CN110729387B - 发光二极管芯片及发光二极管芯片的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种发光二极管芯片及发光二极管芯片的制造方法，该发光二极管芯片包括：芯片主体；设于芯片主体上的电极层；设于电极层上的钝化保护层；以及熔合保护层，熔合保护层位于电极层与钝化保护层之间，用于将钝化保护层与电极层进行隔离。以此能够改善现有技术中的发光二极管容易发生金属迁移的问题。
Description
技术领域
本申请涉及发光二极管领域，具体而言，涉及一种发光二极管芯片及发光二极管芯片的制造方法。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)作为代替白炽灯和荧光灯的新一代环保光源，与传统照明光源相比，LED具有效率高、能耗低、寿命长、体积小、色彩丰富等诸多优点，被广泛应用在照明、显屏、数码和背光等领域。
但由于LED芯片在一些实际应用场景下会长期处于逆偏压下，同时由于LED芯片尺寸较小，逆偏电场强度较大，LED的电极金属容易在逆偏电场和实际使用环境中水汽的共同作用下发生金属迁移，使电极脱落，导致死灯。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种发光二极管芯片及发光二极管芯片的制造方法，用以改善现有技术中LED的电极金属容易发生金属迁移的缺陷。
第一方面，本申请实施例提供一种发光二极管芯片，包括：
芯片主体；
设于所述芯片主体上的电极层；
设于所述电极层上的钝化保护层；
以及熔合保护层，所述熔合保护层位于所述电极层与所述钝化保护层之间，用于将所述钝化保护层与所述电极层进行隔离。
在上述结构中，发光二极管芯片的电极层与钝化保护层之间设置了熔合保护层，以此能够在钝化保护层的基础上，由熔合保护层对电极层进行双重保护，避免在逆偏电场和使用环境中水汽的共同作用下造成电极层的金属迁移。通过熔合保护层能够阻止水汽通过钝化保护层渗入电极层而与电极层发生反应，有效提升了发光二极管芯片的抗金属迁移能力。
结合第一方面，在一种可能的设计中，所述电极层与所述钝化保护层之间设有粘附层，所述粘附层用于将部分所述电极层与所述钝化保护层连接；其中，所述粘附层位于所述熔合保护层表面。
在上述结构中，通过粘附层能够提升电极层对外围的钝化保护层的粘附力，避免钝化保护层脱落，以此增强了发光二极管芯片的结构密闭性，提升了抗金属迁移能力。
结合第一方面，在一种可能的设计中，所述电极层包括：
设于所述芯片主体上的接触层；
设于所述接触层上的反射层；
设于所述反射层上的阻挡层；
以及设于所述阻挡层上的焊线层。
在上述结构中提供了一种电极层的具体实现方式，电极层包含多个子功能层，接触层、反射层、阻挡层、焊线层共同形成的电极层作为发光二极管芯片中的电极金属。
结合第一方面，在一种可能的设计中，所述钝化保护层上设有开口；所述焊线层上与所述开口位置对应的焊线区域裸露。
通过上述实现方式，能够预留出用于焊接的焊线区域，便于后续焊接操作。
结合第一方面，在一种可能的设计中，所述接触层的材料为镍。
通过上述实现方式，相较于采用铬作为接触层的方式，以镍金属作为接触层将使得电极层与半导体之间更为稳定，可以提升抗金属迁移能力，还能提升电极层的反射率。
结合第一方面，在一种可能的设计中，所述反射层的材料为含铝元素的合金。
通过上述实现方式，相较于采用纯铝金属作为反射层的方式，以含铝元素的合金形成反射层，发光二极管芯片将更具稳定性。
结合第一方面，在一种可能的设计中，所述焊线层的材料为金。
通过上述实现方式，焊线层材料采用金将更有利于焊线层与电极层中的其他子功能层进行熔合，从而高效形成熔合保护层，以便于在电极层与钝化保护层之间进行隔离。
结合第一方面，在一种可能的设计中，所述电极层的侧壁延伸方向与底面之间的角度为45°-80°。
通过上述实现方式，在电极层的侧壁延伸方向与底面之间的角度为45°-80°时，电极层中位于上层的材料更容易与电极层中位于下层的材料配合以高效形成熔合保护层，从而有助于在电极层与钝化保护层之间进行隔离。
结合第一方面，在一种可能的设计中，所述芯片主体包括：
衬底；
设于所述衬底上的第一半导体层；
设于部分所述第一半导体层上的发光层；
设于所述发光层上的第二半导体层；
设于所述第二半导体层上的透明导电层；
