CN111933770A - 一种高可靠性uvc led芯片及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高可靠性UVC LED芯片及其制作方法，所述芯片包括衬底、设于衬底上的外延层、设于外延层上的透明导电层和第一电极，还包括第二电极，所述第二电极分别设置在透明导电层和第一电极上；所述第一电极包括N‑接触层、第一阻绝层、第一扩散阻挡层和第一焊垫层。本发明通过优化欧姆接触，增加电流扩散性，同时通过第二电极来补平鼓泡电极结构，让电流传导更顺畅，从而提高芯片的整体寿命。
Description
技术领域
本发明涉及发光二极管技术领域，尤其涉及一种高可靠性UVC LED芯片及其制作方法。
背景技术
紫外LED是发射紫外光的二极管，主要采用GaN类半导体。一般指发光中心波长在400nm以下的LED，但有时将发光波长大于380nm时称为近紫外LED，而短于300nm时称为深紫外LED。因短波长光线的杀菌效果高，因此紫外LED常用于冰箱和家电等的杀菌及除臭等用途。
紫外LED主要破坏及改变微生物的DNA(脱氧核糖核酸)结构，使细菌当即死亡或不能繁殖后代，达到杀菌的目的。
紫外线杀菌的有效波长范围可分为四个不同的波段：UVA(400～315nm)、UVB(315～280nm)、UVC(280～200nm)和真空紫外线(200～100nm)，真正具有杀菌作用的是UVC紫外线。
UVC LED与UVA LED、UVB LED相比，波长更为短，外延层中Al的含量很高，因此电极与外延层之间需要使用钛和铝来做欧姆接触，但这样合金温度要很高(达到900℃)，温度过高会使得欧姆接触中的Al产生金属团聚，使得电极鼓泡开裂，芯片电压升高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种高可靠性UVC LED芯片，具有良好的欧姆接触，电极平整，亮度高，电压低。
本发明还要解决的技术问题在于，提供一种高可靠性UVC LED芯片制作方法，形成良好的欧姆接触，电极平整，亮度高，电压低。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高可靠性UVC LED芯片，包括衬底、设于衬底上的外延层、设于外延层上的透明导电层和第一电极，还包括第二电极，所述第二电极分别设置在透明导电层和第一电极上；
所述第一电极包括N-接触层、第一阻绝层、第一扩散阻挡层和第一焊垫层；
所述N-接触层设置在外延层上，由Ti制成；
所述第一阻绝层设置在N-接触层上并将N-接触层的侧壁包裹，由Al或Au制成；
所述第一扩散阻挡层设置在第一阻绝层上并将第一阻绝层的侧壁包裹，由Ti、Ni或Pt制成；
所述第一焊垫层设置在第一扩散阻挡层上并将第一扩散阻挡层的侧壁包裹，由Au制成。
作为上述方案的改进，所述N-接触层的厚度为1000～2000埃；所述第一阻绝层的厚度为3000～5000埃；所述第一扩散阻挡层的厚度为500～1000埃；所述第一焊垫层的厚度为1～1.2微米。
作为上述方案的改进，所述第一电极要进行高温快速退火；其中，在温度800～950℃下，退火0.2～3min。
作为上述方案的改进，所述第二电极包括P-接触层、第二阻绝层、第二扩散阻挡层和第二焊垫层；
所述P-接触层分别设置在透明导电层和第一电极上，由Ni制成；
所述第二阻绝层设置在P-接触层上，由Pt制成；
所述第二扩散阻挡层设置在第二阻绝层上，由Ti制成；
所述第二焊垫层设置在第二扩散阻挡层上，由Pt制成。
作为上述方案的改进，所述P-接触层的厚度为800～1200埃；所述第二阻绝层的厚度为600～800埃；所述第二扩散阻挡层的厚度为750～850埃；所述第二焊垫层的厚度为2000～3000埃。
作为上述方案的改进，所述透明导电层的结构为Ni/Au、Rh/Au或Pt/Au；
所述透明导电层要进行退火；其中，在温度500～600℃下，退火4～6min。
作为上述方案的改进，还包括等大电极和保护层，所述等大电极设置在第二电极上，所述等大电极的结构为Ti/Au/Ni/Pt/Ni/AuSn；
