一种LED芯片制造技术

本实用新型专利技术提出一种LED芯片，至少包括：外延层，所述外延层包括N型层、位于所述N型层上的发光层、及位于所述发光层上的P型层；金属功能层，所述金属功能层位于所述P型层上；银迁移阻挡层，所述银迁移阻挡层位于所述P型层上，且位于所述金属功能层外围。本实用新型专利技术提供的LED芯片，可以解决反射镜层的扩散和电迁移，改善LED的可靠性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光电芯片制造领域，尤其涉及一种LED芯片。
技术介绍
20世纪90年代末，在半导体器件照明时代的初期，居室照明主要是钨白炽灯，紧凑型荧光灯由于高效率正被积极推广。多数工作环境使用荧光灯，街道照明则以钠灯为主。 然而，高亮度可见光发光二极管(light-emitting diode, LED)已经有很大的应用，以它为基础的固体照明正在迅猛发展，即将引起照明历史的又一次革命。尽管这种发展态势势如破竹，但是发光二极管效率普遍不是很高，其中主要问题是LED芯片光提取效率不高。采用反射镜和增加电流密度的方式能有效地改善LED芯片提取效率，而银作为自然界反射率最高的金属，一般用来制成反射镜来提高LED的出光效率，但是银作为一种最易发生迁移，且迁移速率最高的金属，在LED工作过程中会沿芯片侧面产生漏电通道，极大的影响LED的稳定性。目前，为了防止银的扩散和电迁移，一般将银制成的反射镜层刻蚀成小图形，并采用金、钼、镍、铬、钨、钨钛合金中的一种或组合制成阻挡层沉积在其表面上，但阻挡效果依旧不好，在芯片边缘，银仍然很容易扩散或产生电迁移现象，导致芯片失效，且工艺复杂，成本较高。而对于垂直LED芯片来说，虽然可以通过采用电流阻挡层来增加电流密度提高出光，但是需要额外一次光刻来实现图形，增加了工艺复杂性，提高了制造成本。针对以上问题，需要设计一种新的结构法，不仅提高LED出光效率，而且能防止银在芯片边缘扩散和降低电迁移现象。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种LED芯片，防止反射镜层中的银扩散和电迁移现象，提闻芯片可罪性。为了达到上述目的，本技术提供了一种LED芯片，至少包括外延层，所述外延层包括N型层、位于所述N型层上的发光层、及位于所述发光层上的P型层；金属功能层，所述金属功能层位于所述P型层上；银迁移阻挡层，所述银迁移阻挡层位于所述P型层上，且位于所述金属功能层外围。进一步的，所述金属功能层包含有依次形成于P型层表面的P型接触层、反射镜层或P型接触层、反射镜层和防扩散层。进一步的，位于外延层相反的金属功能层和银迁移阻挡层的表面依次形成有第一键合层和第二键合层，位于第二键合层表面形成有基板，位于所述基板表面形成有P型焊盘，位于所述N型层表面制作有N型焊盘；在所述P型层表面正对于所述N型焊盘部位形成有贯穿金属功能层的电流阻挡层。优选的，所述N型层为表面粗化的N型层。优选的，所述银迁移阻挡层使用的材料为绝缘材料。优选的，所述绝缘材料为二氧化硅、氮化硅、氮氧硅、氧化铝、氮化铝、氧化钛中的一种或组合。优选的，所述银迁移阻挡层的厚度为lOOnm-lOOOOnm。优选的，所述反射镜层的厚度为50nm-500nm。进一步的，所述银迁移阻挡层的外框尺寸等于LED芯片边框尺寸。进一步的，所述银迁移阻挡层的外框尺寸为200μπι-20_。进一步的，所述银迁移阻挡层的内框尺寸等于反射镜层边框尺寸。 进一步的，所述银迁移阻挡层的内框尺寸为200μπι-20_。进一步的，所述银迁移阻挡层的外框尺寸等于LED芯片边框尺寸，其内框尺寸等于反射镜层边框尺寸。优选的，所述银迁移阻挡层的外框尺寸和内框尺寸差为5μπι-200μπι。进一步的，所述银迁移阻挡层外框和内框形状为正方形、长方形、圆形、或多边形中的一种或组合。由上述技术方案可见，与现有的通过在银反射镜层上采用贵金属沉积形成阻挡层的工艺相比，本技术公开的LED芯片，利用金属功能层外围的银迁移阻挡层，防止其扩散和发生电迁移，提高了 LED芯片可靠性。并且，与现有的通过额外光刻形成电流阻挡层的工艺相比，本技术公开的LED芯片，对于垂直结构，电流阻挡层可以与银迁移阻挡层同步形成，不仅能提高出光效率，且工艺简化，降低了成本。