LED反射电极及倒装LED芯片的制作方法

led反射电极及倒装led芯片
技术领域
1.本实用新型属于一种led电极的成本控制技术，具体涉及一种led反射电极及倒装led芯片。


背景技术：

2.现有的倒装odr（dbr 金属反射电极）结构为如下层级结构，al作为反射层、阻挡层，包裹层（au）、保护层。
3.其中，采用铝（al）复合电极作为反射电极，al作为反射层，在长波段（500nm-900nm）的反射率有较大的损失，如附图1所示。


技术实现要素：

4.本实用新型针对现有技术的缺点，设计了一种led反射电极及倒装led芯片，利用该反射电极制造倒装led芯片，极大提高odr结构中的金属反射层的反射率，进而提高整个芯片的亮度。
5.本实用新型公开的技术方案如下：一种led反射电极，电极结构，至少包括ti/ag反射层、阻挡层、包裹层、保护层，ti层厚度为5
åꢀ‑
20
å
，ag层厚度为500
å‑
5000
å
。
6.在上述方案的基础上，作为优选，包裹层为al复合层，al复合层包括第一al子层、第二al子层、以及设置于第一al子层和第二al子层之间的ti子层。
7.在上述方案的基础上，作为优选，所述ti子层与所述第一al子层和第二al子层之间分别设置有第一隔离层和第二隔离层，
8.第一、第二隔离层的厚度小于第一al子层和第二al子层的厚度；
9.第一、第二隔离层为ni或者pt。
10.在上述方案的基础上，作为优选，第一al子层和第一隔离层之间设置有第三隔离层，第二al子层和第二隔离层之间设置有第四隔离层，
11.第三、第四隔离层为cr。
12.在上述方案的基础上，作为优选，第一al子层和第二al子层厚度为1000
å
—10000
å
；
13.第一、第二隔离层厚度为 100
å‑
2000
å
；
14.ti子层厚度为 100
å‑
2000
å
；
15.第三、第四隔离层厚度为5a-50
å
。
16.在上述方案的基础上，作为优选，阻挡层包括cr层、ni层、ti层、pt层中任意一种或者多种的组合。
17.在上述方案的基础上，作为优选，包裹层为au或cu。
18.在上述方案的基础上，作为优选，阻挡层为ni/pt或ni/pt/ni/pt或ti/pt或ti/pt/ti/pt或ni/ti/ni/ti或ni/ti。
19.在上述方案的基础上，作为优选，保护层包括cr、ni、ti、pt任意一种或多种的组
合。
20.一种倒装led芯片，包括衬底；
21.外延层，形成在衬底上，该外延层依次包括n型半导体层、发光层、p型半导体层；
22.第一电极，包括与n型半导体层电极连接的多个第一n电极和与p型半导体层电性连接的多个第一p电极；
23.第一n电极和第一p电极分散设置于外延层上；
24.第二电极，包括电性连接第一n电极的第二n电极，和电性连接多个第一p电极的第二p电极，第二n电极与第二p电极之间设置有间隙结构；
25.焊盘电极，包括电性连接第二n电极的n焊盘，和电性连接第二p电极的p焊盘。
26.第二电极为所述的led反射电极。
27.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
28.极大提高odr结构中的金属反射层的反射率（通过高温烘烤后反射率在460nm可以达到93%，al为86%，在长波段可达94-95，而al只能75%，），进而提高整个芯片的亮度。
29.提高结构稳定性，有效防止金属老化。
30.采用非黄金的al复合结构，极大的降低了生产成本，可以保证电极在dbr的披覆性和整个电极的稳定性。
31.al复合结构中ni用于隔绝al和ti，可以保证电极在dbr 孔洞斜坡位置的的稳定性，避免出现孔洞，保证电极在斜坡位置的披覆，cr用于隔绝al、ni，避免后续高温工艺中al、ni互融现象的出现导致老化失效，因此，采用crni包裹ti的方式同时可以避免ti空洞以及alni互融，保证整个电极的稳定性，从而使得整个led芯片的老化稳定性得以保证。
附图说明
32.图1是al反射层的反射光谱图；
33.图2是tiag复合层与al反射层的反射率对比图；
34.图3是包裹层为al复合结构的结构示意图；
35.图4是包裹层为au的结构示意图；；
