一種發光二極管芯片的電極及發光二極管芯片的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種發光二極管芯片的電極及發光二極管芯片，屬于半導體技術領域。所述發光二極管芯片包括外延片和電極，電極包括依次層疊在外延片上的Cr膜層、第一Ti膜層、Ni膜層、第二Ti膜層、Al膜層，第一Ti膜層與外延片貼合形成密封空間，Cr膜層位于密封空間內。本實用新型通過第一Ti膜層與外延片貼合形成密封空間，Cr膜層位于密封空間內，利用第一Ti膜層對Cr膜層形成良好的保護，將到達LED芯片表面的水汽與Cr膜層隔絕，避免水汽影響Cr膜層與外延片之間的粘附力，保障電極高濕反向通電環境中性能穩定、不會發生脫落，大幅提升了電極高濕反向通電條件下的可靠性。
【專利說明】
一種發光二極管芯片的電極及發光二極管芯片
技術領域
[0001] 本實用新型涉及半導體技術領域，特別涉及一種發光二極管芯片的電極及發光二 極管芯片。
【背景技術】
[0002] 近年來，以LED(Light Emitting Diode，發光二極管)為代表的半導體照明技術得 到飛速發展。LED已經廣泛應用于指示燈、顯示屏、背光源和照明光源等多種領域。特別是 LED顯示屏，可以使得原本靜態的畫面生動起來，獲得了人們的廣泛歡迎，逐漸替代了傳統 的噴繪市場。同時人們對LED顯示屏畫質的要求越來越高，單位面積內LED使用量呈級數增 加，以大幅提升LED顯示屏的單位面積的分辨率。
[0003] 單位面積內LED使用量的增加使得LED越來越小，水汽更容易從縫隙滲入LED到達 LED芯片表面，加上LED驅動芯片在控制高密度芯片陣列時加入了電流補償技術，對LED芯片 造成了周期反向通電的副作用，LED芯片很容易便處于高濕反向通電環境中。
[0004] 在實現本實用新型的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：
[0005] 目前LED芯片的電極包括依次層疊在外延片上的Cr膜層、Ti膜層、Al膜層。當LED芯 片處于高濕反向通電環境中時，作為粘附層的Cr膜層在水汽的作用下粘附力降低，導致整 個電極發生脫落，進而引發LED芯片失效，LED顯示屏顯示出現瑕疵。 【實用新型內容】
[0006] 為了解決現有技術電極在高濕反向通電環境中發生脫落的問題，本實用新型實施 例提供了一種發光二極管芯片的電極及發光二極管芯片。所述技術方案如下：
[0007] -方面，本實用新型實施例提供了一種發光二極管芯片的電極，所述發光二極管 芯片包括外延片和電極，所述電極包括依次層疊在所述外延片上的Cr膜層、第一 Ti膜層、Ni 膜層、第二Ti膜層、Al膜層，所述第一Ti膜層與所述外延片貼合形成密封空間，所述Cr膜層 位于所述密封空間內。
[0008] 可選地，所述Cr膜層的厚度為5~30埃。
[0009] 可選地，所述第一 Ti膜層的厚度為500~1500埃。
[0010]可選地，所述Ni膜層的厚度為300~800埃。
[0011] 可選地，所述第二Ti膜層的厚度為300~800埃。
[0012] 可選地，所述Al膜層的厚度為10000~20000埃。
[0013]另一方面，本實用新型實施例提供了一種發光二極管芯片，所述發光二極管芯片 包括外延片和電極，所述電極包括依次層疊在所述外延片上的Cr膜層、第一 Ti膜層、Ni膜 層、第二Ti膜層、Al膜層，所述第一Ti膜層與所述外延片貼合形成密封空間，所述Cr膜層位 于所述密封空間內。
[0014]可選地，所述Cr膜層的厚度為5~30埃。
[0015] 可選地，所述第一 Ti膜層的厚度為500~1500埃。
[0016] 可選地，所述第二Ti膜層的厚度為300~800埃。
[0017] 本實用新型實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：
[0018]通過第一Ti膜層與外延片貼合形成密封空間，Cr膜層位于密封空間內，利用第一 Ti膜層對Cr膜層形成良好的保護，將到達LED芯片表面的水汽與Cr膜層隔絕，避免水汽影響 Cr膜層與外延片之間的粘附力，保障電極高濕反向通電環境中性能穩定、不會發生脫落，大 幅提升了電極高濕反向通電條件下的可靠性。