附图说明图I是本技术另一种LED芯片的制作方法流程；图2a_2m是图I之制作方法；图3是图2e之俯视图。具体实施方式为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，以下结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广，因此本技术不受下面公开的具体实施的限制。其次，本技术利用示意图进行详细描述，在详述本技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。参见图1，本技术所提供的一种LED芯片制作方法流程为S200:提供一衬底，在所述衬底的表面上形成外延层，所述外延层由下至上依次沉积包含有N型层、发光层和P型层；S201 :在所述P型层上沉积绝缘材料，通过刻蚀绝缘材料形成银迁移阻挡层和电流阻挡层，在所述银迁移阻挡层和电流阻挡层之间形成窗口，每个窗口底部暴露出P型层；S202 :在所述每个窗口形成金属功能层。下面以图I所示的方法流程为例，结合附图2a至2m以及图3，对另一种LED芯片的制作工艺进行详细描述。S200:提供一衬底，在所述衬底的表面上形成外延层，所述外延层由下至上依次沉积包含有N型层、发光层和P型层。参见图2a，提供一衬底500，在所述衬底500上生长外延层508，所述衬底500为蓝宝石衬底，所述外延层508由下至上依次包含生长的N型层502、发光层504和P型层506。S201 :在所述P型层上沉积绝缘材料，通过刻蚀绝缘材料形成银迁移阻挡层和电·流阻挡层，在所述银迁移阻挡层和电流阻挡层之间形成窗口，每个窗口底部暴露出P型层。首先，参见图2b，在所述P型层506表面可以采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、蒸发或者溅射工艺形成绝缘材料512，优选的，采用PECVD形成绝缘材料512。所述绝缘材料512的厚度为100nm-10000nm，优选的，所述绝缘材料512的厚度为500nm。所述绝缘材料512为二氧化硅、氮化硅、氮氧硅、氧化铝、氮化铝、氧化钛中的一种或组合。其次，参见图2c，采用光刻工艺形成图案化的绝缘材料512，然后，采用BOE腐蚀图案化的绝缘材料512，在所述P型层506表面上同步形成银迁移阻挡层514a和电流阻挡层514b，在所述的银迁移阻挡层514a和电流阻挡层514b之间形成窗口 516，每个窗口 516底部暴露出所述P型层506。S202 :在所述每个窗口形成金属功能层。参见图2d，首先，在每个窗口 516中采用电子束蒸发工艺在所述P型层506表面上依次沉积包含有P型接触层520和反射镜层522的金属功能层518 ;为了更好的防止银扩散或电迁移现象的发生，还可以在反射镜层522上采用电子束蒸发工艺沉积防扩散层524，形成包含有P型接触层520、反射镜层522和防扩散层524的金属功能层518。其次，在氮气(N2)氛围中进行高温快速退火，所述高温为500°C，退火时间为20min。接着，剥离掉所述银迁移阻挡层514a和所述电流阻挡层514b表面上分别形成P型接触层520、反射镜层522和防扩散层524的金属材料。所述P型接触层520使用的材料为镍，优选的，所述P型接触层520的厚度为0. 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED芯片，其特征在于，至少包括：外延层，所述外延层包括N型层、位于所述N型层上的发光层、及位于所述发光层上的P型层；金属功能层，所述金属功能层位于所述P型层上；银迁移阻挡层，所述银迁移阻挡层位于所述P型层上，且位于所述金属功能层外围。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张昊翔，封飞飞，金豫浙，万远涛，高耀辉，李东昇，江忠永，
申请(专利权)人：杭州士兰明芯科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：