36.图5是实施例1的结构示意图；
37.图6是倒装odr结构的俯视图；
38.图7是图6的剖面图。
具体实施方式
39.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
40.如图1-4所示，一种led反射电极，该电极结构设置在外延层上，至少包括ti/ag反射层1、阻挡层2、包裹层3、保护层4，ti层厚度为5
åꢀ‑
20
åꢀ
，ag层厚度为500
å‑
5000
å
。
41.在该实施例中，ti/ag反射层替代传统的al反射层，极大提高odr结构中的金属反射层的反射率（通过高温烘烤后反射率在460nm可以达到93%，al反射层为86%，在长波段可
达94-95，而al只能75%，），进而提高整个芯片的亮度。
42.其中，
43.包裹层3可为al复合层或au或cu。
44.在包裹层为al复合层时，阻挡层2包括cr层、ni层、ti层、pt层中任意一种或者多种的组合。阻挡层具体可为ti单层或者是ni层和pt层层叠结构或者是ti层和pt层的层叠结构或ni层和ti层的层叠结构，如：cr/ni/ti/ni/cr或ti/pt/ti/pt/ni/cr或ni/pt/ni/pt/ni/cr。
45.在包裹层au或cu时，阻挡层为ni/pt或ni/pt/ni/pt或ti/pt或ti/pt/ti/pt或ni/ti/ni/ti或ni/ti。
46.保护层包括cr、ni、ti、pt任意一种或多种的组合，如cr/pt/ti、ti/pt/ti复合层、或者cr/ni/pt/ti复合层、或者cr/ti/pt/ti复合层。
47.实施例1
48.如图5所示，在本实施例所提供的led电极结构包括，ti/ag结构的复合反射层、cr/ni/ti/ni/cr结构的阻挡层、al复合层、以及cr/pt/ti结构的保护层。
49.在cr/ni/ti/ni/cr结构的阻挡层中，ti厚度为100
å‑
3000
å
，如100
åꢀ
、300
å
、500
ꢀå
、800
ꢀå
、1000
ꢀå
、1200
å
、1500
ꢀå
、1800
å
、2000 a、2200
å
、2500 a、2800 a、3000 a；
50.cr厚度为10
å‑
200
å
，如10
å
、30
å
、50 a、800
å
、100 a、120
å
、150
ꢀå
、180
å
、200
å
；
51.ni厚度为100
å‑
3000
å
，如100
åꢀ
、300
å
、500
ꢀå
、800
ꢀå
、1000
ꢀå
、1200
å
、1500
ꢀå
、1800
å
、2000
ꢀå
、2200
å
、2500
ꢀå
、2800
ꢀå
、3000
ꢀå
。
52.在cr/pt/ti结构的保护层中，ni厚度为100
å‑
2000
å
，如100
åꢀ
、300
å
、500
ꢀå
、800
ꢀå
、1000
ꢀå
、1200
å
、1500
ꢀå
、1800
å
、2000
ꢀå
；
53.pt厚度为500
å‑
5000
å
，如500
ꢀå
、1000
ꢀå
、1500
ꢀå
、2000
ꢀå
、2500
ꢀå
、3000
ꢀå
、3500
ꢀå
、4000
åꢀ
、4500
å
、5000
å
；
54.ti厚度为10-100
å
，如100
åꢀ
、300
å
、500
ꢀå
、800
ꢀå
、1000
ꢀå
、1200
å
、1500 a、1800
å
、2000
ꢀå
、2200
å
、2500
ꢀå
、2800
ꢀå
、3000
ꢀå
。
55.al复合层包括第一al子层、第二al子层、以及设置于第一al子层和第二al子层之间的ti子层，进一步地，所述ti子层与所述第一al子层和第二al子层之间分别设置有第一隔离层和第二隔离层，优选第一、第二隔离层为ni，由此形成的al复合层为：第一al子层/ni第一隔离层/ti子层/ni第二隔离层/第二al子层。
56.具体地，第一、第二隔离层的厚度小于第一al子层和第二al子层的厚度；第一al子层和第二al子层厚度为1000
å
—10000
å
；ti子层厚度为 100
å‑
2000
å
；第一、第二隔离层为ni，厚度为 100
å‑
2000
å