【附圖說明】
[0019] 為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需 要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實 施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖 獲得其他的附圖。
[0020] 圖1是本實用新型實施例一提供的一種發光二極管芯片的電極的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021] 為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新 型實施方式作進一步地詳細描述。
[0022] 實施例一
[0023] 本實用新型實施例提供了一種發光二極管芯片的電極，參見圖1，發光二極管芯片 包括外延片10和電極20,電極20包括依次層疊在外延片10上的Cr膜層21、第一 Ti膜層22、Ni 膜層23、第二Ti膜層24、A1膜層25,第一 Ti膜層22與外延片10貼合形成密封空間，Cr膜層21 位于密封空間內。
[0024]可選地，Cr膜層21的厚度可以為5~30埃。在滿足粘附力足夠的前提下盡量薄，有 利于第一 Ti膜層22對Cr膜層21充分覆蓋以形成保護，有效避免Cr膜層21與外界接觸。
[0025]優選地，Cr膜層21的厚度可以為20埃。
[0026] 可選地，第一 Ti膜層22的厚度可以為500~1500埃。第一 Ti膜層22的厚度大于500 埃，能夠穩定的形成連續的膜層，并保證充分覆蓋Cr膜層21;同時第一Ti膜層22的厚度小于 1500埃，以避免作為多層膜結構中的中間膜層，由于厚度太大造成膜層間的應力匹配性很 差。
[0027] 優選地，第一 Ti膜層22的厚度可以為1000埃。
[0028] 可選地，Ni膜層23的厚度可以為300~800埃。當Ni膜層23的厚度小于300埃時，Ni 膜層23作為用于平衡多層金屬膜之間的應力匹配的中間層，由于太薄而不能有效起到平衡 的應力作用；當Ni膜層23的厚度大于800埃時，容易由于其易團聚性產生大顆的電極黑點， 造成外觀異常。
[0029] 優選地，Ni膜層23的厚度可以為500埃。
[0030]可選地，第二Ti膜層24的厚度可以為300~800埃。實踐表明，第二Ti膜層24的厚度 為300~800埃，可以抑制Ni膜層23的團聚現象，并且能夠隔離Al膜層25,防止Al膜層25在團 聚的Ni金屬顆粒中進行島狀生長。
[0031]優選地，第二Ti膜層24的厚度可以為500埃。
[0032] 可選地，Al膜層25的厚度可以為10000~20000埃。當Al膜層25的厚度大于10000埃 時，Al膜層25與焊線進行共晶結合的強度較高，實現良好的焊接封裝；當Al膜層25的厚度小 于20000埃時，可以避免焊線結合時鋪展過大而導致金屬橋接漏電。
[0033] 優選地，Al膜層25的厚度可以為15000埃。
[0034] 在實際應用中，可以對電極進行退火，退火溫度優選為100~300°C，退火時間優選 為5~15min。退火后的電極，結構會更致密，特別是Cr膜層可以更致密，從而使Cr膜層被保 護效果得更好。
[0035]需要說明的是，現有的電極包括依次層疊在外延片上的Cr膜層、Ti膜層、Al膜層， 其中，Cr膜層、Ti膜層、Al膜層的厚度通常為200埃，500埃，15000埃。與現有的電極相比，本 實施例提供的電極中：Cr膜層21的厚度減薄至5~30埃，在保證粘附力的基礎上盡量薄，以 利于第一 Ti膜層22對Cr膜層21充分覆蓋、防止水汽作用在Cr膜層21上;第一 Ti膜層22的厚 度為500~1500埃，一方面可以保證形成連續的膜層，保證對Cr膜層的充分覆蓋，另一方面 又不會由于過厚而造成膜層間應力不匹配;Ni膜層23可以與現有的相同，以實現平衡較厚 的第一Ti膜層22和Al膜層25之間的應力匹配;第二Ti膜層24的厚度為300~800埃，可以削 弱Ni膜層23團聚帶來的黑點;Al膜層25的厚度可以與現有的相同，以實現封裝時與焊線的 連接。
