CN112820808A - 发光二极管芯片制备方法及发光二极管芯片 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了发光二极管芯片制备方法及发光二极管芯片，属于发光二极管制作领域。电极包括第一Ni电极金属层之前的金属层，温度变化时，附着在光刻胶上的Ni金属的整体体积大幅收缩，使电极制备孔远离外延层的开口缓慢扩大，部分第一Ni电极金属层蒸镀到外延层，对第一Ni电极金属层之前的金属层进行包覆，避免电极金属之间相互渗透。后续第一Pt电极金属层、第二Ni电极金属层、第二Pt电极金属层、Au电极金属层也会出现放热情况，促进Ni金属缓慢收缩、光刻胶收缩，电极制备孔的开口缓慢扩大，每一层金属都可以部分蒸镀到外延层上，并对前一层电极金属进行包覆，避免间隔的金属层之间相互渗透的情况出现，保证电极的正常使用。
Description
技术领域
本公开涉及发光二极管制作领域，特别涉及一种发光二极管芯片制备方法及发光二极管芯片。
背景技术
发光二极管芯片是一种能发光的半导体电子元件。作为一种高效、环保、绿色新型固态照明光源，正在被迅速广泛地得到应用，如交通信号灯、汽车内外灯、城市景观照明、手机背光源等，提高发光二极管芯片发光效率是发光二极管不断追求的目标。
发光二极管芯片至少包括外延层及位于外延层上且与外延层相连的电极，电极用于与电源接触并将电流导入外延层中。电极在制备过程中，需要在外延层的表面涂覆光刻胶，并在光刻胶的表面留出电极制备孔，在电极制备孔内蒸镀电极，最后去除光刻胶。但部分电极的金属与光刻胶之间的粘连性不够好，金属与电极制备孔之间存在空隙，容易出现间隔的电极金属之间相互渗透，影响电极的稳定制备。
发明内容
本公开实施例提供了发光二极管芯片制备方法及发光二极管芯片，能够保证电极的稳定制备。所述技术方案如下：
本公开实施例提供了一种发光二极管芯片，所述发光二极管芯片包括衬底及依次层叠在所述衬底上的外延层与电极，所述电极与所述外延层相连且所述电极位于所述外延层上，所述电极包括依次层叠在所述外延层上的Cr电极金属层、Al电极金属层、Ti电极金属层、第一Ni电极金属层、第一Pt电极金属层、第二Ni电极金属层、第二Pt电极金属层、Au电极金属层，所述第一Ni电极金属层、所述第一Pt电极金属层、所述第二Ni电极金属层、所述第二Pt电极金属层、所述Au电极金属层均与所述外延层相接触，且所述第一Ni电极金属层包覆所述Cr电极金属层、所述Al电极金属层与所述Ti电极金属层，所述第一Pt电极金属层包覆所述第一Ni电极金属层，所述第二Ni电极金属层包覆所述第一Pt电极金属层，所述第二Pt电极金属层包覆所述第二Ni电极金属层，所述Au电极金属层包覆所述第二Pt电极金属层。
可选地，所述第一Ni电极金属层的厚度大于所述第一Pt电极金属层，所述第二Ni电极金属层的厚度大于所述第二Pt电极金属层。
可选地，所述第一Ni电极金属层的厚度等于所述第二Ni电极金属层的厚度，所述第一Pt电极金属层的厚度等于所述第二Pt电极金属层的厚度。
可选地，所述Cr电极金属层的厚度为10A～300A，所述第一Ni电极金属层的厚度为500A～3000A，所述第一Pt电极金属层的厚度为300A～2000A，所述第二Ni电极金属层的厚度为500A～3000A，所述第二Pt电极金属层的厚度为300A～2000A。
可选地，所述Au电极金属层的厚度大于所述第二Pt电极金属层的厚度。
本公开实施例提供了一种发光二极管芯片制备方法，所述发光二极管芯片制备方法包括：
提供一发光二极管外延片，所述发光二极管外延片包括衬底及在所述衬底上层叠的外延层；
在所述外延层的表面涂覆光刻胶，所述光刻胶上具有连通所述外延层的表面的电极制备孔；
在所述电极制备孔及所述光刻胶远离所述外延片的表面依次蒸镀Cr、Al、TI、Ni、Pt、Ni、Pt、Au，以在所述电极制备孔内形成依次层叠在所述外延片的表面的Cr电极金属层、Al电极金属层、Ti电极金属层、第一Ni电极金属层、第一Pt电极金属层、第二Ni电极金属层、第二Pt电极金属层、Au电极金属层，并在所述光刻胶的远离所述外延片的表面依次形成Cr金属层、Al金属层、Ti金属层、第一Ni金属层、第一Pt金属层、第二Ni金属层、第二Pt金属层、Au金属层，所述第一Ni电极金属层、所述第一Pt电极金属层、所述第二Ni电极金属层、所述第二Pt电极金属层、所述Au电极金属层均与所述外延层相接触，且所述第一Ni电极金属层包覆所述Cr电极金属层、所述Al电极金属层与所述Ti电极金属层，所述第一Pt电极金属层包覆所述第一Ni电极金属层，所述第二Ni电极金属层包覆所述第一Pt电极金属层，所述第二Pt电极金属层包覆所述第二Ni电极金属层，所述Au电极金属层包覆所述第二Pt电极金属层。