；
57.实施例2
58.与实施例1不同之处在于，第一、第二隔离层材料均为pt，或者第一、第二隔离层可其中任一层材料为ni，另一层材料为pt。
59.由此形成的al复合层为：第一al子层/pt第一隔离层/ti子层/pt第二隔离层/第二al子层，或者第一al子层/ni第一隔离层/ti子层/pt第二隔离层/第二al子层，或者第一al子层/pt第一隔离层/ti子层/ni第二隔离层/第二al子层。
60.实施例3
61.本实施例与实施例1和2的区别在于，在实施例1和2中形成led电极结构不适于后续由高温工艺的led芯片，因为al子层和ni、pt材料的隔离层在高温下会出现互融现在，因此使所述led芯片（尤其是倒装芯片）电极适应后续的高温操作，本实施例在第一al子层和第一隔离层之间设置有第三隔离层，第二al子层和第二隔离层之间设置有第四隔离层，所述第三、第四隔离层为cr。
62.由此形成的al复合层可以为：第一al子层/cr第三隔离层/pt第一隔离层/ti子层/pt第二隔离层/cr第四隔离层/第二al子层，或者第一al子层/cr第三隔离层/ni第一隔离层/ti子层/pt第二隔离层/cr第四隔离层/第二al子层，或者第一al子层/cr第三隔离层/pt第一隔离层/ti子层/ni第二隔离层/cr第四隔离层/第二al子层，或者第一al子层/cr第三隔离层/ni第一隔离层/ti子层/ni第二隔离层/cr第四隔离层/第二al子层。
63.具体地，第一al子层和第二al子层厚度为1000
å
—10000
å
；
64.第一、第二隔离层厚度为 100
å‑
2000
å
；
65.ti子层厚度为 100
å‑
2000
å
；
66.第三、第四隔离层厚度为5a-50
å
。
67.实施例4
68.在实施例3的基础上，第一al子层和第二al子层厚度为2000-4000
å
，如2000
å
、2500
å
、3000
å
、3500
å
、4000
å
；
69.第一、第二隔离层厚度为 300-600
å
，如300
å
、400
å
、500
å
、600
å
；
70.ti子层厚度为 500-1500
å
，如500
å
、700
å
、900
å
、1000
å
、1200
å
、1500
å
；
71.第三、第四隔离层厚度为10
å‑
30
å
，如10
å
、20
å
、30
å
。
72.实施例5
73.本实施例提供的led电极结构作为申请例一，其包括：
74.反射层ti/ag层，ti/ag，ti厚度为9
ꢀå
，ag厚度为1000
å
；
75.阻挡层ti层，ti/ni/pt/ni/pt，厚度依次为：ti厚度为1000
å
，ni厚度为600 a，pt厚度为600
ꢀå
，ni厚度为600
ꢀå
，pt厚度为600
ꢀå
；
76.au层，厚度为8500
å
；
77.保护层，ti/pt/ti，ti厚度为1000
å
， pt厚度为2000
å
，ti厚度为50
å
。
78.对比例一
79.反射层al层，厚度为1000
å
；
80.阻挡层ti层，ti/ni/pt/ni/pt，厚度依次为：ti厚度为1000
å
，ni厚度为600
ꢀå
，pt厚度为600
ꢀå
，ni厚度为600
ꢀå
，pt厚度为600
ꢀå
；
81.au层，厚度为8500
å
；
82.保护层，ti/pt/ti，ti厚度为1000
å
， pt厚度为2000
å
，ti厚度为50
å
。
83.取申请例一和对比例一的产品各3片，编号分别对应申请片1、对比片1；申请片2、对比片2；申请片3、对比片3；申请例一和对比例一相比，在电极反射率、光电性能以及电极的老化测试方面如下，
84.电极反射率：申请例一和对比例一中编号对应的两片中，由于申请例一中采用ti/ag反射层，而对比例一种采用al反射层，光通量高，表明申请例一的反射率高于对比例一的反射率。
85.光电性能：申请例一和对比例一中编号对应的两片电压、各项良率均几乎一致，亮度封装后申请例一比对比例一高1.23%。
86.电极的老化测试：申请例一和对比例一中编号对应的两片均可通过厂内老化以及环境测试。
87.测试结果如下表所示。片号例型良率vf(v)光通量
ꢀꢀ
φ(lm)
△