其中，所述电极层设于所述透明导电层以及所述第一半导体层上。
通过上述实现方式提供了一种芯片主体的具体结构。
第二方面，本申请实施例提供一种发光二极管芯片的制造方法，所述方法包括：
在芯片主体上形成电极层；
在所述电极层上形成钝化保护层；
对所述电极层进行高温处理，以使所述电极层中的多层金属部分熔合，形成熔合保护层，实现所述钝化保护层与所述电极层之间的隔离。
通过上述方法，通过在电极层上形成的钝化保护层能够提升发光二极管芯片的结构密闭性，通过对电极层进行高温处理形成的熔合保护层能够在钝化保护层与电极层之间进行隔离，实现对电极层的双重保护，避免在逆偏电场和使用环境中水汽的共同作用下造成电极层的金属迁移。其中，通过高温处理形成的熔合保护层能够阻止水汽通过钝化保护层渗入电极层而与电极层发生反应，有效提升了发光二极管芯片的抗金属迁移能力。
结合第二方面，在一种可能的设计中，所述在所述电极层上形成钝化保护层，包括：
在所述电极层上形成粘附层；
在所述粘附层上形成钝化保护层。
通过上述实现方式能够增强电极层对钝化保护层的粘附力。
结合第二方面，在一种可能的设计中，所述对所述电极层进行高温处理，包括：
以温度范围为200-300摄氏度的温度对所述电极层进行高温熔合处理。
通过上述实现方式能够快速形成熔合保护层。
结合第二方面，在一种可能的设计中，所述在芯片主体上形成电极层，包括：
在所述芯片主体上形成接触层；
在所述接触层上形成反射层；
在所述反射层上形成阻挡层；
在所述阻挡层上形成焊线层。
通过上述实现方式，在芯片主体上依次叠设形成接触层、反射层、阻挡层、焊线层可以快速得到电极层。
结合第二方面，在一种可能的设计中，在所述电极层上形成钝化保护层之后，所述方法还包括：
对所述电极层上的部分钝化保护层进行刻蚀，以使所述电极层中的焊线区域裸露。
通过上述实现方式能够快速形成有利于后续焊接的结构。
结合第二方面，在一种可能的设计中，所述在芯片主体上形成电极层之前，所述方法还包括：
在衬底上形成第一半导体层；
在部分所述第一半导体层上形成发光层；
在所述发光层上形成第二半导体层；
对所述第二半导体层以及所述发光层进行刻蚀，以使所述第一半导体层的第一区域裸露；
在所述第二半导体层的未刻蚀部分形成透明导电层，得到所述芯片主体。
通过上述实现方式提供了一种能够快速形成芯片主体的制造方法。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为现有技术中的一种发光二极管的电极金属的示意图。
图2为在图1所示结构上增设保护层所得到的发光二极管的示意图。
图3为本申请实施例提供的一种发光二极管芯片的示意图。
图4为本申请实施例提供的另一种发光二极管芯片的示意图。
图5为本申请实施例提供的一个实例中的电极层与钝化保护层的配合示意图。
图6为本申请实施例提供的一种接触层的材料对比实验结果。
图7为本申请实施例提供的一种反射层的材料对比实验结果。
图8为本申请实施例提供的电极层的侧壁延伸方向与底面之间的夹角示意图。
图9为本申请实施例提供的一个实例中的发光二极管芯片的示意图。
图10为本申请实施例提供的一种发光二极管芯片的制造方法的流程图。
图11为本申请实施例提供的另一种发光二极管芯片的制造方法的流程图。
图12为本申请实施例提供的一种粘附层与电极层的配合示意图。
图13为本申请实施例提供的一种芯片主体的部分结构示意图。
图14为本申请实施例提供的一种芯片主体的结构示意图。
附图标记：10-发光二极管芯片；100-芯片主体；110-衬底；120-第一半导体层；130-发光层；140-第二半导体层；150-透明导电层；200-电极层；200a-第一电极；200b-第二电极；201-粘附层；210-接触层；220-反射层；230-阻挡层；240-焊线层；300-钝化保护层；400-熔合保护层。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
发明人经过研究发现，在发光二极管(Light Emitting Diode，LED)的早期应用中，例如，在显屏、数码应用等领域，一种常见的发光二极管结构如图1所示，在图1中，设在芯片主体100上的电极层200作为发光二极管的电极金属，发光二极管的电极金属周围是无包覆的，这种发光二极管的电极金属容易在逆偏电场和使用环境的水汽共同作用下出现解析现象，发生金属迁移。当发生金属迁移后容易出现电极脱落、死灯现象。
