一种LED芯片及其制备方法

技术领域

本发明涉及发光二极管领域，尤其涉及一种LED芯片及其制备方法。

背景技术

随着LED技术的快速发展以及LED光效的逐步提高，LED的应用也越来越广泛，人们越来越关注LED在显示屏的发展前景。LED芯片，作为LED灯的核心组件，其功能就是把电能转化为光能，具体的，包括外延片和分别设置在外延片上的N型电极和P型电极。所述外延片包括P型半导体层、N型半导体层以及位于所述N型半导体层和P型半导体层之间的有源层，当有电流通过LED芯片时，P型半导体中的空穴和N型半导体中的电子会向有源层移动，并在所述有源层复合，使得LED芯片发光。

目前显示用的LED芯片直接上显示屏，对于芯片的抗盐雾、抗逆压性能要求严苛。LED正装显示芯片传统结构制程通常为先PV(钝化层)沉积，然后电极图形光刻，再进行PV蚀刻，最后是电极蒸镀和剥离；这种结构简单而且成本低，缺点是电极完全没有被钝化层覆盖，电极侧壁裸露，逆压情况下极易出现金属迁移现象。基于此，LED芯片厂家的常用改善方案是将PV蚀刻放置在电极图形完成之后单独沉积和蚀刻；同时由于电极表层的金属金和氧化硅材质的PV层粘度性不佳，常采用额外蒸镀一层粘附层；然而，这种制程的弊端在于增加光刻工艺道数，提高成本。

有鉴于此，为克服现有技术LED芯片的上述缺陷，本发明人专门设计了一种LED芯片及其制备方法，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LED芯片及其制备方法，以解决金属逆压迁移问题的同时减少光刻次数。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种LED芯片，包括：

衬底；

设置于所述衬底表面的外延叠层，所述外延叠层至少包括沿第一方向依次堆叠的第一型半导体层、有源区以及第二型半导体层，且所述外延叠层的局部区域蚀刻至部分所述的第一型半导体层形成凹槽及台面；所述第一方向垂直于所述衬底，并由所述衬底指向所述外延叠层；

第一电极，其层叠于所述凹槽与所述第一型半导体层形成接触；

第二电极，其层叠于所述台面与所述第二型半导体层形成接触；

钝化层，其覆盖所述外延叠层并裸露所述第一电极和第二电极的至少部分表面；

其中，在所述第一电极和第二电极的侧壁分别设有金属粘附层，且所述金属粘附层与所述钝化层之间的粘附力大于所述电极与所述钝化层之间的粘附力。

优选地，所述金属粘附层环绕设置于所述侧壁，并向上延伸至所述第一电极/第二电极的至少部分表面；且所述钝化层覆盖所述金属粘附层。

优选地，所述金属粘附层沿所述第一电极/第二电极的侧壁向下延伸至所述凹槽或台面。

优选地，所述金属粘附层形成环状结构。

优选地，所述金属粘附层沿所述电极表面延伸形成内环，所述内环与所述电极表面的边沿的距离为2～5μm，包括端点值。

优选地，所述金属粘附层沿所述凹槽或台面延伸形成外环，所述电极底面的边沿与所述外环的距离为2～5μm，包括端点值。

优选地，所述第一电极/第二电极的表面具有金金属材料，则所述金属粘附层包括钛、镍、铬的一种或多种。

优选地，所述第一电极/第二电极包括表面具有金金属材料的层叠结构，且所述层叠结构的其他材料层包括铬、镍、铝、钛、铂的一种或多种。

优选地，在所述台面还设有透明电流传导层。

本发明还提供了一种LED芯片的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

步骤S01、提供一衬底；

步骤S02、层叠一外延叠层于所述衬底表面，所述外延叠层包括沿第一方向依次堆叠的第一型半导体层、有源区以及第二型半导体层，所述第一方向垂直于所述衬底，并由所述衬底指向所述外延叠层；

