一种LED芯片及显示面板的制作方法

一种led芯片及显示面板
技术领域
1.本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种led芯片及显示面板。


背景技术：

2.在倒装结构或垂直结构的led芯片中，至少部分芯片电极可以直接通过固晶的方式键合到前驱动背板的背板电极上，不过目前这些芯片电极容易出现固晶不充分的情况，影响led芯片与驱动背板间电连接的可靠性，导致显示面板品质不高。
3.因此，如何提升led芯片在驱动背板上的固晶可靠性是目前亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.鉴于上述相关技术的不足，本技术的目的在于提供一种led芯片及显示面板，旨在解决led芯片的芯片电极与驱动背板上的背板电极固晶不充分，导致led芯片与驱动背板电连接可靠性不高的问题。
5.本技术提供一种led芯片，包括外延层以及被配置为通过固晶的方式与驱动背板上的背板电极键合在一起的固晶键合电极，固晶键合电极包括分别同外延层中n型半导体层、p型半导体层电连接的n电极、p电极中的至少一个，固晶键合电极中自远离外延层的一侧到靠近外延层的一侧依次包括：
6.焊接层；
7.阻隔层；
8.延展层；以及
9.接触层；
10.其中，焊接层中包括距离阻隔层最远的ausn(金锡合金)层，阻隔层中包括阻隔叠层，阻隔叠层中包括靠近焊接层的第一ni(镍)层、靠近延展层的第二ni层以及介于第一ni层与第二ni层之间的第一pt(铂)层。
11.上述led芯片中，对于通过固晶的方式与驱动背板上的背板电极键合在一起的固晶键合电极，直接以ausn层作为焊接层的最外层与固晶材料接触，实现与驱动背板上背板电极的键合，摒弃了相关技术中以au(金)层作为焊接层最外层的做法，由于ausn的熔点比较低，在固晶过程中能够充分熔融并与固晶材料以及背板电极结合在一起，避免了因为au的熔点高，无法在固晶时充分熔化而引起的固晶被抑制的问题，提升了固晶的充分程度；同时，在该固晶键合电极中还设置了ni、pt、ni的阻挡叠层，由于ni具有将强的阻挡能力，能够有效阻隔ansn在熔融后朝着外延层一侧的渗透，避免了ansn渗透之后造成的固晶键合电极焊接层空洞，以及与au、al互溶的问题，提升了固晶平整性，增强了led芯片与驱动背板间电连接的可靠性，也增强了显示面板的品质。
12.可选地，第一ni层的厚度大于第二ni层的厚度。
13.上述led芯片中，第一ni层的厚度大于第二ni层的厚度，这主要是因为在固晶键合电极中，第一ni层起阻挡熔融ausn向着延展层一侧渗透的主要作用，而第二ni层只需要进
一步阻挡渗透即可，因此可以将第一ni层设置得比第二ni层更厚，这样可以在保证阻隔叠层在具有足够阻隔能力的同时缩减阻隔叠层的厚度，进而缩减固晶键合电极的整体厚度，减小led芯片固晶到驱动背板上以后形成的显示面板的厚度。
14.可选地，第一ni层的厚度大于等于
15.上述led芯片中，第一ni层的厚度大于等于这样可以使得第一ni层具有较大的厚度，进而提升第一ni层对熔融ausn的阻挡能力。
16.基于同样的发明构思，本技术还提供一种显示面板，其包括驱动背板与多颗前述任一项所提供的led芯片，led芯片的固晶键合电极键合于驱动背板中的背板电极上。
17.上述显示面板中，led芯片的固晶键合电极直接以ausn层作为焊接层的最外层与固晶材料接触，并与驱动背板上背板电极的键合，摒弃了相关技术中以au层作为焊接层最外层的做法，由于ausn的熔点比较低，在固晶过程中能够充分熔融并与固晶材料以及背板电极结合在一起，避免了因为au的熔点高，无法在固晶时充分熔化而引起的固晶被抑制的问题，提升了固晶的充分程度；同时，在该固晶键合电极中还设置了ni、pt、ni的阻挡叠层，由于ni具有将强的阻挡能力，能够有效阻隔ansn在熔融后朝着外延层一侧的渗透，避免了ansn渗透之后造成的固晶键合电极焊接层空洞，以及与au、al互溶的问题，提升了固晶平整性，增强了led芯片与驱动背板间电连接的可靠性，也增强了显示面板的品质。