因此，发明人考虑在电极金属外增加钝化保护层300，得到如图2所示结构的发光二极管，以此提升发光二极管的结构密闭性，从而提升抗金属迁移能力。然而，经过实践发现，通过增加钝化保护层300对电极金属进行包覆的方式，虽然能够在一定程度上提升抗金属迁移能力，但水汽依然容易渗入发光二极管，电极金属中的多种金属元素容易与水汽发生反应，从而发生金属迁移。
有鉴于此，发明人提出以下实施例以改善现有技术中的发光二极管容易出现金属迁移的缺陷。下面结合附图对本申请实施例作详细说明。
请参阅图3，图3为本申请实施例提供的一种发光二极管芯片10的示意图。本申请实施例提供的发光二极管芯片10可以广泛应用于显屏、数码等领域。
如图3所示，本申请实施例提供的发光二极管芯片10包括：芯片主体100、电极层200、钝化保护层300以及熔合保护层400。
其中，电极层200设于芯片主体100上。钝化保护层300设于电极层200上。熔合保护层400位于电极层200与钝化保护层300之间。
芯片主体100，用于为电极层200提供一个安装表面。安装表面可能是平面，也可能是台阶面或梯面，还可能是曲面。
电极层200中含有多种金属元素，电极层200可用于为芯片主体100提供焊接点。
钝化保护层300，用于对芯片主体100上的电极层200进行包覆，以提升发光二极管芯片10的结构密闭性，避免电极层200从芯片主体100上脱落。钝化保护层300可以形成于整个芯片的表面。
熔合保护层400，用于将钝化保护层300与电极层200进行隔离。
可选地，钝化保护层300上可以设有开口，电极层200上与开口位置对应的焊线区域裸露，以此可以留出焊接点，以便于进行后续焊接操作。
作为一种实现方式，可以通过对钝化保护层300进行刻蚀以形成开口，从而使电极层200上的焊线区域裸露，但应保证电极层200的侧壁存在钝化保护层300进行覆盖保护。
在其他实施例中，考虑到氧化问题，钝化保护层300上暂时可以不设置开口，而是在后续需要焊接时才对钝化保护层300做处理以露出焊接区域。
作为一种实现方式，可以将钝化保护层300设为绝缘且透明的保护层，透明的保护层可以对电极层200进行全包覆或部分包覆。钝化保护层300的材料可以是但不限于氧化硅、氮化硅、氧化铝、氟化镁等。
可选地，根据芯片主体100的结构可以在芯片主体100上的多处位置分别设置对应的电极层200。例如，若芯片主体100中包括两个半导体层，可以在每个半导体层上设置对应的电极层200。对每个电极层200都可以设置相应的熔合保护层400，以此能够对发光二极管芯片10中的所有电极层200进行隔离保护。
可选地，熔合保护层400可以设于电极层200的侧壁位置。熔合保护层400可以环绕电极层200的侧壁而设，以在电极层200与钝化保护层300之间实现隔离。
通过上述发光二极管芯片10的结构，由于在电极层200和钝化保护层300之间设置熔合保护层400，可以在钝化保护层300的基础上，由熔合保护层400对电极层200进行双重保护。其中，通过熔合保护层400能够阻止水汽经钝化保护层300渗入电极层200而与电极层200中的多种金属元素发生反应，能够有效防止在逆偏电场和水汽的共同作用下造成电极层200的金属迁移，提升了发光二极管芯片10的抗金属迁移能力。
可选地，如图4所示，电极层200与钝化保护层300可以设置粘附层201。
粘附层201，用于将部分电极层200与钝化保护层300连接。粘附层201位于熔合保护层400表面。其中，部分电极层200是指电极层200表面未被熔合保护层400所隔离的区域。
通过粘附层201可以提升电极层200对外围的钝化保护层300的粘附力，避免钝化保护层300发生脱落。以此进一步增强了发光二极管芯片10的结构密闭性，提升了抗金属迁移能力。
作为一种实现方式，可以对粘附层201金属进行刻蚀，以将部分粘附层201金属去除，从而露出电极层200的焊线区域，以此保证焊接可靠性。
可选地，如图5所示，电极层200可以包括接触层210、反射层220、阻挡层230、焊线层240。
在图5所示的结构中，接触层210设于芯片主体100所提供的安装表面上，反射层220设于接触层210上，阻挡层230设于反射层220上，焊线层240设于阻挡层230上。
