CN114188451B - 一种发光芯片、制作方法以及显示面板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发光芯片、制作方法以及显示面板。发光芯片包括外延层；电极，设于外延层上；电极中的至少一个包括依次远离外延层的接触层、柔性延展层、阻挡层以及保护层；接触层与外延层接触；阻挡层包括交叠设置的至少两层镍层和至少一层铂层，阻挡层最远离外延层的一层为镍层，至少两层镍层中包括一层在平面区域的沉积厚度不小于3000埃的第一镍层以及包括在平面区域的沉积厚度小于3000埃的第二镍层；保护层与最远离外延层的镍层接触。采用镍层和铂层的叠层实现更强的阻挡效果，增加了电极的抗推拉能力，且对镍层沉积厚度的差异化分配，应对在拐角处的厚度损失，保证阻挡效果。
Description
技术领域
本发明涉及发光芯片领域，尤其涉及一种发光芯片、制作方法以及显示面板。
背景技术
发光芯片需要与电路基板进行键合，发光芯片的电极与电路基板连接。发光芯片在电路基板上键合的稳定性对其电极的性能也存在要求。尤其是倒装结构的发光芯片，其电极可能与基板直接键合，对电极的要求更为严格。然而，传统的芯片电极的强度不高，抗推拉能力弱，容易掉工艺层。
因此，如何提升芯片电极的抗推拉能力是亟需解决的问题。
发明内容
鉴于上述相关技术的不足，本申请的目的在于提供一种发光芯片、制作方法以及显示面板，旨在解决芯片电极的抗推拉能力弱的问题。
一种发光芯片，包括：
外延层；
电极，设于所述外延层上；
所述电极中的至少一个包括依次远离所述外延层的接触层、柔性延展层、阻挡层以及保护层；
所述接触层与所述外延层接触；所述阻挡层包括交叠设置的至少两层镍层和至少一层铂层，所述阻挡层最远离所述外延层的一层为所述镍层，所述至少两层镍层中包括一层在平面区域的沉积厚度不小于3000埃的第一镍层以及包括在平面区域的沉积厚度小于3000埃的第二镍层；所述保护层与最远离所述外延层的所述镍层接触。
上述发光芯片的电极采用镍层和铂层的叠层实现更强的阻挡效果，对镍层的厚度进行差异化的设置，其中包括相较于其他镍层更厚的第一镍层，以及较薄的第二镍层，在总厚度无法无限制增加的情况下，通过对镍层沉积厚度的差异化分配，产生的较厚的第一镍层能够有力的应对电极的拐角形状，降低电极因在拐角处对锡的阻挡力度的减弱而导致被锡穿透至其他工艺层的情况，增加了电极的抗推拉能力。
可选地，所述柔性延展层包括铝合金层，所述铝合金层的膨胀系数小于铝的膨胀系数。
在铝中掺入膨胀系数小于铝的其他金属材料即可形成膨胀系数小于铝的铝合金层，减少铝层受热膨胀而导致在电极边缘发生金属互溶的情况。
可选地，所述铝合金层为铜铝合金层。
铜能够抑制铝的受热膨胀，且同时还能够保证整体的延展柔性不受到明显的影响。不仅保留了柔性延展层所需的柔性，且降低了柔性延展层受热膨胀，避免在电极边缘产生金属互溶的情况，提高电极的稳定和耐用性。
可选地，所述柔性延展层的厚度不小于15000埃。
可以理解的是，设置较厚的柔性延展层提高电极的柔性。
可选地，述第一镍层为所述阻挡层中最远离所述外延层的所述镍层。
第一镍层在最靠近锡膏的位置对穿透进入电极的锡形成阻挡，使大部分锡被拦截在电极靠外层的区域，同时也减少阻挡层中后续铂层中锡的穿透量，而其余的第二镍层则在第一镍层之后对剩余的锡进行补充性的阻挡，该实施方式中的镍层设置方式，能够对锡形成较好的阻挡效果。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种发光芯片的制作方法，包括：
制作外延层；
在所述外延层上设置电极；
所述在所述外延层上设置电极包括：
在所述外延层上依次设置接触层、柔性延展层、阻挡层以及保护层；