步骤S03、将所述外延叠层的局部区域蚀刻至部分所述的第一型半导体层，形成凹槽及台面；

步骤S04、制作第一电极和第二电极，所述第一电极层叠于所述凹槽并远离所述台面的侧壁，所述第二电极层叠于所述台面；

步骤S05、在所述第一电极和第二电极的侧壁分别制作金属粘附层；

步骤S06、沉积钝化层，其覆盖所述外延叠层、第一电极和第二电极；其中，所述金属粘附层与所述钝化层之间的粘附力大于所述电极与所述钝化层之间的粘附力；

步骤S07、利用蓝膜对芯片表面进行撕膜，使所述第一电极、第二电极表面的钝化层随着蓝膜脱落，从而形成分别裸露所述第一电极和第二电极的至少部分表面的钝化层图形。

优选地，所述金属粘附层环绕设置于所述侧壁，并向上延伸至所述第一电极/第二电极的至少部分表面；且所述钝化层覆盖所述金属粘附层；所述金属粘附层沿所述第一电极/第二电极的侧壁向下延伸至所述凹槽或台面；

所述金属粘附层形成环状结构；且所述金属粘附层沿所述电极表面延伸形成内环，所述内环与所述电极表面的边沿的距离为2～5μm，包括端点值；所述金属粘附层沿所述凹槽或台面延伸形成外环，所述电极底面的边沿与所述外环的距离为2～5μm，包括端点值。

经由上述的技术方案可知，本发明提供的LED芯片，通过在所述第一电极和第二电极的侧壁分别设有金属粘附层，且所述金属粘附层与所述钝化层之间的粘附力大于所述电极与所述钝化层之间的粘附力。基于此结构，可利用第一电极/第二电极表面与钝化层材料直接接触时粘附性差的特点，通过蓝膜对芯片表面进行撕膜，使所述第一电极、第二电极表面的钝化层随着蓝膜脱落，从而形成分别裸露所述第一电极和第二电极的至少部分表面的钝化层图形。如此，在保证电极被钝化层覆盖以解决金属逆压迁移问题的同时，通过撕膜即可形成钝化层图形，减少光刻次数，简化工艺，降低成本。

其次，所述金属粘附层环绕设置于所述侧壁，并向上延伸至所述第一电极/第二电极的至少部分表面；且所述钝化层覆盖所述金属粘附层。如此，在更好地保证电极被钝化层覆盖以解决金属逆压迁移问题的同时，可增大高粘附区域的受力面积，降低撕膜过程对电极表面的损伤。

再者，通过设置所述金属粘附层沿所述第一电极/第二电极的侧壁向下延伸至所述凹槽或台面；在利用蓝膜对芯片表面进行撕膜，可增大高粘附区域的受力面积，降低撕膜过程对电极侧壁的损伤。

进一步地，所述金属粘附层形成环状结构；所述金属粘附层沿所述电极表面延伸形成内环，所述内环与所述电极表面的边沿的距离为2～5μm，包括端点值；所述金属粘附层沿所述凹槽或台面延伸形成外环，所述电极底面的边沿与所述外环的距离为2～5μm，包括端点值。基于此，在确保电极裸露面作为接触的前提下，可实现上述技术效果的最大化。

经由上述的技术方案可知，本发明提供的LED芯片的制备方法，在实现上述LED芯片的有益效果的同时，其工艺制作简单便捷，减少光刻次数，降低成本。

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为本发明实施例所提供的LED芯片的结构示意图；

图2为图1所述A处的局部放大示意图；

图3至图9为本发明实施例所提供的LED芯片的制备方法步骤所对应的结构示意图；

图中符号说明：1、衬底，2、第一型半导体层，3、有源区，4、第二型半导体层，5、透明电流传导层，6、第一电极，7、第二电极，8、金属粘附层，9、钝化层、10、台面，11、凹槽。

具体实施方式

为使本发明的内容更加清晰，下面结合附图对本发明的内容作进一步说明。本发明不局限于该具体实施例。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。

如图1所示，一种LED芯片，包括：

衬底1；

设置于所述衬底1表面的外延叠层，所述外延叠层至少包括沿第一方向依次堆叠的第一型半导体层2、有源区3以及第二型半导体层4，且所述外延叠层的局部区域蚀刻至部分所述的第一型半导体层2形成凹槽11及台面10；所述第一方向垂直于所述衬底1，并由所述衬底1指向所述外延叠层；