其中，焊线层240、阻挡层230、反射层220、接触层210作为电极层200中的子功能层，通过接触层210可以实现电极层200与芯片主体100之间的连接，通过焊线层240可以提供焊线区域。
由接触层210、反射层220、阻挡层230、焊线层240共同形成的电极层200可作为发光二极管芯片10中的电极金属。
焊线层240、阻挡层230、反射层220、接触层210与熔合保护层400连接，熔合保护层400可以包裹反射层220和金属层的侧壁，以阻止水汽与接触层210、反射层220的接触。以此能够避免因水汽从钝化保护层300渗入，或从钝化保护层300与安装表面的衔接处渗入，进而与接触层210、反射层220进行反应的现象，有效提升了发光二极管的抗金属迁移能力。
可选地，若钝化保护层300上设有开口，则焊线层240上与开口位置对应的焊线区域裸露。以此能够预留出焊线区域，以便于后续焊接操作。
可选地，在本申请实施例中，接触层210的材料可以为镍(镍的元素符号是Ni)。
在一个实例中，接触层210的厚度在10A-500A的厚度范围内。例如，接触层210的厚度可以是10A、20A、25A、50A、100A、300A、500A等。其中，1A表示十分之一纳米。
下面以厚度为25A的Ni对接触层210进行反射率实验分析，实验中，以厚度为50A的Ni、厚度为25的Cr、厚度为50A的Cr作为对比例。实验结果如图6所示，在图6中的横坐标是波长(单位：纳米)，纵坐标是反射率(单位：百分比)。
取图6中波长为450纳米时对应的反射率数据得到下表1所示的对比结果。
表1
| Cr25 | Cr50 | Ni25 | Ni50 | |
| 反射率(％) | 69.2 | 59.7 | 73.3 | 68.3 |
通过表1的数据可知，对于同厚度下的Ni和Cr，Ni的反射率高于Cr，且反射率优势明显。
因此，相较于常规电极金属中采用铬(铬的元素符号是Cr)作为接触层210材料的方式，一方面，由于Ni的稳定性比Cr更强，且不易与水汽发生反应，以镍金属作为接触层210将使得电极层200与半导体之间更为稳定，可以提升抗金属迁移能力。另一方面，由于同厚度情况下的Ni在穿透率上是高于Cr的，采用Ni作为接触层210还能提升电极层200的反射率，提升芯片亮度。再一方面，在电极层200中的其他子功能层存在金(金的元素符号是Au)的情况下，采用Ni作为接触层210将更易于与Au发生熔合以形成熔合保护层400，以此能够高效形成用于进行隔离保护的熔合保护层400，且可操作性强。
可选地，在本申请实施例中，反射层220的材料可以为含铝元素的合金。
作为一种实现方式，反射层220金属可以是铝铜合金，铝铜合金也称作AlCu合金。
作为另一种实现方式，反射层220金属可以是铝与其他金属材料的合金。其他金属材料是指除铝、铜以外的金属材料。
在一个实例中，对于反射层220的合金，合金材料中Al含量在80％-99.9％，且应满足所选用的合金材料的反射率大于或等于纯Al的反射率，例如，合金材料的反射率大于或等于10％。
例如Al含量可以是80％、85％、90％、95％、98％、99.9％等。
在一个实例中，对于反射层220的合金，反射层220的厚度可以在100A-20000A的厚度范围内，例如，反射层220的厚度可以是100A、500A、1000A、2000A、5000A、10000A、15000A、20000A等。
下面以厚度为1000A、Al含量为98％、Cu含量为2％的AlCu合金为例对反射层220进行反射率实验分析，实验中，以相同厚度、相同Al含量的NiAl作为对比例，实验结果如图7所示，在图7中的横坐标是波长(单位：纳米)，纵坐标是反射率(单位：百分比)。
取图7中波长为450纳米时对应的反射率数据得到下表2所示的对比结果。
表2
| NiAl | Ni(AlCu) | |
| 反射率(％) | 71.3 | 70.7 |
通过表2的数据可以得知，Ni(AlCu)的反射率仅比NiAl低0.6％，反射率差异小，因此采用AlCu合金作为反射层220材料相较于NiAl而言，不会降低芯片亮度。
其中，通过采用含铝元素的合金作为反射层220的材料，相较于采用纯Al而言，提升了结构稳定性。相较于纯铝，由于含铝的合金不易与水汽发生反应，可以提升芯片的抗金属迁移能力。当采用铝铜合金作为反射层220材料时，还能避免反射率出现较大差异，不会影响芯片亮度。此外，采用含铝元素的合金将有利于与焊线层240金属发生熔合，进而得到熔合保护层400。