所述接触层与所述外延层接触；所述阻挡层包括交叠设置的至少两层镍层和至少一层铂层，所述阻挡层最远离所述外延层的一层为所述镍层，所述至少两层镍层中包括一层在平面区域的沉积厚度不小于3000埃的第一镍层以及包括在平面区域的沉积厚度小于3000埃的第二镍层；所述保护层与最远离所述外延层的所述镍层接触。
上述发光芯片的制作方法制作的发光芯片采用镍层和铂层的叠层实现更强的阻挡效果，对镍层的厚度进行差异化的设置，其中包括相较于其他镍层更厚的第一镍层，以及较薄的第二镍层，在总厚度无法无限制增加的情况下，通过对镍层沉积厚度的差异化分配，产生的较厚的第一镍层能够有力的应对电极的拐角形状，降低电极因在拐角处对锡的阻挡力度的减弱而导致被锡穿透至其他工艺层的情况，增加了电极的抗推拉能力。
基于同样的发明构思，本申请还提供一种显示面板，包括：电路基板和多颗发光芯片，所述发光芯片包括上述的发光芯片，所述发光芯片的所述电极与所述电路基板的固晶区上的导电层电连接。
上述显示面板采用上述的发光芯片，发光芯片的电极抗推拉性更强，强度更高，使得显示面板的品质也更好。
附图说明
图1为本发明实施例提供的发光芯片的结构示意图一；
图2为本发明实施例提供的发光芯片的结构示意图二；
图3为本发明实施例提供的发光芯片的电极的一种可选结构示意图；
图4为本发明另一可选实施例提供的发光芯片的制作方法的基本流程示意图；
图5为本发明另一可选实施例提供的发光芯片的制作方法的部分细化流程示意图；
附图标记说明：
1-外延层；11-衬底；12-第一半导体层；13-有源层；14-第二半导体层；15-绝缘钝化层；2-电极；21-接触层；211-铬层；22-柔性延展层；221-铜铝合金层；23-阻挡层；2311-第一镍层；2312-第二镍层；232-铂层；24-保护层；241-金层；251-钛层。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。
传统的芯片电极的强度不高，抗推拉能力弱，容易掉工艺层。
基于此，本申请希望提供一种能够解决上述技术问题的方案，其详细内容将在后续实施例中得以阐述。
实施例：
本实施例提供一种发光芯片，请参见图1，该发光芯片包括但不限于外延层1和设于外延层上的电极2。电极2中的至少一个包括但不限于依次远离外延层的接触层21、柔性延展层22、阻挡层23以及保护层24；其中，接触层21与外延层1接触；阻挡层23包括交叠设置的至少两层镍(Ni)层和至少一层铂(Pt)层，阻挡层23最远离外延层的一层为镍层，至少两层镍层中包括一层在平面区域的沉积厚度不小于3000埃的第一镍层以及包括在平面区域的沉积厚度小于3000埃的第二镍层；保护层24与最远离外延层1的镍层接触。
本实施例的发光芯片的电极以层叠的结构设置，上述各接触层、柔性延展层、阻挡层以及保护层在外延层上依次层叠形成。可以理解的是，除有特别的限定，在上述各层之间还可能设置其他的层结构。
本实施例中，并不限定发光芯片的外延层的具体结构，发光芯片可以为包括但不限于Mini LED(Mini Light Emitting Diode，次毫米发光二极管)芯片、Micro LED(MicroLight Emitting Diode，微型发光二极管)芯片或其他各种LED(Light Emitting Diode，发光二极管)芯片。作为一种示例，如图2所示，发光芯片的外延层生长在衬底11上，外延层包括依次远离衬底11的第一半导体层12、有源层13以及第二半导体层14以及将这些层覆盖的绝缘钝化层15，其中第一半导体层12和第二半导体层14可分别为N型半导体层和P型半导体层，有源层12包括量子阱层等，绝缘钝化层15可以是包括但不限于二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)等性质较为稳定的绝缘材料，可以理解的是，绝缘钝化层15上设于通孔图形供电极2与半导体层接触。发光芯片的外延层形成有台阶结构，该台阶结构为一部分有源层13和第二半导体层14被去除形成，以使得第一半导体层12的一部分区域被露出，电极中的其中一个则设于该第一半导体层12的露出区域，另一个设于第二半导体层14上。设于N型半导体层的电极通常可称为N型电极，设于P型半导体层的电极通常可称为P型电极。在实际应用中，外延层还可以包括反射层、透明导电层等其他结构中的至少一种。