φ(lm)对比片1对比例一94.28%2.7137.11ꢀ申请片1申请例一93.61%2.7137.46100.93%对比片2申请例一95.15%2.7137.02ꢀ申请片2申请例一92.13%2.7137.55101.44%对比片3对比例一92.10%2.7237.02ꢀ申请片3申请例一93.13%2.7237.52101.34%
88.实施例6
89.本实施例提供的led电极结构作为申请例二，包括：
90.反射层ti/ag层，ti/ag，ti厚度为9
ꢀå
，ag厚度为1000
å
；
91.阻挡层ti层，ti/pt/ti/ pt/ni/ cr，厚度依次为：ti厚度为1000
å
，ni厚度为600
å
，pt厚度为600
å
，ni厚度为600
å
，pt厚度为600
å
；
92.包裹层，al/cr/ni/ti/ni/cr/al，厚度依次为：al厚度为4000
å
，cr厚度为20
å
，ni厚度为600
å
，ti厚度为1000
å
，ni厚度为600
å
，cr厚度为20
å
，al厚度为4000
å
；
93.保护层，cr/ni/pt/ti，厚度依次为：cr 厚度为20
å
，ni厚度为600
å
， pt厚度为2000
å
，ti厚度为50
å
。
94.对比例二
95.反射层al层，厚度为1000
å
；
96.阻挡层ti层，ti/ni/pt/ni/pt，厚度依次为：ti厚度为1000
å
，ni厚度为600
å
，pt厚度为600
å
，ni厚度为600
å
，pt厚度为600
å
；
97.包裹层，al/cr/ni/ti/ni/cr/al，厚度依次为：al厚度为4000
å
，cr厚度为20
å
，ni厚度为600
å
，ti厚度为1000
å
，ni厚度为600
å
，cr厚度为20
å
，al厚度为4000
å
；
98.保护层，cr/ni/pt/ti，厚度依次为：cr 厚度为20
å
，ni厚度为600
å
， pt厚度为2000
å
，ti厚度为50
å
。
99.取申请例二和对比例二的产品各3片，编号分别对应申请片4、对比片4；申请片5、对比片5；申请片6、对比片6；申请例二和对比例二相比，在电极反射率、光电性能以及电极的老化测试方面如下，
100.电极反射率：申请例二和对比例二中编号对应的两片中，由于申请例二中采用ti/ag反射层，而对比例二种采用al反射层，光通量高，表明申请例二的反射率高于对比例二的反射率。
101.光电性能：申请例二和对比例二中编号对应的两片电压、各项良率均几乎一致，亮度封装后申请例二比对比例二高1.4%。
102.电极的老化测试：申请例二和对比例二中编号对应的两片均可通过厂内老化以及环境测试。
103.测试结果如下表所示。片号例型良率vf(v)光通量
ꢀꢀ
φ(lm)
△
φ(lm)对比片4对比例二94.62%2.7137.14ꢀ申请片4申请例二94.85%2.7237.70101.50%对比片5对比例二89.65%2.7136.91ꢀ申请片5申请例二91.45%2.7037.38101.26%对比片6对比例二91.97%2.7137.08ꢀ申请片6申请例二90.70%2.7237.62101.44%
104.实施例7
105.本实施例提供的led电极结构作为申请例三，包括：
106.反射层ti/ag层，ti/ag，ti厚度为9
ꢀå
，ag厚度为1000
å
；
107.阻挡层ti层，ti/pt/ti/ pt/ni/ cr，厚度依次为：ti厚度为1000
å
，ni厚度为600
å
，pt厚度为600
å
，ni厚度为600
å
，pt厚度为600
å
；
108.包裹层，al/cr/ni/cr/al，厚度依次为：al厚度为4000
å
，cr厚度为20
å
，ni厚度为600
å
，cr厚度为20
å
，al厚度为4000
å
；
109.保护层，cr/ni/pt/ti，厚度依次为：cr 厚度为20
å
，ni厚度为600
å
， pt厚度为2000
å
，ti厚度为50
å
。
110.对比例三
111.反射层al层，厚度为1000
å
；
112.阻挡层ti层，ti/pt/ti/ pt/ni/ cr，厚度依次为：ti厚度为1000
å
