CN207398164U - 一种具有高反射电极的led芯片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有高反射电极的LED芯片，包括衬底，设于所述衬底上的第一半导体层，设于所述第一半导体层上的有源层和第一电极，设于所述有源层上的第二半导体层，设于所述第二半导体层上的第二电极，所述第一电极包括依次设于第一半导体层上的Al层、Ti层、Cr层、Pt层和Au层，所述第二电极包括依次设于所述第二半导体层上的Al层、Ti层、Cr层、Pt层和Au层。本实用新型使用Al层作为底层，不仅减少了一层Cr层，简化工艺，降低成本。此外，Al层的反射率较Cr层高，从而提高了芯片的出光效率。进一步地，由于Cr的导电性能优于Al，因此在所述Al层上先形成一层Ti层，然后形成一层Cr层，从而提高了电极的导电性能，减低芯片的电压。
Description
技术领域
本实用新型涉及发光二极管技术领域，尤其涉及一种具有高反射电极的LED芯片。
背景技术
LED(Light Emitting Diode，发光二极管)是一种利用载流子复合时释放能量形成发光的半导体器件，LED芯片具有耗电低、色度纯、寿命长、体积小、响应时间快、节能环保等诸多优势。
现有的LED芯片由于电极形成在发光层的表面，吸收了部分发光层发出的光线，从而降低了LED芯片的出光效率。此外，现有的电极一般由Au制作而成，由于Au与外延层之间具有一定的差异，现有工艺是将Cr层作为电极的底层，然后在Cr层上形成Al层、Ti层、Cr层、Pt层等，最后形成Au层。但现有的电极形成工艺复杂，生产成本高，且Cr层的反射率低，影响芯片的出光效率。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种具有高反射电极的LED芯片，提高LED芯片的出光效率，降低生产成本。
为了解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种具有高反射电极的LED芯片，包括：
衬底；
设于所述衬底上的第一半导体层；
设于所述第一半导体层上的有源层和第一电极；
设于所述有源层上的第二半导体层；
设于所述第二半导体层上的第二电极；
所述第一电极包括依次设于第一半导体层上的Al层、Ti层、Cr层、Pt层和Au层，所述第二电极包括依次设于所述第二半导体层上的Al层、Ti层、Cr层、Pt层和Au层。
作为上述方案的改进，所述Al层的厚度为1000-2000埃，所述Ti层的厚度为500-700埃，所述Cr层的厚度为300-500埃，所述Pt层的厚度为600-1500埃，所述Au层的厚度为8000-12000埃。
作为上述方案的改进，所述Al层的厚度为1200-1800埃，所述Ti层的厚度为550-650埃，所述Cr层的厚度为350-450埃，所述Pt层的厚度为700-1300埃，所述Au层的厚度为9000-11000埃。
作为上述方案的改进，所述Al层的厚度为1100埃，所述Ti层的厚度为520埃，所述Cr层的厚度为350埃，所述Pt层的厚度为700埃，所述Au层的厚度为8800埃。
作为上述方案的改进，所述Al层的厚度为1600埃，所述Ti层的厚度为660埃，所述Cr层的厚度为440埃，所述Pt层的厚度为780埃，所述Au层的厚度为9800埃。
作为上述方案的改进，所述Al层的厚度为1500埃，所述Ti层的厚度为600埃，所述Cr层的厚度为480埃，所述Pt层的厚度为1200埃，所述Au层的厚度为11000埃。
作为上述方案的改进，所述Al层的厚度为1800埃，所述Ti层的厚度为680埃，所述Cr层的厚度为320埃，所述Pt层的厚度为1400埃，所述Au层的厚度为12000埃。
实施本实用新型，具有如下有益效果：
1、本实用新型提供了一种具有高反射电极的LED芯片，包括衬底，设于所述衬底上的第一半导体层，设于所述第一半导体层上的有源层和第一电极，设于所述有源层上的第二半导体层，设于所述第二半导体层上的第二电极，所述第一电极包括依次设于第一半导体层上的Al层、Ti层、Cr层、Pt层和Au层，所述第二电极包括依次设于所述第二半导体层上的Al层、Ti层、Cr层、Pt层和Au层。本实用新型使用Al层作为底层，不仅减少了一层Cr层，简化工艺，降低成本。此外，Al层的反射率较Cr层高，从而提高了芯片的出光效率。进一步地，由于Cr的导电性能优于Al，因此在所述Al层上先形成一层Ti层，然后形成一层Cr层，从而提高了电极的导电性能，减低芯片的电压。