电极的接触层是与外延层直接接触的结构，接触层所接触到的外延层可以是第一半导体层或第二半导体层，外延层包括其他结构时，也可能与透明导电层等结构接触。电极中的接触层可以选择与外延层之间的黏附性比较好的材料，例如其与外延层之间的黏附性大于柔性延展层与外延层之间的黏附性，从而保证芯片的电极强度，使芯片的电极不易掉落。本实施例中，接触层包括铬(Cr)层。
电极的保护层是与外界直接接触的结构，也即在焊接时，锡膏设置在保护层上，该保护层通常设置在电极的最外层。作为电极最外层的结构，保护层通常采用性质较为稳定的金属，其避免电极中的其他金属被氧化、酸化等，一些示例中，保护层还可以与锡膏共熔来增强结合性。本实施例中，保护层包括但不限于金(Au)层。
柔性延展层的设置能够使电极具有一定的柔性，使得电极能够应对具有柔性需求的场景，例如封装在柔性灯带中，可承受柔性带灯弯曲形变的应用场景。柔性延展层采用延展性较好的金属材料，示例性的，柔性延展层可以包括铝(Al)层。为了进一步增加电极的抗推拉能力，在实施方式中，柔性延展层包括铝合金层，且铝合金层的膨胀系数小于铝的膨胀系数，一般而言，在铝中掺入膨胀系数小于铝的其他金属材料即可形成膨胀系数小于铝的铝合金层。作为一种示例，铝合金层包括铜铝(AlCu)合金层，也即在铝中掺入铜(Cu)，铜能够抑制铝的受热膨胀，且同时还能够保证整体的延展柔性不受到明显的影响。在发光芯片的使用过程中，会产生大量的热量，若柔性延展层仅采用铝层或其他材料则受热膨胀可能导致电极变形，在电极边缘可能产生金属互溶的情况，例如铝层在受热膨胀后可能和保护层中的金层在电极边缘发生互溶，使得电极变形，严重可能导致老化失效等情况。而通过采用铜铝合金层作为柔性延展层，不仅保留了柔性延展层所需的柔性，且降低了柔性延展层受热膨胀，避免在电极边缘产生金属互溶的情况，提高电极的稳定和耐用性。
作为具体的示例，铝合金层中的非铝金属的占比(质量占比)远小于铝，本实施例中不大于百分之五。以铜铝合金为例，铜的占比可以选择可以为百分之二到百分之五之间，例如百分之二、百分之三、百分之四、百分之五等等。
同时，本实施例中，柔性延展层的厚度可设置为不小于15000埃
例如15500埃、16000埃、16500埃、17000埃等等，设置较厚的柔性延展层提高电极的柔性。一种示例中，当柔性延展层采用上述示例的铜铝合金层时，由于对于受热膨胀的抑制，即使是设置较厚的柔性延展层也能够很好的减少在电极边缘产生的金属互溶的情况，而同时也保证了具有充分的柔性。
在对发光芯片进行固晶焊接的过程中，电极上设置的锡(Sn)膏沿电极保护层一侧向内部穿透，阻挡层对穿透的锡进行阻挡。一些传统的电极中，采用钛(Ti)层或钛层和铂层叠加作为阻挡层使用，但仍然可能出现锡穿透到电极下层的其他工艺层的情况，穿透而下的锡破坏电极结构，导致电极容易被推拉破坏。相比之下，本实施例采用镍层和铂层的叠层实现更强的阻挡效果，增加了电极的抗推拉能力。具体实施过程中，阻挡层中镍层和铂层的设置顺序和层数可根据实际情况设置。值得注意的是，本实施中的至少两层镍层中包括一层厚度不小于3000埃的第一镍层以及包括厚度小于3000埃的第二镍层。
可以理解的是，越厚的阻挡层对于锡的阻挡效果越好，例如可以使得阻挡层中的镍层的总厚度较厚，从而达到较好的阻挡效果。应当说明的是，本实施例中的各层的厚度为该层在平面区域的厚度，也即在平铺的平面上沉积出的厚度。