第一电极6，其层叠于所述凹槽11与所述第一型半导体层2形成接触；

第二电极7，其层叠于所述台面10与所述第二型半导体层4形成接触；

钝化层9，其覆盖所述外延叠层并裸露所述第一电极6和第二电极7的至少部分表面；

其中，在所述第一电极6和第二电极7的侧壁分别设有金属粘附层8，且所述金属粘附层8与所述钝化层9之间的粘附力大于所述电极与所述钝化层9之间的粘附力。

值得一提的是，衬底1的类型在本实施例的LED芯片不受限制，例如，衬底1可以是但不限于蓝宝石衬底1、硅衬底1等。另外，外延叠层的第一型半导体层2、有源区3以及第二型半导体层4的类型在本实施例的LED芯片也可以不受限制，例如，第一型半导体层2可以是但不限于氮化镓层，相应地，第二型半导体层4可以是但不限于氮化镓层。

值得一提的是，钝化层9的材料包括但不限于氧化硅、氮化硅、氧化铝、氟化镁中的一种或多种，但本申请对比并不做限定，具体视情况而定。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述金属粘附层8环绕设置于所述侧壁，并向上延伸至所述第一电极6/第二电极7的至少部分表面；且所述钝化层9覆盖所述金属粘附层8。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述金属粘附层8沿所述第一电极6/第二电极7的侧壁向下延伸至所述凹槽11或台面10。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述金属粘附层8形成环状结构。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述金属粘附层8沿所述电极表面延伸形成内环，可参考图2所示，所述内环与所述电极表面的边沿的距离L1为2～5μm，包括端点值。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述金属粘附层8沿所述凹槽11或台面10延伸形成外环，可参考图2所示，所述电极底面的边沿与所述外环的距离L2为2～5μm，包括端点值。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第一电极6/第二电极7的表面具有金金属材料，则所述金属粘附层8包括钛、镍、铬的一种或多种。例如，所述第一电极6/第二电极7可以为单金层或表面具有金金属材料的层叠结构，但本申请对比并不做限定，具体视情况而定。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第一电极6/第二电极7包括表面具有金金属材料的层叠结构，且所述层叠结构的其他材料层包括铬、镍、铝、钛、铂的一种或多种。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，在所述台面10还设有透明电流传导层5。

本发明实施例还提供了一种LED芯片的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

步骤S01、如图3所示，提供一衬底1；

需要说明的是，衬底1的类型在本实施例的LED芯片中不受限制，例如，所述衬底1可以是但不限于蓝宝石衬底1、硅衬底1等。

步骤S02、如图4所示，层叠一外延叠层于所述衬底1表面，所述外延叠层包括沿第一方向依次堆叠的第一型半导体层2、有源区3以及第二型半导体层4，所述第一方向垂直于所述衬底1，并由所述衬底1指向所述外延叠层；

需要说明的是，外延叠层的第一型半导体层2、有源区3以及第二型半导体层4的类型在本实施例的LED芯片也可以不受限制，例如，第一型半导体层2可以是但不限于氮化镓层，相应地，第二型半导体层4可以是但不限于氮化镓层。

步骤S03、如图5所示，将所述外延叠层的局部区域蚀刻至部分所述的第一型半导体层2，形成凹槽11及台面10；

在本申请的一个实施例中，对所述外延叠层的进行刻蚀形成凹槽11及台面10包括：利用使用光刻胶对外延叠层进行光刻，利用干法蚀刻的方式蚀刻外延叠层，干法蚀刻采用为氯气和三氯化硼作为刻蚀气体，干法蚀刻形成凹槽11的深度为0.5-2微米。但本申请对此并不做限定，具体视情况而定。

基于上述，在本申请的一个实施例中，可通过表面沉积ITO(氧化铟锡)层作为透明电流传导层5，沉积完成后利用光刻和湿法蚀刻的方式实现图形制作以实现仅保留所述台面10的透明电流传导层5，如图6所示；本实施例对此不赘述。

步骤S04、如图7所示，制作第一电极6和第二电极7，所述第一电极6层叠于所述凹槽11并远离所述台面10的侧壁，所述第二电极7层叠于所述台面10；

在本申请的一个实施例中，所述第一电极6/第二电极7的表面具有金金属材料。例如，所述第一电极6/第二电极7可以为单金层或表面具有金金属材料的层叠结构，但本申请对比并不做限定，具体视情况而定。