可选地，阻挡层230的金属材料可以是钛、铂、镍、铑中的任一种或多种的组合。其中，钛的元素符号是Ti，铂的元素符号是Pt，铑的元素符号是Rh。
在一个实例中，阻挡层230的厚度可以在100A-5000A的厚度范围内，例如阻挡层230的厚度可以是100A、200A、500A、1000A、2000A、3000A、5000A等。
可选地，在本申请实施例中，焊线层240的材料为金(金的元素符号为Au)。
在一个实例中，焊线层240的厚度可以在5000A-50000A的厚度范围内，例如，焊线层240的厚度可以是5000A、10000A、20000A、30000A、40000A、50000A等。
在上述实现方式中，焊线层240的材料采用金将更有利于焊线层240与电极层200中的其他子功能层进行熔合，例如，焊线层240的从而高效形成熔合保护层400，以便于在电极层200与钝化保护层300之间进行隔离。
可选地，粘附层201的材料可以是钛、镍、铝、银，铜、钨中的任一种或多种的组合。其中，银的元素符号是Ag，钨的元素符号是W。
在一个实例中，粘附层201的厚度在5A-5000A的厚度范围内，例如粘附层201的厚度可以是5A、10A、50A、100A、500A、1000A、3000A、5000A等。
可选地，在本申请实施例中，如图8所示，电极层200的侧壁延伸方向与底面之间的角度θ为45°-80°。在图8中的“H”指向的虚线区域表示一个焊线区域。
在一个实例中，电极层200的侧壁延伸方向与底面之间的角度θ为75°。
通过将电极层200的侧壁延伸方向与底面之间的角度设置为45°-80°，能够使得电极层200中位于上层的金属材料更容易与位于下层的金属材料进行熔合以高效形成熔合保护层400，从而有助于在电极层200与钝化保护层300之间进行隔离。
请参阅图9，图9示出的是本申请实施例提供的一个实例中的发光二极管芯片10的剖面示意图。在图9所示的发光二极管芯片10中，发光二极管芯片10包括芯片主体100、两个电极层200以及设于电极层200上的钝化保护层300，在每个电极层200与钝化保护层300之间设有前述的熔合保护层400(图9未示)。
在图9中，芯片主体100包括：衬底110、第一半导体层120、发光层130、第二半导体层140、透明导电层150。
第一半导体层120设于衬底110上，发光层130设于部分第一半导体层120上，第二半导体层140设于发光层130上，透明导电层150设于第二半导体层140上。
两个电极层200分别为第一电极200a、第二电极200b，第一电极200a设于透明导电层150上，第二电极200b设于第一半导体层120上。关于第一电极200a、第二电极200b的具体结构请参照前述关于电极层200的相关描述，在此不再赘述。
其中，第二半导体上形成有透明导电层150，该透明导电层150上蒸镀形成有第一电极200a。
可选地，芯片主体100的衬底110可以是蓝宝石衬底110、硅衬底110或碳化硅衬底110等半导体衬底110。第一半导体层120为N型半导体，又称电子型半导体。第二半导体层140是P型半导体，又称空穴型半导体。
可选地，透明导电层150具有高透明、高电导率、低接触电阻的特性，例如，透明导电层150的材料可以是但不限于NiAu合金、氧化铟锡、氧化铟锌、氧化锆、氧化镉等材料。
通过前述发光二极管芯片10，由于在钝化保护层300与电极层200之间设置了熔合保护层400，能够阻止水汽与电极层200中的接触层210金属、反射层220金属之间的接触，有效提升了芯片的抗金属迁移能力。其中，当电极层200中的接触层210材料限定为Ni时，通过用高稳定性的金属Ni替换常规的低稳定性的金属Cr，也可以提升抗金属迁移能力，并提升反射率。当电极层200中的反射层220材料限定为含Al的合金时，通过高稳定性的含Al合金替换常规的纯Al，也可以提升抗金属迁移能力，并维持芯片的反射率。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种发光二极管芯片10的制造方法。请参阅图10，图10为本申请实施例提供的一种发光二极管芯片10的制造方法的流程图。