但在实际应用中发光芯片的电极通常并非整体均为平面平铺状，为了配合外延层的具体结构，可能存在一处或不止一处拐角、斜面，而电极中的各层在拐角或斜面区域实际沉积的厚度会相对较薄，例如电极在平铺的位置沉积的厚度能够达到1000埃，但在拐角处实际可能只形成有500埃的厚度。因而较薄的阻挡层在拐角或斜面等区域对于锡的阻挡能力会进一步被减弱，即使阻挡层的沉积时设置的总厚度较厚，也存在被锡大量穿透的可能。然而在实际应用中，也不可能无限止的对阻挡层进行加厚。本实施例中，还对镍层的厚度进行差异化的设置，其中包括相较于其他镍层更厚的第一镍层，以及较薄的第二镍层，在总厚度无法无限制增加的情况下，通过对镍层沉积厚度的差异化分配，产生的较厚的第一镍层能够有力的应对电极的拐角形状，降低电极因在拐角处对锡的阻挡力度的减弱而导致被锡穿透至其他工艺层的情况。
在一些实施方式中，第一镍层为阻挡层中最远离外延层的镍层，使得第一镍层与保护层接触。第一镍层在最靠近锡膏的位置对穿透进入电极的锡形成阻挡，使大部分锡被拦截在电极靠外层的区域，同时也减少阻挡层中后续铂层中被锡的穿透量，而其余的第二镍层则在第一镍层之后(指锡的穿透方向之后)对剩余的锡进行补充性的阻挡，该实施方式中的镍层设置方式，能够对锡形成较好的阻挡效果。
作为一种较为具体的示例，参见图3所示，为一种较为具体的发光芯片的电极的结构。该发光芯片的电极依次包括接触层21、柔性延展层22、阻挡层23以及保护层24，其中，接触层21包括铬层211，柔性延展层22包括铜铝合金层221，阻挡层包括交替设置的镍层和铂层232，保护层为金层241。且本示例中在柔性延展层22和阻挡层23之间设有钛层251，钛层251具有较好的黏附性，能够实现柔性延展层22与阻挡层23之间更好的结合，使电极的稳定性更高。同时，钛层251同样能够在一定程度上起到阻挡锡的作用，在阻挡层23与柔性延展层22之间设置钛层作为还能够在一定程度上对阻挡层23遗漏的锡做最后的阻挡。本示例中，阻挡层23从镍层开始，也即阻挡层23最靠近外延层的一侧(图示方向的下侧)为镍层，然后依次交替设置铂层232和镍层，且阻挡层23最远离外延层的一侧(图示方向的上侧)也为镍层，也即阻挡层23与保护层24接触的一侧为镍层。本示例的阻挡层23包括三层镍层和两层铂层232，当然，在其他示例中，可以是其他数量的镍层和铂层232。其中，阻挡层23与保护层24接触的一侧具体为第一镍层2311，也即该层的厚度不小于3000埃，具体可为3000埃、3500埃、4000埃、4500埃等等。保护层中的其余镍层为第二镍层2312，第二镍层2312厚度小于3000埃，例如可以是500埃、1000埃、1500埃、2000埃、2500埃等等。
本实施例还提供一种显示面板，该显示面板包括电路基板和多颗发光芯片，发光芯片为本实施例上述示例的发光芯片，发光芯片的电极与电路基板的固晶区的导电层电连接。由于该显示面板采用了上述示例的发光芯片，发光芯片的电极抗推拉性更强，强度更高，使得显示面板的品质也更好。显示面板可以是非柔性显示面板，也可以是柔性的显示面板。显示面板可以应用于各种用于显示或发光的电子装置，例如包括但不限于各种智能移动终端、显示器、电子广告板、照明灯具等。
本发明另一可选实施例：
本实施例提供一种发光芯片的制作方法，参见图4，包括：
S101、制作外延层；
S102、在外延层上设置电极；
其中，上述步骤S102包括：
S1021、在外延层上依次设置接触层、柔性延展层、阻挡层以及保护层；
应对说明的是，本实施例中接触层与外延层接触；阻挡层包括交叠设置的至少两层镍层和至少一层铂层，阻挡层最远离外延层的一层为镍层，至少两层镍层中包括一层在平面的沉积厚度不小于3000埃的第一镍层以及包括在平面的沉积厚度小于3000埃的第二镍层；保护层与最远离外延层的镍层接触。
本实施例对于制作外延层的方式并不限定，制作出的具体外延层结构也不作限定。作为一种示例，如图5，上述步骤S101可包括：
S201、形成第一半导体层；