在本申请的一个实施例中，所述第一电极6/第二电极7包括表面具有金金属材料的层叠结构，且所述层叠结构的其他材料层包括铬、镍、铝、钛、铂的一种或多种。

步骤S05、如图8所示，在所述第一电极6和第二电极7的侧壁分别制作金属粘附层8；

在本申请的一个实施例中，所述金属粘附层8环绕设置于所述侧壁，并向上延伸至所述第一电极6/第二电极7的至少部分表面。

在本申请的一个实施例中，所述金属粘附层8沿所述第一电极6/第二电极7的侧壁向下延伸至所述凹槽11或台面10。

在本申请的一个实施例中，所述金属粘附层8形成环状结构。

在本申请的一个实施例中，所述金属粘附层8沿所述电极表面延伸形成内环，所述内环与所述电极表面的边沿的距离L1为2～5μm，包括端点值。

在本申请的一个实施例中，所述金属粘附层8沿所述凹槽11或台面10延伸形成外环，所述电极底面的边沿与所述外环的距离L2为2～5μm，包括端点值。

在本申请的一个实施例中，所述金属粘附层8包括钛、镍、铬的一种或多种。

步骤S06、沉积钝化层9，其覆盖所述外延叠层、第一电极6和第二电极7；其中，所述金属粘附层8与所述钝化层9之间的粘附力大于所述电极与所述钝化层9之间的粘附力；

在本申请的一个实施例中，钝化层9的材料包括但不限于氧化硅、氮化硅、氧化铝、氟化镁中的一种或多种；且所述钝化层9可通过PECVD沉积而获得，本实施例对此不赘述。

步骤S07、利用蓝膜对芯片表面进行撕膜，使所述第一电极6、第二电极7表面的钝化层9随着蓝膜脱落，从而形成分别裸露所述第一电极6和第二电极7的至少部分表面的钝化层9图形，如图9所示。

经由上述的技术方案可知，本发明提供的LED芯片，通过在所述第一电极6和第二电极7的侧壁分别设有金属粘附层8，且所述金属粘附层8与所述钝化层9之间的粘附力大于所述电极与所述钝化层9之间的粘附力。基于此结构，可利用第一电极6/第二电极7表面与钝化层9材料直接接触时粘附性差的特点，通过蓝膜对芯片表面进行撕膜，使所述第一电极6、第二电极7表面的钝化层9随着蓝膜脱落，从而形成分别裸露所述第一电极6和第二电极7的至少部分表面的钝化层9图形。如此，在保证电极被钝化层9覆盖以解决金属逆压迁移问题的同时，通过撕膜即可形成钝化层9图形，减少光刻次数，简化工艺，降低成本。

其次，所述金属粘附层8环绕设置于所述侧壁，并向上延伸至所述第一电极6/第二电极7的至少部分表面；且所述钝化层9覆盖所述金属粘附层8。如此，在更好地保证电极被钝化层9覆盖以解决金属逆压迁移问题的同时，可增大高粘附区域的受力面积，降低撕膜过程对电极表面的损伤。

再者，通过设置所述金属粘附层8沿所述第一电极6/第二电极7的侧壁向下延伸至所述凹槽11或台面10；在利用蓝膜对芯片表面进行撕膜，可增大高粘附区域的受力面积，降低撕膜过程对电极侧壁的损伤。

进一步地，所述金属粘附层8形成环状结构；所述金属粘附层8沿所述电极表面延伸形成内环，所述内环与所述电极表面的边沿的距离为2～5μm，包括端点值；所述金属粘附层8沿所述凹槽11或台面10延伸形成外环，所述电极底面的边沿与所述外环的距离为2～5μm，包括端点值。基于此，在确保电极裸露面作为接触的前提下，可实现上述技术效果的最大化。

经由上述的技术方案可知，本发明提供的LED芯片的制备方法，在实现上述LED芯片的有益效果的同时，其工艺制作简单便捷，减少光刻次数，降低成本。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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申请。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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请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。