附图说明
图1是本实用新型具有高反射电极的LED芯片制作方法流程示意图；
图2是本实用新型具有高反射电极的LED芯片的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
参见图1，图1为本实用新型具有高反射电极的LED芯片制作方法流程示意图，本实用新型提供的一种具有高反射电极的LED芯片制作方法，包括以下步骤：
S1：提供一衬底；
衬底的材料可以为蓝宝石、碳化硅或硅，也可以为其他半导体材料，本实施例中的衬底优选为蓝宝石衬底。
S2：形成外延层；
具体的，在所述衬底表面形成外延层，所述外延层包括依次设于所述衬底表面的第一半导体层、有源层和第二半导体层。
具体的，本申请实施例提供的第一半导体层和第二半导体层均为氮化镓基半导体层，有源层为氮化镓基有源层；此外，本申请实施例提供的第一半导体层、第二半导体层和有源层的材质还可以为其他材质，对此本申请不做具体限制。
其中，第一半导体层可以为N型半导体层，则第二半导体层为P型半导体层；或者，第一半导体层为P型半导体层，而第二半导体层为N型半导体层，对于第一半导体层和第二半导体层的导电类型，需要根据实际应用进行设计，对此本申请不做具体限制。
需要说明的是，为了提高后续的刻蚀工艺的良率，所述外延层的厚度为4-10μm。当外延层的厚度低于4μm，LED芯片的亮度会降低，在后续刻蚀时，LED芯片容易出现裂片的情况。但外延层的厚度大于10μm，LED芯片的亮度会降低，增加刻蚀的难度和时间。
需要说明的是，在本申请的其他实施例中，所述衬底10与所述外延层20之间设有缓存冲层(图中未示出)。
S3：对所述外延层进行刻蚀，形成裸露区域；
对所述外延层进行刻蚀，形成裸露区域，所述裸露区域贯穿所述第二半导体层和有源层并延伸至所述第一半导体层。
具体的，采用光刻胶或SiO2作为掩膜，并采用电感耦合等离子体刻蚀工艺或反应离子刻蚀刻蚀工艺对所述外延层进行刻蚀，贯穿所述第二半导体层和有源层并延伸至所述第一半导体层，将所述第一半导体层裸露出来，从而形成裸露区域。由于光刻胶和SiO2具有高刻蚀比，便于刻蚀，从而形成所需的刻蚀图案，提高刻蚀的精度。在本申请的其他实施例中，还可以采用其他高刻蚀选择比的物质作为掩膜。
为了提高芯片的出光效率，提高外延层的侧边出光效率，所述裸露区域的形状为倒梯形。在本申请的其他实施例中，所述裸露区域的形状还可为多边形。
S4：形成电极；
在所述裸露区域的第一半导体层上形成第一电极，在所述第二半导体层上形成第二电极，所述第一电极包括依次设于第一半导体层上的Al层、Ti层、Cr层、Pt层和Au层，所述第二电极包括依次设于所述第二半导体层上的Al层、Ti层、Cr层、Pt层和Au层。
具体的，采用电子束蒸镀、热蒸镀或磁控溅射工艺在所述裸露区域的第一半导体层上形成第一电极，在所述第二半导体层上形成第二电极，所述第一电极包括依次设于第一半导体层上的Al层、Ti层、Cr层、Pt层和Au层，所述第二电极包括依次设于所述第二半导体层上的Al层、Ti层、Cr层、Pt层和Au层。
需要说明的是，本实用新型使用Al层作为底层，不仅减少了一层Cr层，简化工艺，降低成本。此外，Al层的反射率较Cr层高，从而提高了芯片的出光效率。进一步地，由于Cr的导电性能优于Al，因此在所述Al层上先形成一层Ti层，然后形成一层Cr层，从而提高了电极的导电性能，减低芯片的电压。其中，Ti的稳定性较好，在所述Al层和所述Cr层之间设置一层Ti层，更好地将所述Al层和所述Cr层的特性发挥出来，从而提高芯片的亮度和降低芯片的电压。
所述Al层的厚度为1000-2000埃。所述Ti层的厚度为500-700埃。所述Cr层的厚度为300-500埃。所述Pt层的厚度为600-1500埃。所述Au层的厚度为8000-12000埃。其中，当所述Al层的厚度小于1000埃时，不能较好地发挥Al层的反射性能，芯片亮度较低；当所述Al层的厚度大于2000埃时，会增加芯片的电压。当所述Cr层的厚度大于500埃时，芯片容易发生漏电。