第一半导体层可形成于衬底上。
S202、形成有源层；
S203、形成第二半导体层；
上述步骤S201、S202、S203后，在衬底上依次形成了第一半导体层、有源层和第二半导体层。
S204、制作台阶结构；
台阶结构的形成可通过包括但不限于蚀刻工艺进行，自第二半导体层开始向第一半导体层蚀刻，相应区域的第二半导体层以及有源层被去除，直至一部分第一半导体层被露出。
步骤S1021中，可通过包括但不限于蒸镀、溅射等物理沉积方式在外延层上形成电极的各个层结构。在沉积电极的各个层结构之前，通过光刻胶在外延层上制作出对应的电极图形，通过包括但不限于金属剥离等方式实现电极的制作。应当注意的是，在形成阻挡层的过程，对各个镍层的沉积厚度进行差异化控制，例如针对某一镍层设置更长的沉积时间，使其在平面区域沉积形成的厚度不小于3000埃，而对于其他镍层设置设置相对短的沉积时间，使其在平面区域沉积形成的厚度小于3000埃。
应当说明的是，本实施例所提供的发光芯片的制作方法能够制作出上述实施例的发光芯片，对于本实施例的发光芯片的制作方法在制作过程中所采用的具体材质、各层结构的位置关系以及厚度控制等以及制成的成品所能够实现的其他有益效果，可参考上述实施例的发光芯片的说明。
上述发光芯片的制作方法制作出的发光芯片，通过对阻挡层中的镍层的厚度控制，使得阻挡层中存在一层厚度较厚的第一镍层，能够有力的应对电极的拐角形状，降低电极因在拐角处对锡的阻挡力度的减弱而导致被锡穿透至其他工艺层的情况。因此，制成的发光芯片的电极的抗推拉能力更强，品质更佳。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种发光芯片，其特征在于，包括：
外延层；
电极，设于所述外延层上；
所述电极中的至少一个包括依次远离所述外延层的接触层、柔性延展层、阻挡层以及保护层；
所述接触层与所述外延层接触；所述阻挡层包括交叠设置的至少两层镍层和至少一层铂层，所述阻挡层最远离所述外延层的一层为所述镍层，所述至少两层镍层中包括一层在平面区域的沉积厚度不小于3000埃的第一镍层以及包括在平面区域的沉积厚度小于3000埃的第二镍层；所述保护层与最远离所述外延层的所述镍层接触。
2.如权利要求1所述的发光芯片，其特征在于，所述柔性延展层包括铝层。
3.如权利要求1所述的发光芯片，其特征在于，所述柔性延展层包括铝合金层，所述铝合金层的膨胀系数小于铝的膨胀系数。
4.如权利要求3所述的发光芯片，其特征在于，所述铝合金层为铜铝合金层。
5.如权利要求1-4任一项所述的发光芯片，其特征在于，所述柔性延展层的厚度不小于15000埃。
6.如权利要求1-4任一项所述的发光芯片，其特征在于，所述第一镍层为所述阻挡层中最远离所述外延层的所述镍层。
7.如权利要求1-4任一项所述的发光芯片，其特征在于，所述柔性延展层和所述阻挡层之间包括钛层。
8.如权利要求1-4任一项所述的发光芯片，其特征在于，所述接触层包括铬层，所述保护层包括金层。
9.一种发光芯片的制作方法，其特征在于，包括：
制作外延层；
在所述外延层上设置电极；
所述在所述外延层上设置电极包括：
在所述外延层上依次设置接触层、柔性延展层、阻挡层以及保护层；
所述接触层与所述外延层接触；所述阻挡层包括交叠设置的至少两层镍层和至少一层铂层，所述阻挡层最远离所述外延层的一层为所述镍层，所述至少两层镍层中包括一层在平面区域的沉积厚度不小于3000埃的第一镍层以及包括在平面区域的沉积厚度小于3000埃的第二镍层；所述保护层与最远离所述外延层的所述镍层接触。
10.一种显示面板，其特征在于，包括：电路基板和多颗发光芯片，所述发光芯片包括权利要求1-8任一项所述的发光芯片，所述发光芯片的所述电极与所述电路基板的固晶区上的导电层电连接。
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