可选地，所述第一Ni电极金属层的蒸镀速率为2～10A/s。
可选地，所述第一Ni电极金属层的蒸镀温度为25-70℃。
可选地，所述第二Ni电极金属层的蒸镀速率等于所述第一Ni电极金属层的蒸镀速率。
可选地，所述第二Ni电极金属层的蒸镀温度小于所述第一Ni电极金属层的蒸镀温度。
本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果包括：
制备电极之前，需要在外延层的表面涂覆一层光刻胶，并在光刻胶的表面留出与外延层的表面连通的电极制备孔。在电极制备孔内制备电极，电极中依次层叠在外延层上的Cr电极金属层、Al电极金属层、Ti电极金属层可以作为电极的基础层实现与外延层之间的有效粘连。Cr电极金属层、Al电极金属层、Ti电极金属层在蒸镀时，光刻胶远离外延层的表面同样会蒸镀有Cr金属层、Al金属层与Ti金属层。Ti电极金属层上层叠的第一Ni电极金属层在蒸镀时会同时蒸镀在光刻胶上的Ti金属层的表面，Ni金属由于自身应力较大，电极制备孔内的第一Ni电极金属层可以与电极制备孔的内壁之间形成良好粘连，保证后续电极金属可以在电极制备孔内进行稳定蒸镀沉积。同时Ni金属在蒸镀到Ti金属层的表面之后，Ti金属会将收缩Ti金属层、Al金属层、Cr金属层与光刻胶的表面，而第一Pt电极金属层、第二Pt电极金属层在蒸镀时会出现放热情况，促进Ni金属进一步缓慢收缩进而促使光刻胶进一步的缓慢收缩，电极制备孔远离外延层的开口缓慢扩大，由于这一过程较为缓慢，最终得到的第一Pt电极金属层、第二Ni电极金属层、第二Pt电极金属层、Au电极金属层会在电极制备孔内稳定蒸镀，且与电极制备孔的内壁实现良好粘连，保证电极整体的稳定制备。第一Ni电极金属层、第一Pt电极金属层、第二Ni电极金属层、第二Pt电极金属层、Au电极金属层依次对前一层电极金属进行包覆，也可以避免间隔的金属层之间相互渗透的情况出现，保证电极的正常使用。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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。
图1是本公开实施例提供的一种发光二极管芯片的结构示意图；
图2是本公开实施例提供的一种发光二极管芯片制备方法流程图；
图3是本公开实施例提供的光刻胶的结构示意图；
图4是本公开实施例提供的发光二极管芯片制备过程示意图；
图5是本公开实施例提供的另一种发光二极管芯片制备方法流程图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
图1是本公开实施例提供的一种发光二极管芯片的结构示意图，参考图1可知，该发光二极管芯片包括衬底1及依次层叠在衬底1上的外延层2与电极3。电极3与外延层2相连且电极3位于外延层2上。
参考图1可知，在本公开所提供的一种实现方式中，外延层2可包括依次层叠在衬底1上的n型层21、发光层22与p型层23，且p型层23上具有延伸至n型层21表面的凹槽231。电极3则包括分别与n型层21及p型层23相连的n电极31与p电极32，n电极31与p电极32分别位于n型层21与p型层23上。
此处以n电极31进行示例说明，电极3包括依次层叠在外延层2上的Cr电极金属层311、Al电极金属层312、Ti电极金属层313、第一Ni电极金属层314、第一Pt电极金属层315、第二Ni电极金属层316、第二Pt电极金属层317、Au电极金属层318，第一Ni电极金属层314、第一Pt电极金属层315、第二Ni电极金属层316、第二Pt电极金属层317、Au电极金属层318均与外延层2相接触，且第一Ni电极金属层314包覆Cr电极金属层311、Al电极金属层312与Ti电极金属层313，第一Pt电极金属层315包覆第一Ni电极金属层314，第二Ni电极金属层316包覆第一Pt电极金属层315，第二Pt电极金属层317包覆第二Ni电极金属层316，Au电极金属层318包覆第二Pt电极金属层317。