优选的，所述Al层的厚度为1200-1800埃，所述Ti层的厚度为550-650埃，所述Cr层的厚度为350-450埃，所述Pt层的厚度为700-1300埃，所述Au层的厚度为9000-11000埃。
所述Al层的厚度为1100埃，所述Ti层的厚度为520埃，所述Cr层的厚度为350埃，所述Pt层的厚度为700埃，所述Au层的厚度为8800埃。
所述Al层的厚度为1600埃，所述Ti层的厚度为660埃，所述Cr层的厚度为440埃，所述Pt层的厚度为780埃，所述Au层的厚度为9800埃。
所述Al层的厚度为1500埃，所述Ti层的厚度为600埃，所述Cr层的厚度为480埃，所述Pt层的厚度为1200埃，所述Au层的厚度为11000埃。
所述Al层的厚度为1800埃，所述Ti层的厚度为680埃，所述Cr层的厚度为320埃，所述Pt层的厚度为1400埃，所述Au层的厚度为12000埃。
相应地，参见图2，本实用新型还提供了一种具有高反射电极的LED芯片，包括：
衬底10；
设于所述衬底10上的第一半导体层21；
设于所述第一半导体层上的有源层22和第一电极31；
设于所述有源层22上的第二半导体层23；
设于所述第二半导体层23上的第二电极32；
所述第一电极31包括依次设于第一半导体层21上的Al层311、Ti层312、Cr层313、Pt层314和Au层315，所述第二电极32包括依次设于所述第二半导体层23上的Al层311、Ti层312、Cr层313、Pt层314和Au层315。
下面以具体实施例进一步阐述本实用新型
实施例1
一种具有高反射电极的LED芯片制作方法，包括：
提供一衬底；
在所述衬底表面形成外延层，所述外延层包括依次设于所述衬底表面的第一半导体层、有源层和第二半导体层；
对所述外延层进行刻蚀，形成裸露区域，所述裸露区域贯穿所述第二半导体层和有源层并延伸至所述第一半导体层；
在所述裸露区域的第一半导体层上形成第一电极，在所述第二半导体层上形成第二电极，所述第一电极包括依次设于第一半导体层上的Al层、Ti层、Cr层、Pt层和Au层，所述第二电极包括依次设于所述第二半导体层上的Al层、Ti层、Cr层、Pt层和Au层；
所述Al层的厚度为1100埃，所述Ti层的厚度为520埃，所述Cr层的厚度为350埃，所述Pt层的厚度为700埃，所述Au层的厚度为8800埃。
实施例2
一种具有高反射电极的LED芯片制作方法，包括：
提供一衬底；
在所述衬底表面形成外延层，所述外延层包括依次设于所述衬底表面的第一半导体层、有源层和第二半导体层；
对所述外延层进行刻蚀，形成裸露区域，所述裸露区域贯穿所述第二半导体层和有源层并延伸至所述第一半导体层；
在所述裸露区域的第一半导体层上形成第一电极，在所述第二半导体层上形成第二电极，所述第一电极包括依次设于第一半导体层上的Al层、Ti层、Cr层、Pt层和Au层，所述第二电极包括依次设于所述第二半导体层上的Al层、Ti层、Cr层、Pt层和Au层；
所述Al层的厚度为1600埃，所述Ti层的厚度为660埃，所述Cr层的厚度为440埃，所述Pt层的厚度为780埃，所述Au层的厚度为9800埃。
实施例3
一种具有高反射电极的LED芯片制作方法，包括：
提供一衬底；
在所述衬底表面形成外延层，所述外延层包括依次设于所述衬底表面的第一半导体层、有源层和第二半导体层；
对所述外延层进行刻蚀，形成裸露区域，所述裸露区域贯穿所述第二半导体层和有源层并延伸至所述第一半导体层；
在所述裸露区域的第一半导体层上形成第一电极，在所述第二半导体层上形成第二电极，所述第一电极包括依次设于第一半导体层上的Al层、Ti层、Cr层、Pt层和Au层，所述第二电极包括依次设于所述第二半导体层上的Al层、Ti层、Cr层、Pt层和Au层；
所述Al层的厚度为1500埃，所述Ti层的厚度为600埃，所述Cr层的厚度为480埃，所述Pt层的厚度为1200埃，所述Au层的厚度为11000埃。
实施例4
一种具有高反射电极的LED芯片制作方法，包括：
提供一衬底；
在所述衬底表面形成外延层，所述外延层包括依次设于所述衬底表面的第一半导体层、有源层和第二半导体层；