如图10所示，该方法可包括步骤：S11-S13。
S11：在芯片主体100上形成电极层200。
S12：在电极层200上形成钝化保护层300。
其中，可以在整个芯片表面形成钝化保护层300。
作为一种实施方式，可以采用PECVD(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition，等离子体增强化学的气相沉积法)的沉积方法在电极层200上形成钝化保护层300。
S13：对电极层200进行高温处理，以使电极层200中的多层金属部分熔合，形成熔合保护层400，实现钝化保护层300与电极层200之间的隔离。
其中，上述S12、S13之间的执行顺序可以有多种变化。
作为一种实现方式，可以先执行S12以形成钝化保护层300，再执行S13对已经被钝化保护层300包覆的电极层200进行高温处理，以使在钝化保护层300与电极层200之间形成用作隔离保护的熔合保护层400。
作为另一种实现方式，可以同时执行S12、S13，以在形成钝化保护层300的同时进行高温加热处理，使得最终在钝化保护层300与电极层200之间形成用作隔离保护的熔合保护层400。
作为再一种实现方式，可以先对电极层200进行高温处理以形成熔合保护层400，再在熔合保护层400和电极层200的基础上形成钝化保护层300，执行步骤如图11所示，在图11中示出的制造方法包括S21-S23。S21-S23的方法本质与S11-13类似，均是为了在芯片主体100的基础上得到包括电极层200、钝化保护层300以及熔合保护层400的发光二极管芯片10。
S21：在芯片主体100上形成电极层200。
S22：对电极层200进行高温处理，以使电极层200中的多层金属部分熔合，形成熔合保护层400。
S23：在熔合保护层400和电极层200上形成钝化保护层300。
通过上述实现方法，能够在电极层200的基础上形成用于对电极层200进行包覆的钝化保护层300，以提升芯片结构密闭性，还能够在电极层200的基础上对电极层200进行高温熔合处理，使得电极层200中的多层金属部分熔合以得到熔合保护层400。不论是先形成钝化保护层300还是先形成熔合保护层400，最终制造得到的芯片中都存在位于钝化保护层300与电极层200之间的熔合保护层400，实现钝化保护层300与电极层200之间的隔离，可以有效防止水汽经钝化保护层300与电极层200发生反应从而出现金属迁移。
上述方法能够实现对电极层200的双重保护，避免在逆偏电场和使用环境中水汽的共同作用下造成电极层200的金属迁移。其中，通过高温处理形成的熔合保护层400能够阻止水汽通过钝化保护层300渗入电极层200而与电极层200发生反应，有效提升了芯片的抗金属迁移能力。
可选地，上述S12具体可以包括：在电极层200上形成粘附层201，在粘附层201上形成钝化保护层300。以此能够增强电极层200对钝化保护层300的粘附力。
其中，若是在进行高温处理前先形成粘附层201和钝化保护层300，可以得到如图12所示的结构，在图12所示的结构中，粘附层201位于电极层200的表面，钝化保护层300位于粘附层201表面，当对图12所示的结构进行高温处理后，可以在电极层200的侧壁靠近芯片主体100的位置形成熔合保护层400，得到如图5所示的结构。
作为一种实现方式，可以采用一次蒸镀以形成电极层200以及电极层200上的粘附层201。一次蒸镀的优势在于操作成本低，且一次蒸镀的方式能够避免粘附层201金属对芯片的部分出光区域造成遮挡而影响芯片亮度。
作为另一种实现方式，可以两次蒸镀分别形成电极层200、粘附层201，第一次蒸镀时形成电极层200中的多层金属，第二次蒸镀单独形成粘附层201，第二次蒸镀的粘附层201可完整包覆第一次蒸镀形成的电极层200的多层金属。其中，两次蒸镀的优势在于对电极层200的侧壁包覆更为严密，结构密闭性更好，抗金属迁移能力更强，且无需考虑对粘附层201的刻蚀也能保证后续焊接可靠性。
可选地，对于上述方法中的高温处理步骤，具体可以包括：以温度范围为200-300摄氏度的温度对电极层200进行高温熔合处理，以此能够快速形成熔合保护层400。