制备电极3之前，需要在外延层2的表面涂覆一层光刻胶，并在光刻胶的表面留出与外延层2的表面连通的电极制备孔。在电极制备孔内制备电极3，电极3中依次层叠在外延层2上的Cr电极金属层311、Al电极金属层312、Ti电极金属层313可以作为电极3的基础层实现与外延层2之间的有效粘连。Cr电极金属层311、Al电极金属层312、Ti电极金属层313在蒸镀时，光刻胶远离外延层2的表面同样会蒸镀有Cr金属层、Al金属层与Ti金属层。Ti电极金属层313上层叠的第一Ni电极金属层314在蒸镀时会同时蒸镀在光刻胶上的Ti金属层的表面，Ni金属由于自身应力较大，电极制备孔内的第一Ni电极金属层314可以与电极制备孔的内壁之间形成良好粘连，保证后续电极3金属可以在电极制备孔内进行稳定蒸镀沉积。同时Ni金属在蒸镀到Ti金属层的表面之后，Ti金属会将收缩Ti金属层、Al金属层、Cr金属层与光刻胶的表面，而第一Pt电极金属层315、第二Pt电极金属层317在蒸镀时会出现放热情况，促进Ni金属进一步缓慢收缩进而促使光刻胶进一步的缓慢收缩，电极制备孔远离外延层2的开口缓慢扩大，由于这一过程较为缓慢，最终得到的第一Pt电极金属层315、第二Ni电极金属层316、第二Pt电极金属层317、Au电极金属层318会在电极制备孔内稳定蒸镀，且与电极制备孔的内壁实现良好粘连，保证电极3整体的稳定制备。
在出现温度变化时，Ni金属由于应力的释放，附着在光刻胶上的Ni金属层的整体体积会出现较大幅度收缩，使得电极制备孔远离外延层的开口缓慢扩大，部分第一Ni电极金属层314会蒸镀到外延层的表面，并对第一Ni电极金属层314之前的Cr电极金属层311、Al电极金属层312、Ti电极金属层313进行包覆，避免电极金属之间相互渗透的情况出现。后续蒸镀的第一Pt电极金属层315、第二Pt电极金属层316、第二Ni电极金属层317、Au电极金属层318也会出现放热情况，促进Ni金属层进一步缓慢收缩进而促使光刻胶进一步的缓慢收缩，电极制备孔远离外延层的开口缓慢扩大，每一层金属都可以部分蒸镀到外延层上，并对前一层电极金属进行包覆，且具有较大的包覆厚度，有效避免间隔的金属层之间相互渗透的情况出现，保证电极的正常使用。
并且光刻胶收缩导致电极制备孔远离外延层2的开口会略微扩大，Ti电极金属层313以上依次沉积的第一Pt电极金属层315、第二Ni电极金属层316、第二Pt电极金属层317、Au电极金属层318具有更大的体积，实现与外延层2之间的良好导通。电极制备孔的远离外延层2的开口略微扩大，在电极3制备完成之后，也有利于光刻胶与电极3整体之间的剥离，降低光刻胶与电极3之间剥离的困难程度，提高光刻胶剥离的效率。
需要说明的是，Ni金属可以促进光刻胶的收缩，是由于Ni金属自身的强应力，在蒸镀过程中由于温度的变化，例如由低温至高温，Ni金属由于应力的释放，附着在光刻胶上的NI金属的整体体积会出现较大幅度收缩，从而对光刻胶形成拉扯，使远离外延层面的光刻胶开孔变大。而由于Cr电极金属层311作为与外延层2直接接触的层，通常厚度较薄，因此不会引起光刻胶较大的形变。Al电极金属层312、Ti电极金属层313，是由于Al和Ti本身的延伸性较好，在温度变化时整体体积不会出现较大程度的收缩，因为不会对光刻胶的体积造成较大影响。
示例性地，Al电极金属层312的厚度为200A～2000A。Ti电极金属层313的厚度为300A～2000A。能够实现良好的过渡，并避免后续生长的Ni电极3金属层与Cr电极金属层311渗透的情况。
可选地，第一Ni电极金属层314的厚度等于第一Pt电极金属层315，第二Ni电极金属层316的厚度大于第二Pt电极金属层317。
在蒸镀第一Ni电极金属层314与第二Ni电极金属层316之后，第一Ni电极金属层314后的第一Pt电极金属层315的镀率可以适当减小，第一Pt电极金属层315蒸镀时所释放的热量不会过于迅速，从而控制温度变化幅度不会太大，保证第一Ni电极金属层314变形过程较为缓慢，控制最终得到的光刻胶的变形也较为缓慢，电极制备孔的形状变化同样较为缓慢，电极3金属可以在电极制备孔内稳定沉积。
示例性地，第一Ni电极金属层314的厚度等于第二Ni电极金属层316的厚度，第一Pt电极金属层315的厚度等于第二Pt电极金属层317的厚度。
第一Ni电极金属层314的厚度等于第二Ni电极金属层316的厚度，可以将形变第一Ni电极金属层314与第二Ni电极金属层316造成的光刻胶的形变相同。同样地，第一Pt电极金属层315的厚度等于第二Pt电极金属层317的厚度，可以控制在第一Ni电极金属层314造成的变形基础上，后续电极3金属会对光刻胶造成的形变为逐步变化。保证光刻胶的形变较为稳定且形变程度不会忽大忽小，控制最终得到的电极制备孔内沉积的电极3的两侧形状为均匀稳定。