对所述外延层进行刻蚀，形成裸露区域，所述裸露区域贯穿所述第二半导体层和有源层并延伸至所述第一半导体层；
在所述裸露区域的第一半导体层上形成第一电极，在所述第二半导体层上形成第二电极，所述第一电极包括依次设于第一半导体层上的Al层、Ti层、Cr层、Pt层和Au层，所述第二电极包括依次设于所述第二半导体层上的Al层、Ti层、Cr层、Pt层和Au层；
所述Al层的厚度为1800埃，所述Ti层的厚度为680埃，所述Cr层的厚度为320埃，所述Pt层的厚度为1400埃，所述Au层的厚度为12000埃。
实施例5
一种具有高反射电极的LED芯片制作方法，包括：
提供一衬底；
在所述衬底表面形成外延层，所述外延层包括依次设于所述衬底表面的第一半导体层、有源层和第二半导体层；
对所述外延层进行刻蚀，形成裸露区域，所述裸露区域贯穿所述第二半导体层和有源层并延伸至所述第一半导体层；
在所述裸露区域的第一半导体层上形成第一电极，在所述第二半导体层上形成第二电极，所述第一电极包括依次设于第一半导体层上的Al层、Ti层、Cr层、Pt层和Au层，所述第二电极包括依次设于所述第二半导体层上的Al层、Ti层、Cr层、Pt层和Au层；
所述Al层的厚度为2000埃，所述Ti层的厚度为700埃，所述Cr层的厚度为450埃，所述Pt层的厚度为600埃，所述Au层的厚度为8000埃。
对比实施例1
一种具有高反射电极的LED芯片制作方法，包括：
提供一衬底；
在所述衬底表面形成外延层，所述外延层包括依次设于所述衬底表面的第一半导体层、有源层和第二半导体层；
对所述外延层进行刻蚀，形成裸露区域，所述裸露区域贯穿所述第二半导体层和有源层并延伸至所述第一半导体层；
在所述裸露区域的第一半导体层上形成第一电极，在所述第二半导体层上形成第二电极，所述第一电极包括设于第一半导体层上的Cr层、Al层、Cr层、Ti层、Cr层、Pt层和Au层，所述第二电极包括依次设于所述第二半导体层上的Cr层、Al层、Cr层、Ti层、Cr层、Pt层和Au层；
所述Al层的厚度为1100埃，所述Ti层的厚度为520埃，所述Cr层的厚度为350埃，所述Pt层的厚度为700埃，所述Au层的厚度为8800埃。
对比实施例2
一种具有高反射电极的LED芯片制作方法，包括：
提供一衬底；
在所述衬底表面形成外延层，所述外延层包括依次设于所述衬底表面的第一半导体层、有源层和第二半导体层；
对所述外延层进行刻蚀，形成裸露区域，所述裸露区域贯穿所述第二半导体层和有源层并延伸至所述第一半导体层；
在所述裸露区域的第一半导体层上形成第一电极，在所述第二半导体层上形成第二电极，所述第一电极包括设于第一半导体层上的Cr层、Al层、Cr层、Ti层和Au层，所述第二电极包括依次设于所述第二半导体层上的Cr层、Al层、Cr层、Ti层和Au层；
所述Al层的厚度为1600埃，所述Ti层的厚度为660埃，所述Cr层的厚度为440埃，所述Pt层的厚度为780埃，所述Au层的厚度为9800埃。
对比实施例3
一种具有高反射电极的LED芯片制作方法，包括：
提供一衬底；
在所述衬底表面形成外延层，所述外延层包括依次设于所述衬底表面的第一半导体层、有源层和第二半导体层；
对所述外延层进行刻蚀，形成裸露区域，所述裸露区域贯穿所述第二半导体层和有源层并延伸至所述第一半导体层；
在所述裸露区域的第一半导体层上形成第一电极，在所述第二半导体层上形成第二电极，所述第一电极包括设于第一半导体层上的Cr层、Ti层、Al层、Cr层和Au层，所述第二电极包括依次设于所述第二半导体层上的Cr层、Ti层、Al层、Cr层和Au层；
所述Al层的厚度为1500埃，所述Ti层的厚度为600埃，所述Cr层的厚度为480埃，所述Pt层的厚度为1200埃，所述Au层的厚度为11000埃。
根据上述实施例1-5和对比实施例1-3的方法制作成同一尺寸的芯片，并对芯片的电压和亮度进行测试，结果如下：
| 组别 | 电压(V) | 亮度(lm) |
| 实施例1 | 3.2 | 16 |
| 实施例2 | 3.1 | 17 |
| 实施例3 | 3.1 | 16 |
| 实施例4 | 3.2 | 18 |
| 实施例5 | 3.1 | 17 |
| 对比实施例1 | 3.3 | 14 |
| 对比实施例2 | 3.2 | 14 |
