一种LED芯片的P电极结构、LED芯片结构及其制造方法

摘要

本发明公开了一种LED芯片的P电极结构、LED芯片结构及其制造方法，P电极由多层金属构成，其中最底层为Al，LED芯片结构包括衬底、N型层、有源层、P型层、ITO透明导电层、P电极和N电极，衬底上依次形成N型层、有源层和P型层，N型层和N电极连接，P型层上形成ITO透明导电层，ITO透明导电层上形成P电极，其中P电极的最底层为金属Al,Al经加热渗透进ITO透明导电层，使ITO透明导电层和P型层形成肖特基接触。本发明提升了电极的光反射率，提高了LED芯片的亮度，并且使得LED芯片的制作工艺更简单。

说明书

技术领域

本发明涉及LED技术领域，特别涉及一种LED芯片的P电极结构、LED芯片结构及其制造方法。

背景技术

LED常规正装芯片结构包括以下五个步骤：Mesa、CB、TCL、Pad、PV。其中CB（电流阻挡）层常使用的方式是硅的氧化物或者氮化物等绝缘材料。这类材料虽然可以形成很好的绝缘层，达到电流阻挡的目的，但是该层由于材料本身性质的限制，在芯片封装打线的过程中，常出现CB层被打碎从而导致芯片电极脱落的现象。

常规的正装LED芯片电极分布于芯片正面，与芯片出光面相同，由于电极不透光，对于芯片外量子效率影响较大。目前常见的改善方法是使用反射电极，常规的反射电极结构为Cr/Al/Ti/Pt/Au，其中最底层Cr的主要目的是为了实现欧姆接触和提升粘附性。但是Cr的引入同时带来了很强的吸光作用，导致整个反射电极的反射率只用70%左右，限制了芯片亮度的提升。

有鉴于此，本发明提出了一种LED芯片的P电极结构、LED芯片结构及其制造方法，可以有效的解决上述问题。

发明内容

本发明提供的一种LED芯片的P电极结构、LED芯片结构及其制造方法，提升了电极的可见光反射率，提高了LED芯片的亮度，并且使得LED芯片的制作工艺更简单。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种LED芯片的P电极结构，由多层金属构成，其中最底层金属为Al。

所述多层金属从下至上依次为Al、Ti、Pt和Au。

一种LED芯片结构，包括衬底、N型层、有源层、P型层、ITO透明导电层、P电极和N电极，衬底上依次形成N型层、有源层和P型层，N型层和N电极连接，P型层上形成ITO透明导电层，ITO透明导电层上形成P电极，其中P电极的最底层为金属Al,Al经加热渗透进ITO透明导电层，使ITO透明导电层和P型层形成肖特基接触。

所述P电极结构从下到上依次为Al、Ti、Pt和Au。

所述N型层为N-GaN层，P型层为P-GaN层。

一种LED芯片结构的制作方法，包括如下步骤：

S1：在衬底上依次沉积N型层、有源层和P型层；

S2：通过刻蚀裸露出部分N型层；

S3：在P型层上沉积一层ITO透明导电层；

S4：负胶光刻形成P电极图形和N电极图形，利用溅射方式在P电极最底层形成Al层，再使用金属蒸镀方式完成N电极和剩余P电极蒸镀，利用剥离去胶工艺去除多余的金属，形成P电极和N电极。其中P电极材料依次为Al层、Ti层、Pt层和Au层；

S5：高温加热电极合金，使ITO透明导电层与P型层之间形成欧姆接触，同时也使P电极下的Al扩散至ITO透明导电层和P型层接触界面形成肖特基接触，高温加热电极合金同时使N电极与N型层形成欧姆接触。

其中步骤S5中，负胶厚度为3μm，Al层厚度为2000埃，Ti、Pt和Au的厚度分别为100埃、1000埃和10000埃。

步骤S5中，使用快速退火炉，温度500℃加热合金，持温时间为1min。

采用上述方案后，本发明将P电极的最底层设置为溅射工艺金属Al，通过加热使P电极正下方ITO掺杂入金属Al元素，破坏了其与P型层之间的欧姆接触，反而形成强的肖特基接触，从而达到电流阻挡的作用，起到改善电流分布的作用。因此在制作LED芯片的过程可省略CB层的制作。

同时由于Al的反射率在可见光的范围内可以到达88%左右，较常规的Cr/Al反射电极70%左右的反射率有提升18%左右，因此可以提升LED芯片的亮度。

另外，由于没有硅氧化物材质的CB层，避免了封装打线过程中可能出现的由于CB层被打碎而导致的掉电极异常。

本发明提出了一种特定区域透明导电层掺杂金属元素改变该区域功函数，使该区域透明导电层与P型层之间形成肖特基接触的制作CB层的思路。

附图说明

图1是本实施例LED芯片的剖视示意图；

图2是本实施例LED芯片的俯视示意图。

标号说明

P电极1，主电极11，衬底2，N型层3，有源层4，P型层5，ITO透明导电层6，N电极7。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

如图1所示，其中包括本发明揭示的一种LED芯片的P电极结构，P电极1结构由多层金属组成，从下至上依次为Al、Ti、Pt和Au。

如图1-2所示，是本发明揭示的一种LED芯片结构，包括衬底2、N型层3、有源层4、P型层5、ITO透明导电层6、P电极1和N电极7。其中N型层3为N-GaN层，P型层5为P-GaN层。

衬底2上依次形成N型层3、有源层4和P型层5，N型层3和N电极7连接。P型层5上形成ITO透明导电层6，ITO透明导电层6上形成P电极1，其中P电极1的主电极11位置开孔直接和P型层5接触，目的是为了增强P电极粘附性。P电极1结构从下到上依次为Al、Ti、Pt和Au。

本发明将P电极1的最底层设置为金属Al，使P电极正下方ITO掺杂入金属Al元素，破坏ITO与P型层5之间的欧姆接触，形成强的肖特基接触，从而防止P极电流直接向下传导，起到改善电流分布的作用。因此在制作LED芯片的过程可省略CB层的制作。

同时由于Al的反射率在可见光的范围内可以到达88%左右，较常规的Cr/Al反射电极70%左右的反射率有提升18%左右，因此可以提升LED芯片的亮度。

一种LED芯片结构的制作方法，包括如下步骤：

S1：在衬底2上依次沉积N型层3、有源层4和P型层5；

S2：通过干法刻蚀方式，裸露出部分N型层3；

S3：在P型层5上沉积一层ITO透明导电层6，ITO透明导电层厚度为1100埃，沉积方式采用电子束蒸镀，蒸镀腔体加热300℃；

S4：负胶光刻形成P电极1图形和N电极7图形，负胶厚度为3μm，利用溅射方式在P电极最底层形成Al层，Al层厚度为2000埃。再使用电子束蒸镀方式完成剩余电极蒸镀，从下至上依次为Ti/Pt/Au，厚度为100埃/1000埃/10000埃，利用剥离去胶工艺去除多余的金属和光刻胶，形成P电极1和N电极7；

S5：使用快速退火炉，温度500℃加热电极合金，持温时间为1min，使ITO透明导电层6与P型层5之间形成欧姆接触。同时也使P电极1底层的Al扩散至ITO透明导电层6和P型层5接触界面，形成肖特基接触。高温加热电极合金同时使N电极7与N型层3形成欧姆接触。

以上仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明的保护范围的限定。凡依本案的设计思路所做的等同变化，均落入本案的保护范围。