[0036]將現有的電極與本實施例提供的電極在實驗室進行對比試驗，試驗條件為85Rh濕 度環境下進行-7V的反向通電，觀察芯片失效比例與試驗時間的對應關系，具體結果如表一 所示。
[0037] 表一
[0038]
[0039] 實驗結果表明，現有的電極在試驗開始后的48小時就出現失效，而本實施例提供 的電極在試驗開始后的360小時依然未失效。由此可見，本實施例提供的電極在高濕反向通 電的條件下，可靠性至少提升了 8倍。
[0040] 本實用新型實施例通過第一 Ti膜層與外延片貼合形成密封空間，Cr膜層位于密封 空間內，利用第一Ti膜層對Cr膜層形成良好的保護，將到達LED芯片表面的水汽與Cr膜層隔 絕，避免水汽影響Cr膜層與外延片之間的粘附力，保障電極高濕反向通電環境中性能穩定、 不會發生脫落，大幅提升了電極高濕反向通電條件下的可靠性。而且第一 Ti膜層實現對Cr 膜層充分覆蓋，Ni膜層平衡第一 Ti膜層和Al膜層之間的應力匹配，第二Ti膜層削弱Ni膜層 團聚帶來的黑點，膜層之間穩定性好，適合大規模量產。
[0041 ] 實施例二
[0042]本實用新型實施例提供了一種發光二極管芯片，發光二極管芯片包括外延片和電 極，該電極與實施例一提供的電極相同，在此不再詳述。
[0043] 本實用新型實施例通過第一 Ti膜層與外延片貼合形成密封空間，Cr膜層位于密封 空間內，利用第一Ti膜層對Cr膜層形成良好的保護，將到達LED芯片表面的水汽與Cr膜層隔 絕，避免水汽影響Cr膜層與外延片之間的粘附力，保障電極高濕反向通電環境中性能穩定、 不會發生脫落，大幅提升了電極高濕反向通電條件下的可靠性。而且第一 Ti膜層實現對Cr 膜層充分覆蓋，Ni膜層平衡第一 Ti膜層和Al膜層之間的應力匹配，第二Ti膜層削弱Ni膜層 團聚帶來的黑點，膜層之間穩定性好，適合大規模量產。
[0044] 上述本實用新型實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。
[0045] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用 新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保 護范圍之內。
【主權項】
1. 一種發光二極管芯片的電極，所述發光二極管芯片包括外延片和電極，其特征在于， 所述電極包括依次層疊在所述外延片上的Cr膜層、第一 Ti膜層、Ni膜層、第二Ti膜層、Al膜 層，所述第一Ti膜層與所述外延片貼合形成密封空間，所述Cr膜層位于所述密封空間內。2. 根據權利要求1所述的電極，其特征在于，所述Cr膜層的厚度為5~30埃。3. 根據權利要求1所述的電極，其特征在于，所述第一 Ti膜層的厚度為500~1500埃。4. 根據權利要求1所述的電極，其特征在于，所述Ni膜層的厚度為300~800埃。5. 根據權利要求1所述的電極，其特征在于，所述第二Ti膜層的厚度為300~800埃。6. 根據權利要求1所述的電極，其特征在于，所述Al膜層的厚度為10000~20000埃。7. -種發光二極管芯片，所述發光二極管芯片包括外延片和電極，其特征在于，所述電 極包括依次層疊在所述外延片上的Cr膜層、第一 Ti膜層、Ni膜層、第二Ti膜層、Al膜層，所述 第一Ti膜層與所述外延片貼合形成密封空間，所述Cr膜層位于所述密封空間內。8. 根據權利要求7所述的發光二極管芯片，其特征在于，所述Cr膜層的厚度為5~30埃。9. 根據權利要求7所述的發光二極管芯片，其特征在于，所述第一Ti膜層的厚度為500 ~1500埃。10. 根據權利要求7所述的發光二極管芯片，其特征在于，所述第二Ti膜層的厚度為300 ~800埃。
【文檔編號】H01L33/40GK205488194SQ201620053783
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月20日
【發明人】劉源, 王江波
【申請人】華燦光電股份有限公司