可选地，Cr电极金属层311的厚度为10A～300A，第一Ni电极金属层314的厚度为500A～3000A，第一Pt电极金属层315的厚度为300A～2000A，第二Ni电极金属层316的厚度为500A～3000A，第二Pt电极金属层317的厚度为300A～2000A。
Cr电极金属层311的厚度在以上范围内时，能够实现与外延层2及光刻胶稳定粘连的同时，Cr电极金属层311本身也不会产生较大变形导致光刻胶产生较大变形，能够保证后续电极3金属层的稳定生长。第一Ni电极金属层314、第一Pt电极金属层315、第二Ni电极金属层316及第二Pt电极金属层317的厚度在以上范围内时，可以保证最终得到的光刻胶的形变较为缓慢且过渡较为稳定，最终得到的光刻胶内的电极制备孔的形状变化也较为稳定。
可选地，Au电极金属层318的厚度大于第二Pt电极金属层317的厚度。
可以保证Au电极金属层318稳定生长，且在Au电极金属层318生长过程中，会进一步提升蒸镀过程中的温度，从而进一步释放前期Ni金属层的应力，加大光刻胶的形变，最终得到电极制备孔中Au电极金属层的包覆性更好。
需要说明的是，图1中的结构仅用于示例，在本公开所提供的其他实现方式中，n电极31与p电极32的位置也可进行改变，本公开对此不做限制。且p电极32的结构与n电极31的结构相同，因此此处不再对p电极32的结构进行赘述。
图2是本公开实施例提供的一种发光二极管芯片制备方法流程图，参考图2可知，该发光二极管芯片制备方法及发光二极管芯片包括：
S101：提供一发光二极管外延片，发光二极管外延片包括衬底及在衬底上层叠的外延层。
S102：在外延层的表面涂覆光刻胶，光刻胶上具有连通外延层的表面的电极制备孔。
S103：在电极制备孔及光刻胶远离外延片的表面依次蒸镀Cr、Al、TI、Ni、Pt、Ni、Pt、Au，以在电极制备孔内形成依次层叠在外延片的表面的Cr电极金属层、Al电极金属层、Ti电极金属层、第一Ni电极金属层、第一Pt电极金属层、第二Ni电极金属层、第二Pt电极金属层、Au电极金属层，并在光刻胶的远离外延片的表面依次形成Cr金属层、Al金属层、Ti金属层、第一Ni金属层、第一Pt金属层、第二Ni金属层、第二Pt金属层、Au金属层，第一Ni电极金属层、第一Pt电极金属层、第二Ni电极金属层、第二Pt电极金属层、Au电极金属层均与外延层相接触，且第一Ni电极金属层包覆Cr电极金属层、Al电极金属层与Ti电极金属层，第一Pt电极金属层包覆第一Ni电极金属层，第二Ni电极金属层包覆第一Pt电极金属层，第二Pt电极金属层包覆第二Ni电极金属层，Au电极金属层包覆第二Pt电极金属层。
制备电极之前，需要在外延层的表面涂覆一层光刻胶，并在光刻胶的表面留出与外延层的表面连通的电极制备孔。在电极制备孔内制备电极，电极中依次层叠在外延层上的Cr电极金属层、Al电极金属层、Ti电极金属层可以作为电极的基础层实现与外延层之间的有效粘连。Cr电极金属层、Al电极金属层、Ti电极金属层在蒸镀时，光刻胶远离外延层的表面同样会蒸镀有Cr金属层、Al金属层与Ti金属层。Ti电极金属层上层叠的第一Ni电极金属层在蒸镀时会同时蒸镀在光刻胶上的Ti金属层的表面，Ni金属由于自身应力较大，电极制备孔内的第一Ni电极金属层可以与电极制备孔的内壁之间形成良好粘连，保证后续电极金属可以在电极制备孔内进行稳定蒸镀沉积。同时Ni金属在蒸镀到Ti金属层的表面之后，Ti金属会将收缩Ti金属层、Al金属层、Cr金属层与光刻胶的表面，而第一Pt电极金属层、第二Pt电极金属层在蒸镀时会出现放热情况，促进Ni金属进一步缓慢收缩进而促使光刻胶进一步的缓慢收缩，电极制备孔远离外延层的开口缓慢扩大，由于这一过程较为缓慢，最终得到的第一Pt电极金属层、第二Ni电极金属层、第二Pt电极金属层、Au电极金属层会在电极制备孔内稳定蒸镀，且与电极制备孔的内壁实现良好粘连，保证电极整体的稳定制备。第一Ni电极金属层、第一Pt电极金属层、第二Ni电极金属层、第二Pt电极金属层、Au电极金属层依次对前一层电极金属进行包覆，也可以避免间隔的金属层之间相互渗透的情况出现，保证电极的正常使用。
执行完步骤S103之后的发光二极管芯片的结构可参考图1。
为便于理解，此处还可提供图3与图4，图3是本公开实施例提供的光刻胶的结构示意图，图3中光刻胶10上具有电极制备孔101，电极制备孔101的直径，由电极制备孔101靠近外延层2的一端至电极制备孔101远离外延层2的一端逐渐减小。