其中，高温处理的时间可以在1分钟至60分钟。在高温处理时可以采用热板、RTA机台、PECVD机台、高温炉管等设备进行处理。高温处理的工序可单独进行，也可以在沉积钝化保护层300时通过相应的设备同时进行加温至合金温度，以在电极层200的侧壁区域形成熔合保护层400。其中RTA是指快速热退火，快速热退火技术是半导体加工工艺中的一种常规技术。
可选地，上述S11或S21具体可以包括：在芯片主体100上形成接触层210，在接触层210上形成反射层220，在反射层220上形成阻挡层230，在阻挡层230上形成焊线层240。以此可以在芯片主体100上依次叠设形成接触层210、反射层220、阻挡层230、焊线层240，快速得到电极层200。
其中，可以采用蒸镀法在芯片主体100上形成接触层210、反射层220、阻挡层230、焊线层240。接触层210、反射层220、阻挡层230、焊线层240是电极层200中的多层金属。在形成焊线层240时，芯片主体100上的接触层210、反射层220、阻挡层230、焊线层240等金属层的侧面是裸露在外的。为了提升熔合保护层400的形成成功率，电极层200的侧壁延伸方向与底面之间的角度可以在45°-80°，例如为75°。当角度在45°-80°时，能够尽可能地使得顶部的焊线层240金属与底部的反射层220、接触层210发生熔合，从而形成熔合保护层400。
在一个实例中，可以采用PECVD法，以260摄氏度的沉积温度，沉积30分钟，在沉积工序的同时对芯片进行高温处理工序，高温处理结束后，电极层200中的各金属层表面发生熔合，在电极层200的侧壁靠近芯片主体100的位置形成熔合保护层400，熔合保护层400可有效阻断钝化保护层300与接触层210、反射层220的接触，从而提升抗金属迁移能力。
可选地，在电极层200上形成钝化保护层300之后，所述方法还可以包括：对电极层200上的部分钝化保护层300进行刻蚀，以使电极层200中的焊线区域裸露。以此能够提升芯片的焊接可靠性。
其中，在本申请实施例中的任意处的刻蚀，又称作蚀刻，本申请不对具体的刻蚀方式作限制，例如可以采用干法刻蚀，也可以采用湿法刻蚀，但应保证刻蚀后的电极层200的侧壁仍有钝化保护层300进行包覆。
在一些实施例中，可以不对钝化保护层300进行刻蚀。例如可以在形成电极层200的过程中，对电极层200的焊线层240上的部分区域放置标记块，然后在电极层200上形成钝化保护层300，最后将标记块取走或熔化，从而使得原本放置标记块的位置作为裸露的焊线区域。
可选地，在前述S11或S21之前，所述方法还可以包括：形成芯片主体100。形成芯片主体100的步骤可以包括：在衬底110上形成第一半导体层120，在部分第一半导体层120上形成发光层130，在发光层130上形成第二半导体层140，对第二半导体层140以及发光层130进行刻蚀，以使第一半导体层120的第一区域裸露，以及在第二半导体层的未刻蚀部分形成透明导电层150，得到所述芯片主体100。
其中，第一半导体层120的第一区域用于形成电极层200，透明导电层150也用于形成电极层200。
在一个完整实例中，芯片主体100上有两个电极层200，分别为第一电极200a、第二电极200b。在具体制造过程中，可以在衬底110上依次形成衬底110、N型半导体、发光层130、P型半导体，通过刻蚀部分P型半导体、部分发光层130，以使得N型半导体的第一区域裸露，此时得到的结构如图13所示。在P型半导体的未刻蚀部分形成透明导电层150，此时得到如图14所示的芯片主体100。然后在透明导电层150上形成第一电极200a，第一电极200a作为P型半导体对应的电极金属，并在N型半导体的第一区域形成第二电极200b，第二电极200b作为N型半导体对应的电极金属。然后在第一电极200a、第二电极200b的基础上结合高温处理手段形成熔合保护层400，最终得到如图9所示的带有钝化保护层300和熔合保护层400的发光二极管芯片10，其中关于图9中的第一电极200a、第二电极200b的具体结构可以参照图4或图5。
本申请实施例中，为了提升熔合可靠性，焊线层240的材料可以为Au，为了进一步提升抗金属迁移能力，接触层210材料可以为Ni，反射层220材料可以为含Al的合金。
关于前述发光二极管芯片10的制造方法中更多的芯片细节，请进一步参考前述关于发光二极管芯片10、电极层200、熔合保护层400的相关描述，在方法实施例中不再进行赘述。