所述保护层填充在第一电极、第二电极和外延层之间，所述保护层由绝缘材料制成。
相应地，本发明提供了一种高可靠性UVC LED芯片的制作方法，包括以下步骤：
一、在衬底上形成外延层，并对外延层进行刻蚀，将第一半导体层裸露出来；
二、在第一半导体层上形成第一电极，所述第一电极包括N-接触层、第一阻绝层、第一扩散阻挡层和第一焊垫层；所述N-接触层设置在外延层的第一半导体层上，由Ti制成；所述第一阻绝层设置在N-接触层上并将N-接触层的侧壁包裹，由Al或Au制成；所述第一扩散阻挡层设置在第一阻绝层上并将第一阻绝层的侧壁包裹，由Ti、Ni或Pt制成；所述第一焊垫层设置在第一扩散阻挡层上并将第一扩散阻挡层的侧壁包裹，由Au制成；
三、对第一电极进行高温快速退火，在温度为800～950℃，压力为500～760torr的条件下，退火0.2～3min；
四、在第二半导体层上形成透明导电层；
五、分别在第一电极和透明导电层上形成第二电极。
作为上述方案的改进，步骤(三)中，通入N2，流量为30～50slm，在温度为900℃，压力为500～760torr的条件下，退火时间为0.5～2min。
作为上述方案的改进，步骤(四)中，所述透明导电层的结构为Ni/Au、Rh/Au或Pt/Au；
形成所述透明导电层之后，形成第二电极之前，通入N2，在温度500～600℃下，退火4～6min。
实施本发明，具有如下有益效果：
本发明的第一电极通过设置由Ti制成的N-接触层来与铝含量高的第一半导体层形成良好的欧姆接触；进一步地，本发明第一电极层中的第一阻绝层、第一扩散阻挡层和第一焊垫层依次包裹设置在其下方的结构，采用侧壁包裹结构，让不同层中的金属更加紧密，以保护第一电极中的钛和铝，避免这两种金属因为高温而迁移，进而抵消高温退火对第一电极造成的影响。
本发明在第一电极上设置第二电极，利用第二电极来填平补镀第一电极，以防止高温退火后第一电极鼓泡开裂，导致芯片电压升高；此外，本发明分别在第一电极和透明导电层上设置第二电极，以使第一半导体层上的电极与透明导电层上的电极等高，以便于打线或焊接封装。
本发明通过优化欧姆接触，增加电流扩散性，同时通过第二电极来补平鼓泡电极结构，让电流传导更顺畅，降低UVC LED芯片电压的同时，提高了其亮度，进而提高UVC LED芯片的杀菌效果。
附图说明
图1是本发明高可靠性UVC LED芯片的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
参见图1，本发明提供的一种高可靠性UVC LED芯片，包括衬底10、外延层20、透明导电层30、第一电极40和第二电极50。
所述衬底10为硅衬底、蓝宝石衬底或碳化硅衬底，但不限于此。
所述外延层20设置在衬底10上，所述外延层20包括依次设置的第一半导体层21、有源层22和第二半导体层23，本发明的外延层20材料优选为氮化镓材料。
由于本发明的外延层20为发出280～200nm波长的UVC外延层，因此外延层20中的铝含量很高，一般铝含量达到36.5％～50％，特别是第一半导体层21中的铝含量，其中，所述第一半导体层为N-AlGaN，第二半导体层为P-AlGaN。
本发明的透明导电层30设置在第二半导体层23上，用于提高芯片的电流扩展性。为了与第二半导体层23形成良好的搭配和欧姆接触，本发明透明导电层30中的第一金属层具有较高的功函数，优选的，本发明的透明导电层30的结构为Ni/Au、Rh/Au或Pt/Au。
优选的，所述透明导电层30的结构为Ni/Au，厚度为100nm/1100nm。
为了形成良好的欧姆接触，在形成透明导电层30之后，需要进行退火，其中，采用炉管或是RTA机台，通入N2，在温度500～600℃下，退火4～6min。
本发明的第一电极40设置在第一半导体层21上，具体的，所述第一电极40包括N-接触层41、第一阻绝层42、第一扩散阻挡层43和第一焊垫层44；