上一段中的电极制备孔101，可以控制电极的Cr电极金属层、Al电极金属层、Ti电极金属层开始进行沉积时，在电极制备孔101内的体积较小，可以便于后续金属层对这三层进行良好的包覆，并增加后续沉积的电极金属的包覆厚度，有效减小电极金属层之间相互渗透的情况。且这种形式的电极制备孔101，在电极制备而电极制备孔101的开口逐渐打开的过程中，电极金属层更容易直接蒸镀到外延层2的表面，以形成金属层之间的包覆结构，避免不同金属层之间的相互渗透。此时电极制备孔101内未制备电极。
图4是本公开实施例提供的发光二极管芯片制备过程示意图，在图4中显示了n电极的结构以及n电极在蒸镀过程中，在光刻胶10远离外延层2的表面上沉积的金属层。参考图4可知，光刻胶10上实际上依次沉积有Cr金属层20、Al金属层30、Ti金属层40、第一Ni金属层50、第一Pt金属层60、第二Ni金属层70、第二Pt金属层80、Au金属层90，光刻胶10上具有电极制备孔101，n电极31位于电极制备孔101内，电极制备孔内101的n电极31包括依次层叠在外延层2上的Cr电极金属层311、Al电极金属层312、Ti电极金属层313、第一Ni电极金属层314、第一Pt电极金属层315、第二Ni电极金属层316、第二Pt电极金属层317、Au电极金属层318。
图4中还显示了，电极制备孔101的内壁与第一Ni电极金属层314及第二Ni电极金属层316粘连较为紧密，且电极制备孔101在垂直于外延层2的表面且远离外延层2的表面的方向上，电极制备孔101的孔径逐渐增大直至最终不变。
图5是本公开实施例提供的另一种发光二极管芯片制备方法流程图，参考图5可知，该发光二极管芯片制备方法包括：
S201：提供一衬底。
可选地，衬底为蓝宝石衬底。易于实现与制作。
在本公开所提供的其他实现方式中，衬底也可为蓝宝石平片、GaN平片、SiC平片、Si平片其中的一种衬底。本公开对此不做限制。
示例性地，衬底的尺寸可为2英寸、4英寸或6英寸。
S202：在衬底上生长外延层以得到发光二极管外延片。
先提供衬底并在衬底上生长外延层得到发光二极管外延片。可以便于发光二极管外延片的制备与获取。
在本公开所提供的一种实现方式中，外延层的结构可如前述图1中所示。在本公开所提供的其他实现方式中，外延层的结构也可以在图1的基础上增加例如缓冲层、电子阻挡层或者其他不同的层次结构，本公开对此不做限制。
需要说明的是，在本公开实施例中，可以采用VeecoK465iorC4orRBMOCVD(MetalOrganicChemicalVaporDeposition，金属有机化合物化学气相沉淀)设备或者AIXTRON金属有机化合物化学气相沉淀设备实现发光二极管的生长方法。采用高纯H2(氢气)或高纯N2(氮气)或高纯H2和高纯N2的混合气体作为载气，高纯NH3作为N源，三甲基镓(TMGa)及三乙基镓(TEGa)作为镓源，三甲基铟(TMIn)作为铟源，硅烷(SiH4)作为N型掺杂剂，三甲基铝(TMAl)作为铝源，二茂镁(CP2Mg)作为P型掺杂剂。
S203：在外延层的表面涂覆光刻胶，光刻胶上具有连通外延层的表面的电极制备孔。
可选地，光刻胶的厚度可为2.5～4um。此时在光刻胶上预留的电极制备孔可以满足大部分电极的高度需求，保证电极的良好制备。
步骤S203还可包括：涂覆光刻胶之后，对光刻胶依次进行烘烤、匀胶、曝光、显影的光刻操作，在光刻胶上制备得到电极制备孔。易于实现电极制备孔的制备。
可选地，光刻胶的烘烤的温度可为90～100℃，光刻胶的烘烤的时间可为30min。能够对光刻胶进行较好的软化，便于对光刻胶进行后续匀胶曝光等操作。
示例性地，步骤S203还包括：检测电极制备孔的轴线是否垂直于外延层的表面。
检测电极制备孔是否垂直于外延层的表面，可以避免电极制备孔的轴线不是垂直于外延层的表面，而影响电极的垂直度。并且可以在电极制备孔的轴线不垂直于外延层的表面时，重新制作电极制备孔。
可选地，在完成以上步骤之后，步骤S203还包括：清洗发光二极管外延片。保证蒸镀电极时，电极不会受到杂质的影响。
S204：在电极制备孔及光刻胶远离外延片的表面依次蒸镀Cr、Al、TI、Ni、Pt、Ni、Pt、Au，以在电极制备孔内形成依次层叠在外延片的表面的Cr电极金属层、Al电极金属层、Ti电极金属层、第一Ni电极金属层、第一Pt电极金属层、第二Ni电极金属层、第二Pt电极金属层、Au电极金属层，并在光刻胶的远离外延片的表面依次形成Cr金属层、Al金属层、Ti金属层、第一Ni金属层、第一Pt金属层、第二Ni金属层、第二Pt金属层、Au金属层。
示例性地，电极蒸镀的压力为2.0×10-6Torr。可以保证整个电极的稳定制备。