综上所述，通过本申请实施例提供的发光二极管芯片10及发光二极管芯片10的制造方法，能够有效提升抗金属迁移能力，同时能够维持或提升芯片的亮度。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，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。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化，基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种发光二极管芯片，其特征在于，包括：
芯片主体；
设于所述芯片主体上的电极层；
设于所述电极层上的钝化保护层；
以及熔合保护层，所述熔合保护层位于所述电极层与所述钝化保护层之间，用于将所述钝化保护层与所述电极层进行隔离；
所述电极层与所述钝化保护层之间设有粘附层，所述粘附层用于将部分所述电极层与所述钝化保护层连接；
其中，所述粘附层位于所述熔合保护层表面。
2.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述电极层包括：
设于所述芯片主体上的接触层；
设于所述接触层上的反射层；
设于所述反射层上的阻挡层；
以及设于所述阻挡层上的焊线层。
3.根据权利要求2所述的发光二极管芯片，其特征在于，
所述钝化保护层上设有开口；
所述焊线层上与所述开口位置对应的焊线区域裸露。
4.根据权利要求2所述的发光二极管芯片，其特征在于，
所述接触层的材料为镍。
5.根据权利要求2所述的发光二极管芯片，其特征在于，
所述反射层的材料为含铝元素的合金。
6.根据权利要求2所述的发光二极管芯片，其特征在于，
所述焊线层的材料为金。
7.根据权利要求1-6任一项所述的发光二极管芯片，其特征在于，
所述电极层的侧壁延伸方向与底面之间的角度为45°-80°。
8.根据权利要求1-6任一项所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述芯片主体包括：
衬底；
设于所述衬底上的第一半导体层；
设于部分所述第一半导体层上的发光层；
设于所述发光层上的第二半导体层；
设于所述第二半导体层上的透明导电层；
其中，所述电极层设于所述透明导电层以及所述第一半导体层上。
9.一种发光二极管芯片的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
在芯片主体上形成电极层；
在所述电极层上形成钝化保护层；
对所述电极层进行高温处理，以使所述电极层中的多层金属部分熔合，形成熔合保护层，实现所述钝化保护层与所述电极层之间的隔离。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述在所述电极层上形成钝化保护层，包括：
在所述电极层上形成粘附层；
在所述粘附层上形成钝化保护层。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述对所述电极层进行高温处理，包括：
以温度范围为200-300摄氏度的温度对所述电极层进行高温熔合处理。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述在芯片主体上形成电极层，包括：
在所述芯片主体上形成接触层；
在所述接触层上形成反射层；
在所述反射层上形成阻挡层；
在所述阻挡层上形成焊线层。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述电极层上形成钝化保护层之后，所述方法还包括：
对所述电极层上的部分钝化保护层进行刻蚀，以使所述电极层中的焊线区域裸露。
14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述在芯片主体上形成电极层之前，所述方法还包括：
在衬底上形成第一半导体层；
在部分所述第一半导体层上形成发光层；
在所述发光层上形成第二半导体层；
对所述第二半导体层以及所述发光层进行刻蚀，以使所述第一半导体层的第一区域裸露；
在所述第二半导体层的未刻蚀部分形成透明导电层，得到所述芯片主体。
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