附图说明
18.图1为本实用新型示出的相关技术中电极的一种剖面结构示意图；
19.图2为本实用新型一可选实施例中提供的led芯片的一种结构示意图；
20.图3为本实用新型一可选实施例中提供的固晶键合电极的第一种剖面结构示意图；
21.图4为本实用新型一可选实施例中提供的固晶键合电极的第二种剖面结构示意图；
22.图5为本实用新型一可选实施例中提供的固晶键合电极的第三种剖面结构示意图；
23.图6为本实用新型一可选实施例中提供的固晶键合电极的第四种剖面结构示意图；
24.图7为本实用新型一可选实施例中提供的固晶键合电极的第五种剖面结构示意图；
25.图8为本实用新型一可选实施例中提供的显示面板的一种结构示意图；
26.图9为本实用新型另一可选实施例中提供的固晶键合电极的一种剖面结构示意图。
27.附图标记说明：
28.10-电极；11-第一au层；12-ausn层；13-第二au层；14-第一pt层；15-第一ti(钛)层；16-第二pt层；17-第二ti层；18-al(铝)层；19-cr(铬)层；2-led芯片；20-外延层；21-n型半导体层；22-有源层；23-p型半导体层；30-固晶键合电极；31-焊接层；311-ausn层；312-au层；32-阻隔层；321-第一ni层；322-第一pt层；323-第二ni层；324-第二pt层；325-ti层；33-延展层；331-al层；332-alcu(铝铜合金)层；34-接触层；340-cr层；8-显示面板；81-驱动背
板；82-led芯片；90-固晶键合电极；901-ausn层；902-第一ni层；903第一pt层；904-第二ni层；905-第二pt层；906-ti层；907-al层；908-cr层。
具体实施方式
29.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的较佳实施方式。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本技术的公开内容理解的更加透彻全面。
30.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。
31.首先结合图1对相关技术中led芯片的电极结构进行简单说明：
32.在自远离外延层的一侧到靠近外延层的一侧，电极10依次包括第一au层11、ausn层12、第二au层13、第一pt层14、第一ti层15、第二pt层16、第二ti层17、al层18以及cr层19。
33.该电极10可以为倒装led芯片的电极，也可以为垂直led芯片的电极。在该电极10中，第一au层11、ausn层12、第二au层13一起作为焊接层，用于同助焊剂结合，从而焊接到驱动背板的背板电极上，不过，由于au的熔点(1065℃)很高，而回流焊的温度在330℃左右，所以在焊接过程中最外层的第一au层11难以熔化，会阻挡熔融的ausn与固晶材料以及背板电极结合，抑制了固晶效果。
34.另外，ausn层12熔化之后，熔融的ausn会向着al层18的方向渗透，虽然pt与ti的叠层会在一定程度上阻挡ausn的渗透，但因为pt与ti的叠层阻挡效果有限，因此，还是会有一些ausn穿透pt与ti的叠层，到达al层18处，这不仅会造成au、al互溶，而且还会导致ausn层12空洞，使得led芯片固晶不平整。
35.综上，相关技术中led芯片的电极结构不理想，影响了led芯片与驱动背板结合的可靠性，限制了显示面板的生产良率与品质。
36.基于此，本技术希望提供一种能够解决上述技术问题的方案，其详细内容将在后续实施例中得以阐述。
37.本技术一可选实施例：
38.本实施例提供一种led芯片，该led芯片可以为倒装结构，也可以为垂直结构，请参见图2示出的该led芯片的结构示意图：