| 对比实施例3 | 3.2 | 13 |
从上述测试结果可以看出，采用本实用新型制作方法制作出来的芯片与现有的制作方法制作出来芯片相比，采用本实用新型制作方法制作出来的芯片的电压和亮度都由于现有的制作方法制作出来芯片。此外，Cr层、Al层、Cr层、Ti层和Au层的厚度对芯片的电压和亮度也有不同的影响。
以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种具有高反射电极的LED芯片，包括：
衬底；
设于所述衬底上的第一半导体层；
设于所述第一半导体层上的有源层和第一电极；
设于所述有源层上的第二半导体层；
设于所述第二半导体层上的第二电极；
所述第一电极包括依次设于第一半导体层上的Al层、Ti层、Cr层、Pt层和Au层，所述第二电极包括依次设于所述第二半导体层上的Al层、Ti层、Cr层、Pt层和Au层。
2.根据权利要求1所述的具有高反射电极的LED芯片，其特征在于，所述Al层的厚度为1000-2000埃，所述Ti层的厚度为500-700埃，所述Cr层的厚度为300-500埃，所述Pt层的厚度为600-1500埃，所述Au层的厚度为8000-12000埃。
3.根据权利要求2所述的具有高反射电极的LED芯片，其特征在于，所述Al层的厚度为1200-1800埃，所述Ti层的厚度为550-650埃，所述Cr层的厚度为350-450埃，所述Pt层的厚度为700-1300埃，所述Au层的厚度为9000-11000埃。
4.根据权利要求2所述的具有高反射电极的LED芯片，其特征在于，所述Al层的厚度为1100埃，所述Ti层的厚度为520埃，所述Cr层的厚度为350埃，所述Pt层的厚度为700埃，所述Au层的厚度为8800埃。
5.根据权利要求2所述的具有高反射电极的LED芯片，其特征在于，所述Al层的厚度为1600埃，所述Ti层的厚度为660埃，所述Cr层的厚度为440埃，所述Pt层的厚度为780埃，所述Au层的厚度为9800埃。
6.根据权利要求2所述的具有高反射电极的LED芯片，其特征在于，所述Al层的厚度为1500埃，所述Ti层的厚度为600埃，所述Cr层的厚度为480埃，所述Pt层的厚度为1200埃，所述Au层的厚度为11000埃。
7.根据权利要求2所述的具有高反射电极的LED芯片，其特征在于，所述Al层的厚度为1800埃，所述Ti层的厚度为680埃，所述Cr层的厚度为320埃，所述Pt层的厚度为1400埃，所述Au层的厚度为12000埃。
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Cited By (1)
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| CN107863425A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-03-30 | 佛山市国星半导体技术有限公司 | 一种具有高反射电极的led芯片及其制作方法 |
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2017
- 2017-11-13 CN CN201721510127.3U patent/CN207398164U/zh active Active
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN107863425A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-03-30 | 佛山市国星半导体技术有限公司 | 一种具有高反射电极的led芯片及其制作方法 |
| CN107863425B (zh) * | 2017-11-13 | 2024-05-31 | 佛山市国星半导体技术有限公司 | 一种具有高反射电极的led芯片及其制作方法 |
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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