，ni厚度为600
å
，pt厚度为600
å
，ni厚度为600
å
，pt厚度为600
å
；
113.包裹层，al/cr/ni/cr/al，厚度依次为：al厚度为4000
å
，cr厚度为20
å
，ni厚度为600
å
，cr厚度为20
å
，al厚度为4000
å
；
114.保护层，cr/ni/pt/ti，厚度依次为：cr 厚度为20
å
，ni厚度为600
å
， pt厚度为2000
å
，ti厚度为50
å
。
115.取申请例三和对比例一的产品各3片，编号分别对应申请片7、对比片7；申请片8、对比片8；申请片9、对比片9；申请例一和对比例一相比，在电极反射率、光电性能以及电极的老化测试方面如下，
116.电极反射率：申请例三和对比例三中编号对应的两片中，由于申请例三中采用ti/ag反射层，而对比例三种采用al反射层，光通量高，表明申请例一的反射率高于对比例三的反射率。
117.光电性能：申请例三和对比例三中编号对应的两片电压、各项良率均几乎一致，亮度封装后申请例三比对比例三高1.47%。
118.电极的老化测试：申请例三和对比例三中编号对应的两片均可通过厂内老化以及环境测试。
119.测试结果如下表所示。片号例型良率vf(v)光通量
ꢀꢀ
φ(lm)
△
φ(lm)对比片7对比例三92.08%2.7036.53ꢀ申请片7申请例三91.98%2.7037.05101.43%
对比片8对比例三84.45%2.7036.79ꢀ申请片8申请例三90.91%2.7137.40101.65%对比片9对比例三85.40%2.7036.54ꢀ申请片9申请例三91.41%2.7137.03101.34%
120.实施例8
121.如图6-7所示，一种倒装odr结构，包括衬底100；
122.外延层200，形成在衬底上，该外延层依次包括n型半导体层210、发光层220、p型半导体层230；
123.第一电极500，包括与n型半导体层电极连接的多个第一n电极520和与p型半导体层电性连接的多个第一p电极510；
124.第一n电极520和第一p电极510分散设置于外延层200上；
125.第二电极700，包括电性连接第一n电极的第二n电极720，和电性连接多个第一p电极510的第二p电极710，第二n电极与第二p电极之间设置有一定的间隙结构。
126.焊盘电极900，包括电性连接第二n电极720的n焊盘920，和电性连接第二p电极710的p焊盘910。
127.其中，第二电极为实施例1-7中的电极结构。
128.进一步，p型半导体层上设置有电流阻挡层300，第一p电极设置于电流阻挡层上，且第一p电极与电流阻挡层之间还设置有电流扩展层400（为ito透明导电层），第一p电极通过电流扩展层与p型半导体层电性连接。
129.更具体的，在所述衬底100上依次沉积n型半导体层210、发光层220和
130.p型半导体层230以形成外延层200。
131.在所述外延层200上沉积sio2，并通过光刻得到电流阻挡层300，再沉积得到电流扩展层400，通过刻蚀得到n gan台阶区211。
132.第一p电极510和第一n电极520分别沉积于芯片表面，两者之间有间隙结构。
133.沉积第一绝缘层600，在所述第一p电极510和所述第一n电极520上方分别得到多个裸露孔，沉积对应的第二电极，得到与所述第一p电极、第一n电极相连接的第二p型电极710和第二n电极720。
134.其中第一绝缘层600为dbr反射层，第二n电极720一部分通过裸露孔与第一n电极电性连接，另一部分设置于第一绝缘层上；同样，第二p电极720一部分通过裸露孔与第一p电极电性连接，另一部分设置于第一绝缘层上；
135.所述第二n电极和第二p电极为上述实施例1-7所述的任一led电极结构。
136.沉积第二绝缘层800，沉积第一绝缘层600，在所述第一p电极710和所述第一n电极720上方分别得到多个裸露孔（第二p电极通孔711、第二n电极通孔721），沉积对应的焊盘电极，得到与所述第二p电极、第二n电极相连接的p焊盘910和n焊盘920。
137.应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。