39.led芯片2包括外延层20以及固晶键合电极30，固晶键合电极30是指通过固晶键合到背板电极上的电极，简单来说，就是在固晶后朝向驱动背板的电极，因此，以图2示出的倒装结构的led芯片2为例，其中两个电极均为固晶键合电极30。如果led芯片为垂直结构，则该led芯片具有一个固晶键合电极30。外延层20中包括n型半导体层21、p型半导体层23以及介于二者之间的有源层22，应当理解的是，图2中仅示出了外延层20中的部分层结构，但在其他一些示例中，外延层20中还可以包括缓冲层、非故意掺杂层、电子阻挡层、电流扩展层等层结构中的至少一种。
40.在图2中示出的倒装结构的led芯片2中，其中一个固晶键合电极30与外延层20中的n型半导体层21电连接，以在电流的驱动下向有源层22中注入电子，另一个固晶键合电极
30则与外延层20中的p型半导体层23电连接，并在电流的驱动下向有源层22中注入空穴，空穴与电子在有源层22中复合并激发出光。可以理解的是，固晶键合电极30与n型半导体层21或p型半导体层23的连接可以是直接接触的，也可以不直接接触的，例如，如果外延层20中包括欧姆接触层，则固晶键合电极30可以通过欧姆接触层间接地与p型半导体层23连接在一起。
41.在本实施例中，固晶键合电极30自远离外延层20的一侧到靠近外延层20的一侧依次包括焊接层31、阻隔层32、延展层33以及接触层34，其中，焊接层31的主要作用是在固晶过程中受热熔化，从而与固晶材料以及背板电极结合在一起。阻隔层32用于对熔融态的焊接层31材料进行阻挡，以阻止熔融的焊接层31材料渗入到延展层33侧。延展层33具有较好的延展性，其能够使得固晶键合电极30具有一定的柔性，而接触层34则是与外延层20进行接触的层结构。
42.图3中示出了图2中led芯片2内固晶键合电极30的示意图，在本实施例中焊接层31可以为单层结构，也可以为复合层结构，在一些示例中焊接层31中包括ausn层311，并且ausn层311是焊接层31中距离阻隔层32最远的一个层结构，以靠近外延层20的一侧作为固晶键合电极30的内层，则ausn层311就是固晶键合电极30中的最外层，是直接与固晶材料和背板电极结合的层结构。在本实施例的一些示例中，焊接层31中仅包括ausn层311，请参见图2与图3；还有一些示例中，焊接层31中也包括au层，请参见图4示出的一种固晶键合电极的结构示意图：在图4中，焊接层31中同时包括ausn层311以及au层312，不过au层312设置于ausn层311朝向阻隔层32的一侧，位于ausn层311与阻隔层32之间。
43.在阻隔层32中包括阻隔叠层，阻隔叠层包括第一ni层321、第二ni层323以及位于二者之间的第一pt层322，第一ni层321比第二ni层323距离焊接层31更近，由于ni具有较强的阻挡能力，能够有效阻隔熔融态的ausn向着延展层33渗透，避免了au与al的互溶进而导致led芯片2失效的问题，也避免了ausn层311产生空洞，导致固晶键合电极30固晶不平整的问题，提升了led芯片2的品质。
44.在本实施例中，第一ni层321比第二ni层323要厚，因为在阻挡熔融态的ausn时，第一ni层321是作为“第一道防线”存在的，所以，将第一ni层321设置得比较厚，例如至少可选地，一些示例中第一ni层321的厚度不限于为或等数值。由于“第一道防线”比较厚，因此可以尽量将渗透的ausn阻挡在“第一道防线”及“第一道防线”之外，这样一来穿透至第二ni层323的ausn就会相对较少，所以用较薄的ni层就可以达到对应的阻挡能力，第二ni层323的厚度通常小于例如包括但不限于或或等，这样不仅可以减少固晶键合电极30中ni的使用，降低led芯片2的成本，而且可以减小阻隔叠层的厚度，进而减小固晶键合电极30的整体厚度，减小led芯片2固晶到驱动背板上所形成的显示面板的厚度。