所述N-接触层41设置在第一半导体层21上，由Ti制成；所述第一阻绝层42设置在N-接触层41上并将N-接触层41的侧壁包裹，由Al或Au制成；所述第一扩散阻挡层43设置在第一阻绝层42上并将第一阻绝层42的侧壁包裹，由Ti、Ni或Pt制成；所述第一焊垫层44设置在第一扩散阻挡层43上并将第一扩散阻挡层43的侧壁包裹，由Au制成。
其中，发明采用侧壁包裹结构将第一电极40层中的第一阻绝层42、第一扩散阻挡层43和第一焊垫层44依次包裹设置在其下方的结构，让不同层中的金属更加紧密，具体的，本发明采用大角度黄光，同时调整蒸镀的倾角，在镀膜的时候，利用膜层的应力拉起黄光的倾角，让金属能够镀的更厚。
在本发明的第一电极40中，所述N-接触层41用于黏附在第一半导体层21上，以防止第一电极40脱落；此外，所述N-接触层41还要满足合金半接面的欧姆接触；所述第一阻绝层42用于防止N-接触层41因高温形成合金后的金属迁移；所述第一扩散阻挡层43用于防止N-接触层41和第一阻绝层42的金属迁移，并与N-接触层41和第一阻绝层42形成充分接触和填充，以提高老化的可靠性；所述第一焊垫层44用于打线或焊接。
需要说明的是，由于UVC LED芯片中第一半导体层21的铝含量很高，而铝又很容易迁移扩散，因此第一电极40中需要用稳定性高的Ti来作为接触层，而铝和钛要形成合金，则需要很高的退火温度来完成。
具体的，在形成第一电极40之后，要进行高温快速退火，以提高第一电极40与外延层20的欧姆接触。
优选的，采用炉管或是RTA机台，通入N2，流量为30～50slm，在温度为800～950℃，压力为500～760torr的条件下，退火时间为0.2～3min。
更优的，采用炉管或是RTA机台，通入N2，流量为30～50slm，在温度为900℃，压力为500～760torr的条件下，退火时间为0.5～2min。
与常规的退化工艺相比，本发明的退火温度高、时间短，若退火时间小于0.2min，则时间太短，不能完全形成合金；若退火时间大于3min，则第一电极40的结构会孔洞化，使得芯片的电压升高。
需要说明的是，第一电极40中各层的厚度对芯片的光电性能起着重要的影响。若N-接触层41的厚度过小，则第一电极40容易脱落，若厚度过大，则芯片电压过高；若第一阻绝层42和第一扩散阻挡层43的厚度过小，则起不到阻挡金属迁移的作用，若第一焊垫层44的厚度过小，在打线或焊接时容易被击穿。
优选的，所述N-接触层41的厚度为1000～2000埃；所述第一阻绝层42的厚度为3000～5000埃；所述第一扩散阻挡层43的厚度为500～1000埃；所述第一焊垫层44的厚度为1～1.2微米。
更优的，所述N-接触层41的厚度为1300～1700埃；所述第一阻绝层42的厚度为3500～4500埃；所述第一扩散阻挡层43的厚度为600～800埃；所述第一焊垫层44的厚度为1～1.1微米。
由于第一电极40需要进行高温退火才能与第一半导体层21形成良好的欧姆接触，但是高温之后，第一电极40与第一半导体层21之间又会产生金属团聚迁移，使得第一电极40的表面不平整，第一电极40鼓泡开裂，导致芯片电压升高；此外，第一电极40表面不平整会容易产生污染，影响等大电极的形成，因此本发明在第一电极40上设置第二电极50，利用第二电极50来填平补镀第一电极40，并让第一半导体层21上的电极与第二半导体层23上的电极等高，以便于打线或焊接封装。
此外，本发明的第二电极50还设置在透明导电层30上，与第二半导体层23形成导电连接。
具体的，所述第二电极50包括P-接触层51、第二阻绝层52、第二扩散阻挡层53和第二焊垫层54；
所述P-接触层51分别设置在透明导电层30和第一电极40上，由Ni制成；
所述第二阻绝层52设置在P-接触层51上，由Pt制成；
所述第二扩散阻挡层53设置在第二阻绝层52上，由Ti制成；
所述第二焊垫层54设置在第二扩散阻挡层53上，由Pt制成。
在本发明的第二电极50中，所述P-接触层51用于黏附在透明导电层30上，以防止第二电极50脱落；此外，所述P-接触层51还要满足合金半接面的欧姆接触；所述第二阻绝层52用于防止P-接触层51因高温形成合金后的金属迁移；所述第二扩散阻挡层53用于防止P-接触层51和第二阻绝层52的金属迁移，并与P-接触层51和第二阻绝层52形成充分接触和填充，以提高老化的可靠性；所述第二焊垫层54用于打线或焊接。