可选地，第一Ni电极金属层的蒸镀速率为2～10A/s。
在蒸镀过程中，第一Ni电极金属层的蒸镀速率保持在以上范围内，可以保证得到的第一Ni电极金属层额结构较为致密，第一Ni电极金属层在收缩时会对光刻胶稳定产生作用力。而采用以上蒸镀速率得到的第一Ni电极金属层的质量也较好，表面较为平整，可以保证第一Ni电极金属层之后蒸镀的电机金属层的质量。
示例性地，第一Ni电极金属层的蒸镀温度为20-70℃。
第一Ni电极金属层的蒸镀温度在此范围内时，可以保证第一Ni电极金属层的晶体质量。同时第一Ni电极金属层与第一Ni电极金属层之后的电极金属层之间的蒸镀温差不会过大，可以保证第一Ni电极金属层的收缩程度较小，对光刻胶的形变影响相对较小。
可选地，第二Ni电极金属层的蒸镀速率与第一Ni电极金属层的蒸镀速率相同。可以保证光刻胶的进一步收缩，控制电极制备孔在远离外延层的方向上的孔径进一步增大，实现电极制备孔内电极两侧进一步外扩，稳定沉积。
可选地，第二Ni电极金属层的蒸镀温度大于第一Ni电极金属层的蒸镀温度。
第二Ni电极金属层的蒸镀温度大于第一Ni电极金属层的蒸镀温度，可以保证第二Ni电极金属层在第一Ni电极金属层产生的收缩基础上进一步收缩，控制电极制备孔在远离外延层的方向上的孔径进一步变大，实现电极制备孔的孔径的缓慢过渡以及电极制备孔内电极的稳定沉积。
示例性地，第一Ni电极金属层的蒸镀温度与第二Ni电极金属层的蒸镀温度之差为5℃～15℃。能够保证电极制备孔的孔径的缓慢过渡。
步骤S204可包括：在蒸镀电极之前，可以在反应腔内同时放入另一衬底，在电极制备孔内蒸镀电极的同时，在另一衬底上沉积对应的金属层。
可以通过测量另一衬底上的金属层的厚度来反应电极制备孔内电极金属层的厚度是否达标，便于电极的蒸镀与控制。
S205：对电极进行检测。
步骤S205可包括：使用台阶仪对电极的表面平整度进行检测。若电极不合格可以去除电极之后重新制备。
S206：去除光刻胶。
可选地，使用有机溶剂去除光刻胶。便于光刻胶的剥离。
以上所述，并非对本公开作任何形式上的限制，虽然本公开已通过实施例揭露如上，然而并非用以限定本公开，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本公开技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本公开技术方案的内容，依据本公开的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本公开技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种发光二极管芯片，其特征在于，所述发光二极管芯片包括衬底及依次层叠在所述衬底上的外延层与电极，所述电极与所述外延层相连且所述电极位于所述外延层上，所述电极包括依次层叠在所述外延层上的Cr电极金属层、Al电极金属层、Ti电极金属层、第一Ni电极金属层、第一Pt电极金属层、第二Ni电极金属层、第二Pt电极金属层、Au电极金属层，所述第一Ni电极金属层、所述第一Pt电极金属层、所述第二Ni电极金属层、所述第二Pt电极金属层、所述Au电极金属层均与所述外延层相接触，且所述第一Ni电极金属层包覆所述Cr电极金属层、所述Al电极金属层与所述Ti电极金属层，所述第一Pt电极金属层包覆所述第一Ni电极金属层，所述第二Ni电极金属层包覆所述第一Pt电极金属层，所述第二Pt电极金属层包覆所述第二Ni电极金属层，所述Au电极金属层包覆所述第二Pt电极金属层。
2.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述第一Ni电极金属层的厚度大于所述第一Pt电极金属层，所述第二Ni电极金属层的厚度大于所述第二Pt电极金属层。
3.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述第一Ni电极金属层的厚度等于所述第二Ni电极金属层的厚度，所述第一Pt电极金属层的厚度等于所述第二Pt电极金属层的厚度。
4.根据权利要求1～3任一项所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述Cr电极金属层的厚度为10A～300A，所述第一Ni电极金属层的厚度为500A～3000A，所述第一Pt电极金属层的厚度为300A～2000A，所述第二Ni电极金属层的厚度为500A～3000A，所述第二Pt电极金属层的厚度为300A～2000A。