45.在本实施例的一些示例中，阻隔层32中还包括第二pt层324，请参见图5所示，第二pt层324位于阻隔叠层32朝向延展层33的一侧，在这种示例中，设置阻隔层32时，ni层与pt层交替设置两个周期，在本实施例的其他一些示例中，阻隔层32中可以包括多个ni层与pt层构成的周期性叠层，例如ni层与pt层交替设置三个周期、五个周期等。
46.本实施例的一些示例中，阻隔层32中还包括ti层325，请参见图6，ti层325设置于
第二pt层324朝向延展层33一侧。
47.延展层33通常由延展性较好的金属形成，例如在本实施例中，延展层33中包括al，在一些示例中，延展层33中包括al层331，如图3所示，另一些示例中，延展层33中不包括al层331，而是包括alcu层，alcu层的厚度大于等于例如可以为或者等。还有一些示例中，延展层33中同时包括al层331与alcu层332，例如请参见图7所示。alcu层332中在al中加入了cu形成了铝铜合金，利用cu可以抑制al的受热膨胀，但同时又不会影响al的延展柔性。
48.在本实施例中，接触层34中包括cr，cr层340能很好地与外延层20接触，提升外延层20的出光效果。
49.如图8所示，本实施例还提供一种显示面板8，该显示面板8中包括驱动背板81以及与驱动背板81电连接的多颗led芯片82，led芯片82的至少一个电极可以通过固晶的方式与驱动背板81的背板电极键合在一起，在本实施例中，led芯片82可以为前述任意一种示例中提供的led芯片2。虽然在图8当中，驱动背板81上的led芯片82均为倒装结构，但本领域技术人员可以理解的是，该led芯片82也可以替换为垂直结构。在本实施例中，多颗led芯片82中包括红光芯片、绿光芯片以及蓝光芯片，在本实施例的另一些示例中，多颗led芯片82中还可以包括黄光芯片或白光芯片。
50.本实施例提供的led芯片，一方面通过以ausn层作为固晶键合电极的最外层，提升了固晶充分程度，另一方面，通过在阻隔层中设置第一ni层、第一pt层与第二ni层形成的阻隔叠层，利用ni可靠地阻止熔融态的ausn向着延展层的迁移，避免了ausn层中空洞，延展层中al与au互溶从而导致的led芯片失效问题，提升了led芯片的品质以及led芯片与驱动背板间电连接的可靠性。
51.本技术另一可选实施例：
52.本实施例提供一种倒装结构的led芯片，这里主要对该led芯片的电极结构进行介绍，请参见图9所示的led芯片中固晶键合电极90的一种结构示意图：
53.固晶键合电极90自远离led芯片外延层的一侧到靠近外延层的一侧依次设置有ausn层901、第一ni层902、第一pt层903、第二ni层904、第二pt层905、ti层906以及al层907、cr层908，毫无疑义的是，固晶天河电极90在设置时，上述各个层结构逆着上述顺序设置，即最先设置的是cr层909，最后设置的是ausn层901。
54.可以理解的是，固晶键合电极90中相邻两个层结构之间的界面可以平行于固晶键合电极90与外延层间的界面，在这种情况下，在后设置的层结构仅覆盖在先设置的层结构的顶面；另一些示例中，在后设置的层结构会包覆在前设置的层结构的顶面与侧面，如图9所示，在该示例中，各层结构均可以与固晶键合电极90构成圆台，在图9示出的剖面示意图中，各层结构均可以与底边构成梯形。
55.在本实施例中，去除了焊接层中的au层，这样可以避免因为au层难以在回流焊中熔化而导致的固晶不充分的问题，有利于提升固晶后固晶键合电极与背板电极间键合的可靠性。
56.另外，本实施例中，第一ni层902的厚度大于而第二ni层904的厚度小于利用第一ni层902与第二ni层904可以有效阻挡ausn的穿透，避免au与al的互溶，
降低了led芯片失效的概率；同时，也减少了顶层ausn空洞造成固晶井不平整的问题，提升了led芯片的品质。
57.应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。