需要说明的是，第二电极50中各层的厚度对芯片的光电性能起着重要的影响。若P-接触层51的厚度过小，则第二电极50容易脱落，若厚度过大，则芯片电压过高；若第二阻绝层52和第二扩散阻挡层53的厚度过小，则起不到阻挡金属迁移的作用，若第二焊垫层54的厚度过小，在打线或焊接时容易被击穿。
优选的，所述P-接触层51的厚度为800～1200埃；所述第二阻绝层52的厚度为600～800埃；所述第二扩散阻挡层53的厚度为750～850埃；所述第二焊垫层54的厚度为2000～3000埃。
更优的，所述P-接触层51的厚度为900～1100埃；所述第二阻绝层52的厚度为650～750埃；所述第二扩散阻挡层53的厚度为750～850埃；所述第二焊垫层54的厚度为2300～2800埃。
需要说明的是，本发明的UVC LED芯片可以为正装结构，也可以为倒装结构，若本发明的UVCLED芯片为倒装结构，则还包括反射层60，所述反射层60设置在透明导电层30和第二电极50之间，以将光线反射到衬底10一侧。
优选的，所述反射层60由Ag和/或Al制成。
优选的，所述反射层60为布拉格反射层。
为了提高封装效率，以便于打线、焊接，本发明的UVC LED芯片还包括等大电极70，所述等大电极70设置在第二电极50上，设置等大电极70之后，第一半导体层21和第二半导体层23的电极总高度和面积分别相等。
优选的，所述等大电极70的结构为Ti/Au/Ni/Pt/Ni/AuSn。所述等大电极70的各层厚度依次为厚度为400～600埃/2000～3500埃/1000～2000埃/800～1000埃/2500～3500埃/3～5微米。
为了保护第一电极40和第二电极50，本发明的UVC LED芯片还包括保护层80，所述保护层80填充在第一电极40、第二电极50和外延层20之间，以防止水汽、灰尘等进入第一电极40和第二电极50。具体的，所述保护层80由绝缘材料制成。优选的，所述保护层80由SiO2、Al2O3、SiNx、AlN、BN中的一种或几种制成，厚度为300～1000nm。
本发明的第一电极40通过设置由Ti制成的N-接触层41来与铝含量高的第一半导体层21形成良好的欧姆接触；进一步地，本发明第一电极40层中的第一阻绝层42、第一扩散阻挡层43和第一焊垫层44依次包裹设置在其下方的结构，以避免第一电极40中的钛和铝因为高温而迁移，从而防止高温退火对第一电极40造成的影响。
由于第一电极40需要进行高温退火才能与第一半导体层21形成良好的欧姆接触，但是高温之后，第一电极40与第一半导体层21之间又会产生金属团聚迁移，使得第一电极40的表面不平整，第一电极40鼓泡开裂，导致芯片电压升高；此外，第一电极40表面不平整会容易产生污染，影响等大电极70的形成，因此本发明在第一电极40上设置第二电极50，利用第二电极50来填平补镀第一电极40，并让第一半导体层21上的电极与第二半导体层23上的电极等高，以便于打线或焊接封装。
具体的，本发明通过优化欧姆接触，增加电流扩散性，同时通过第二电极50来补平鼓泡电极结构，让电流传导更顺畅，从而提高芯片的整体寿命。现有的UVC LED芯片，亮度只有0.6mw，电压为24V；本发明的UVC LED芯片，若没有进行高温快速退火(只是常规的低温退火，温度为500～600℃)，亮度为1.86mw，电压为9.6V；本发明的UVC LED芯片，经过高温快速退火，亮度为4.5mw，电压为5.5V。
相应地，本发明还提供了一种高可靠性UVC LED芯片的制作方法，包括以下步骤：
一、在衬底上形成外延层，并对外延层进行刻蚀，将第一半导体层裸露出来；
所述衬底为硅衬底、蓝宝石衬底或碳化硅衬底，但不限于此。
所述外延层包括依次设置的第一半导体层、有源层和第二半导体层，本发明的外延层材料优选为氮化镓材料。
由于本发明的外延层为发出280～200nm波长的UVC外延层，因此外延层中的铝含量很高，特别是第一半导体层中的铝含量。