5.根据权利要求1～3任一项所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述Au电极金属层的厚度大于所述第二Pt电极金属层的厚度。
6.一种发光二极管芯片制备方法，其特征在于，所述发光二极管芯片制备方法包括：
提供一发光二极管外延片，所述发光二极管外延片包括衬底及在所述衬底上层叠的外延层；
在所述外延层的表面涂覆光刻胶，所述光刻胶上具有连通所述外延层的表面的电极制备孔；
在所述电极制备孔及所述光刻胶远离所述外延片的表面依次蒸镀Cr、Al、TI、Ni、Pt、Ni、Pt、Au，以在所述电极制备孔内形成依次层叠在所述外延片的表面的Cr电极金属层、Al电极金属层、Ti电极金属层、第一Ni电极金属层、第一Pt电极金属层、第二Ni电极金属层、第二Pt电极金属层、Au电极金属层，并在所述光刻胶的远离所述外延片的表面依次形成Cr金属层、Al金属层、Ti金属层、第一Ni金属层、第一Pt金属层、第二Ni金属层、第二Pt金属层、Au金属层，所述第一Ni电极金属层、所述第一Pt电极金属层、所述第二Ni电极金属层、所述第二Pt电极金属层、所述Au电极金属层均与所述外延层相接触，且所述第一Ni电极金属层包覆所述Cr电极金属层、所述Al电极金属层与所述Ti电极金属层，所述第一Pt电极金属层包覆所述第一Ni电极金属层，所述第二Ni电极金属层包覆所述第一Pt电极金属层，所述第二Pt电极金属层包覆所述第二Ni电极金属层，所述Au电极金属层包覆所述第二Pt电极金属层。
7.根据权利要求6所述的发光二极管芯片制备方法，其特征在于，所述第一Ni电极金属层的蒸镀速率为2～10A/s。
8.根据权利要求6所述的发光二极管芯片制备方法，其特征在于，所述第一Ni电极金属层的蒸镀温度为25-70℃。
9.根据权利要求6～8任一项所述的发光二极管芯片制备方法，其特征在于，所述第二Ni电极金属层的蒸镀速率等于所述第一Ni电极金属层的蒸镀速率。
10.根据权利要求6～8任一项所述的发光二极管芯片制备方法，其特征在于，所述第二Ni电极金属层的蒸镀温度小于所述第一Ni电极金属层的蒸镀温度。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114388667A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-22 | 江西兆驰半导体有限公司 | 一种倒装发光二极管芯片电极及制备方法 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101702423A (zh) * | 2009-10-29 | 2010-05-05 | 杭州兰源光电材料有限公司 | 一种led电极结构及其制备方法 |
| CN102130259A (zh) * | 2011-01-14 | 2011-07-20 | 大连美明外延片科技有限公司 | 一种发光二极管芯片的复合电极及其制作方法 |
| TW201126761A (en) * | 2009-11-05 | 2011-08-01 | Showa Denko Kk | Semiconductor light emitting element and method for manufacturing semiconductor light emitting element |
| CN104659175A (zh) * | 2013-11-15 | 2015-05-27 | 晶元光电股份有限公司 | 光电元件及其制造方法 |
| CN105633224A (zh) * | 2016-01-04 | 2016-06-01 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 一种led芯片电极与芯片结构及其制作方法 |
| CN106684223A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-05-17 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种发光二极管的芯片及其制作方法 |
| CN106876548A (zh) * | 2017-02-24 | 2017-06-20 | 湘能华磊光电股份有限公司 | Led反射电极及其制作方法 |
| CN108258095A (zh) * | 2018-01-18 | 2018-07-06 | 湘能华磊光电股份有限公司 | Led芯片电极及其制作方法和led芯片 |
