000埃。反应的反应式为如下所示:
于Cl2)进入芯片主体。
PECVD设备制备,反应前驱体为SiCl4+O2,薄膜厚度为1000埃‑2000埃。反应的反应式为:
一钝化层4的去除方式可以采用但不限于蚀刻、切割、腐蚀等。
以与外部电连接。通过以上示例的制作过程即可最终得到如图7所示的LED芯片。由于该LED
芯片具有阻挡层3和第一钝化层4,阻挡层3可阻挡第一钝化层4中氯离子进入芯片外延层,
且保留在第一钝化层4中的氯离子可与外部进入的金属离子(例如Na+等金属离子)结合,避
免金属离子从LED芯片外界透过钝化层到达芯片内部,从而对LED芯片造成破坏。因此图7中
LED芯片的第一钝化层4抗金属离子污染的能力得到明显提升,同时LED芯片的可靠性、质量
以及良品率也都能得到明显的提升。
护范围。