需要说明的是，为了形成第一电极，需要对所述外延层进行刻蚀，将第一半导体层裸露出来。
二、在第一半导体层上形成第一电极；
所述第一电极包括N-接触层、第一阻绝层、第一扩散阻挡层和第一焊垫层；
所述N-接触层设置在外延层的第一半导体层上，由Ti制成；
所述第一阻绝层设置在N-接触层上并将N-接触层的侧壁包裹，由Al或Au制成；
所述第一扩散阻挡层设置在第一阻绝层上并将第一阻绝层的侧壁包裹，由Ti、Ni或Pt制成；
所述第一焊垫层设置在第一扩散阻挡层上并将第一扩散阻挡层的侧壁包裹，由Au制成。
在本发明的第一电极中，所述N-接触层用于黏附在第一半导体层上，以防止第一电极脱落；此外，所述N-接触层还要满足合金半接面的欧姆接触；所述第一阻绝层用于防止N-接触层因高温形成合金后的金属迁移；所述第一扩散阻挡层用于防止N-接触层和第一阻绝层的金属迁移，并与N-接触层和第一阻绝层形成充分接触和填充，以提高老化的可靠性；所述第一焊垫层用于打线或焊接。
需要说明的是，由于UVC LED芯片中第一半导体层的铝含量很高，而铝又很容易迁移扩散，因此第一电极中需要用稳定性高的Ti来作为接触层，而铝和钛要形成合金，则需要很高的退火温度来完成。
需要说明的是，第一电极中各层的厚度对芯片的光电性能起着重要的影响。若N-接触层的厚度过小，则第一电极容易脱落，若厚度过大，则芯片电压过高；若第一阻绝层和第一扩散阻挡层的厚度过小，则起不到阻挡金属迁移的作用，若第一焊垫层的厚度过小，在打线或焊接时容易被击穿。
优选的，所述N-接触层的厚度为1000～2000埃；所述第一阻绝层的厚度为3000～5000埃；所述第一扩散阻挡层的厚度为500～1000埃；所述第一焊垫层的厚度为1～1.2微米。
更优的，所述N-接触层的厚度为1300～1700埃；所述第一阻绝层的厚度为3500～4500埃；所述第一扩散阻挡层的厚度为600～800埃；所述第一焊垫层的厚度为1～1.1微米。
三、对第一电极进行高温快速退火；
具体的，在温度为800～950℃，压力为500～760torr的条件下，退火0.2～3min。
优选的，采用炉管或是RTA机台，通入N2，流量为30～50slm，在温度为800～950℃，压力为500～760torr的条件下，退火时间为0.2～3min。
更优的，采用炉管或是RTA机台，通入N2，流量为30～50slm，在温度为900℃，压力为500～760torr的条件下，退火时间为0.5～2.5min。
与常规的退化工艺相比，本发明的温度高、时间短，若退火时间小于0.2min，则时间太短，不能完全形成合金若退火时间大于3min，则第一电极的结构会孔洞化，使得芯片的电压升高。
为了防止高温退火对第一电极造成的影响，本发明第一电极层中的第一阻绝层、第一扩散阻挡层和第一焊垫层依次包裹设置在其下方的结构，主要是为了保护第一电极中的钛和铝，避免这两种金属因为高温而迁移。
由于第一电极需要进行高温退火才能与第一半导体层形成良好的欧姆接触，但是高温之后，第一电极与第一半导体层之间又会产生金属团聚迁移，使得第一电极的表面不平整，第一电极鼓泡开裂，导致芯片电压升高；此外，第一电极表面不平整会容易产生污染，影响等大电极的形成，因此本发明在第一电极上设置第二电极，利用第二电极来填平补镀第一电极，并让第一半导体层上的电极与第二半导体层上的电极等高，以便于打线或焊接封装。
四、在第二半导体层上形成透明导电层；
本发明的透明导电层用于提高芯片的电流扩展性。由于第二半导体层的铝含量也很高，为了与第二半导体层形成良好的搭配和欧姆接触，本发明透明导电层中的第一金属层具有较高的功函数，优选的，本发明的透明导电层的结构为Ni/Au、Rh/Au或Pt/Au。
优选的，所述透明导电层的结构为Ni/Au，厚度为100nm/1100nm。
五、分别在第一电极和透明导电层上形成第二电极；
所述第二电极包括P-接触层、第二阻绝层、第二扩散阻挡层和第二焊垫层；
所述P-接触层设置在透明导电层和第一电极上，由Ni制成；
所述第二阻绝层设置在P-接触层上，由Pt制成；
所述第二扩散阻挡层设置在第二阻绝层上，由Ti制成；