| CN109326700A (zh) * | 2017-07-31 | 2019-02-12 | 山东浪潮华光光电子股份有限公司 | 一种GaN基LED电极结构及其制作方法 |
| CN111048642A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-04-21 | 厦门三安光电有限公司 | 一种发光二极管及其制作方法 |
| CN111446341A (zh) * | 2020-03-27 | 2020-07-24 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 倒装发光二极管芯片及其制作方法 |
-
2021
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- 2021-01-05 CN CN202110006545.3A patent/CN112820808A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101702423A (zh) * | 2009-10-29 | 2010-05-05 | 杭州兰源光电材料有限公司 | 一种led电极结构及其制备方法 |
| TW201126761A (en) * | 2009-11-05 | 2011-08-01 | Showa Denko Kk | Semiconductor light emitting element and method for manufacturing semiconductor light emitting element |
| CN102130259A (zh) * | 2011-01-14 | 2011-07-20 | 大连美明外延片科技有限公司 | 一种发光二极管芯片的复合电极及其制作方法 |
| CN104659175A (zh) * | 2013-11-15 | 2015-05-27 | 晶元光电股份有限公司 | 光电元件及其制造方法 |
| CN105633224A (zh) * | 2016-01-04 | 2016-06-01 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 一种led芯片电极与芯片结构及其制作方法 |
| CN106684223A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-05-17 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种发光二极管的芯片及其制作方法 |
| CN106876548A (zh) * | 2017-02-24 | 2017-06-20 | 湘能华磊光电股份有限公司 | Led反射电极及其制作方法 |
| CN109326700A (zh) * | 2017-07-31 | 2019-02-12 | 山东浪潮华光光电子股份有限公司 | 一种GaN基LED电极结构及其制作方法 |
| CN108258095A (zh) * | 2018-01-18 | 2018-07-06 | 湘能华磊光电股份有限公司 | Led芯片电极及其制作方法和led芯片 |
| CN111048642A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-04-21 | 厦门三安光电有限公司 | 一种发光二极管及其制作方法 |
| CN111446341A (zh) * | 2020-03-27 | 2020-07-24 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 倒装发光二极管芯片及其制作方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114388667A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-22 | 江西兆驰半导体有限公司 | 一种倒装发光二极管芯片电极及制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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