所述第二焊垫层设置在第二扩散阻挡层上，由Pt制成。
在本发明的第二电极中，所述P-接触层用于黏附在透明导电层上，以防止第二电极脱落；此外，所述P-接触层还要满足合金半接面的欧姆接触；所述第二阻绝层用于防止P-接触层因高温形成合金后的金属迁移；所述第二扩散阻挡层用于防止P-接触层和第二阻绝层的金属迁移，并与P-接触层和第二阻绝层形成充分接触和填充，以提高老化的可靠性；所述第二焊垫层用于打线或焊接。
需要说明的是，第二电极中各层的厚度对芯片的光电性能起着重要的影响。若P-接触层的厚度过小，则第二电极容易脱落，若厚度过大，则芯片电压过高；若第二阻绝层和第二扩散阻挡层的厚度过小，则起不到阻挡金属迁移的作用，若第二焊垫层的厚度过小，在打线或焊接时容易被击穿。
优选的，所述P-接触层的厚度为800～1200埃；所述第二阻绝层的厚度为600～800埃；所述第二扩散阻挡层的厚度为750～850埃；所述第二焊垫层的厚度为2000～3000埃。
更优的，所述P-接触层的厚度为900～1100埃；所述第二阻绝层的厚度为650～750埃；所述第二扩散阻挡层的厚度为750～850埃；所述第二焊垫层的厚度为2300～2800埃。
六、在第二电极上形成等大电极；
所述等大电极的结构为Ti/Au/Ni/Pt/Ni/AuSn。所述等大电极的各层厚度依次为厚度为400～600埃/2000～3500埃/1000～2000埃/800～1000埃/2500～3500埃/3～5微米。
设置完等大电极之后，第一半导体层和第二半导体层的电极总高度和面积分别相等，以便于打线、焊接，提高封装效率。
优选的，所述等大电极的结构为Ti/Au/Ni/Pt/Ni/AuSn。所述等大电极的各层厚度依次为厚度为400～600埃/2000～3500埃/1000～2000埃/800～1000埃/2500～3500埃/3～5微米。
七、在第一电极、第二电极和外延层之间形成保护层；
所述保护层填充在第一电极、第二电极和外延层之间，以防止水汽、灰尘等进入第一电极和第二电极。具体的，所述保护层由绝缘材料制成。优选的，所述保护层由SiO2、Al2O3、SiNx、AlN、BN中的一种或几种制成，厚度为300～1000nm。
本发明的第一电极通过设置由于Ti制成的N-接触层来与铝含量高的第一半导体层形成良好的欧姆接触，为了防止高温退火对第一电极造成的影响，本发明第一电极层中的第一阻绝层、第一扩散阻挡层和第一焊垫层依次包裹设置在其下方的结构，以避免第一电极中的钛和铝因为高温而迁移。
由于第一电极需要进行高温退火才能与第一半导体层形成良好的欧姆接触，但是高温之后，第一电极与第一半导体层之间又会产生金属团聚迁移，使得第一电极的表面不平整，第一电极鼓泡开裂，导致芯片电压升高；此外，第一电极表面不平整会容易产生污染，影响等大电极的形成，因此本发明在第一电极上设置第二电极，利用第二电极来填平补镀第一电极，并让第一半导体层上的电极与第二半导体层上的电极等高，以便于打线或焊接封装。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种高可靠性UVC LED芯片，包括衬底、设于衬底上的外延层、设于外延层上的透明导电层和第一电极，其特征在于，
还包括第二电极，所述第二电极分别设置在透明导电层和第一电极上；
所述第一电极包括N-接触层、第一阻绝层、第一扩散阻挡层和第一焊垫层；
所述N-接触层设置在外延层上，由Ti制成；
所述第一阻绝层设置在N-接触层上并将N-接触层的侧壁包裹，由Al或Au制成；
所述第一扩散阻挡层设置在第一阻绝层上并将第一阻绝层的侧壁包裹，由Ti、Ni或Pt制成；
所述第一焊垫层设置在第一扩散阻挡层上并将第一扩散阻挡层的侧壁包裹，由Au制成。
2.如权利要求1所述的高可靠性UVC LED芯片，其特征在于，所述N-接触层的厚度为1000～2000埃；所述第一阻绝层的厚度为3000～5000埃；所述第一扩散阻挡层的厚度为500～1000埃；所述第一焊垫层的厚度为1～1.2微米。
3.如权利要求1所述的高可靠性UVC LED芯片，其特征在于，所述第一电极要进行高温快速退火；其中，在温度800～950℃下，退火0.2～3min。
4.如权利要求1所述的高可靠性UVC LED芯片，其特征在于，所述第二电极包括P-接触层、第二阻绝层、第二扩散阻挡层和第二焊垫层；
所述P-接触层分别设置在透明导电层和第一电极上，由Ni制成；
所述第二阻绝层设置在P-接触层上，由Pt制成；
所述第二扩散阻挡层设置在第二阻绝层上，由Ti制成；
所述第二焊垫层设置在第二扩散阻挡层上，由Pt制成。
5.如权利要求4所述的高可靠性UVC LED芯片，其特征在于，所述P-接触层的厚度为800～1200埃；所述第二阻绝层的厚度为600～800埃；所述第二扩散阻挡层的厚度为750～850埃；所述第二焊垫层的厚度为2000～3000埃。
6.如权利要求1所述的高可靠性UVC LED芯片，其特征在于，所述透明导电层的结构为Ni/Au、Rh/Au或Pt/Au；
所述透明导电层要进行退火；其中，在温度500～600℃下，退火4～6min。
7.如权利要求1所述的高可靠性UVC LED芯片，其特征在于，还包括等大电极和保护层，所述等大电极设置在第二电极上，所述等大电极的结构为Ti/Au/Ni/Pt/Ni/AuSn；
所述保护层填充在第一电极、第二电极和外延层之间，所述保护层由绝缘材料制成。
8.一种高可靠性UVC LED芯片的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
一、在衬底上形成外延层，并对外延层进行刻蚀，将第一半导体层裸露出来；
二、在第一半导体层上形成第一电极，所述第一电极包括N-接触层、第一阻绝层、第一扩散阻挡层和第一焊垫层；所述N-接触层设置在外延层的第一半导体层上，由Ti制成；所述第一阻绝层设置在N-接触层上并将N-接触层的侧壁包裹，由Al或Au制成；所述第一扩散阻挡层设置在第一阻绝层上并将第一阻绝层的侧壁包裹，由Ti、Ni或Pt制成；所述第一焊垫层设置在第一扩散阻挡层上并将第一扩散阻挡层的侧壁包裹，由Au制成；
三、对第一电极进行高温快速退火，在温度为800～950℃，压力为500～760torr的条件下，退火0.2～3min；
四、在第二半导体层上形成透明导电层；
五、分别在第一电极和透明导电层上形成第二电极。
9.如权利要求8所述的高可靠性UVC LED芯片的制作方法，其特征在于，步骤(三)中，通入N2，流量为30～50slm，在温度为900℃，压力为500～760torr的条件下，退火时间为0.5～2min。
10.如权利要求8所述的高可靠性UVC LED芯片的制作方法，其特征在于，步骤(四)中，所述透明导电层的结构为Ni/Au、Rh/Au或Pt/Au；
形成所述透明导电层之后，形成第二电极之前，通入N2，在温度500～600℃下，退火4～6min。
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|---|---|---|---|
| CN202010921566.3A CN111933770A (zh) | 2020-09-04 | 2020-09-04 | 一种高可靠性uvc led芯片及其制作方法 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113594341A (zh) * | 2021-08-23 | 2021-11-02 | 晶能光电（江西）有限公司 | 新型微型led封装结构及其封装方法 |
| WO2023093446A1 (zh) * | 2021-11-26 | 2023-06-01 | 泉州三安半导体科技有限公司 | 一种发光二极管芯片、发光装置 |
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2020
- 2020-09-04 CN CN202010921566.3A patent/CN111933770A/zh active Pending
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