[发明专利]一种LED芯片电极及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电子器件领域，具体地说，是涉及一种LED芯片电极及其制作方法。

背景技术

LED是一种固体光源，它是利用半导体P-N结制成的发光器件。在正向导通时，半导体中的少数载流子和多数载流子复合，释放出的能量以光子或部分以光子的形式发射出来。半导体LED照明具有高效、节能、环保、使用寿命长、等显著优点，已经广泛应用于路灯、显示屏、室内照明、汽车灯等各个领域。如何提高发光效率是LED需要解决的主要问题。

目前大多数LED电极都采用含有铝层的反射电极结构，电极中的铝层能将传输到P、N电极的光反射回芯片内部，被反射回的光从芯片内部再射出来，从而提高了LED芯片的外量子效率。Al层直接与GaN外延层表面接触，虽然可以保证LED的发光效率，但是存在两个问题：一是整个电极与GaN的粘附性会很差，在后续的焊线、打线过程中，电极容易脱落；二是电压会升高。现有的电极结构中，在铝层和GaN外延层表面之间会设计一层金属薄膜，比如铬层，这既能保证电极粘附性，又能降低电压，但是这层薄膜会对光产生吸收，从而影响了LED的发光效率。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种LED芯片电极的制作方法，包括步骤：

干法刻蚀设备ICP刻蚀自下至上依次包含N型GaN层、量子阱和P型GaN层的外延层，形成台阶，露出N型GaN层，刻蚀深度1-2μm，切割道的宽度在10-25μm之间；

电子束真空蒸镀方法制作氧化铟锡薄膜导电层，薄膜厚度为，腔体温度150-350℃，氧气流量5-15sccm，真空度3×10^-5-3×10^-7Torr；涂覆厚度2.5-3.0μm的负性光刻胶，曝光、显影，露出电极区；

电子束真空蒸镀方法蒸镀10-12nm的铬层，镀膜速率为，镀膜功率为电子枪输出功率的0.35-0.45倍，腔体压力为1.0×10^-6Torr；

电子束真空蒸镀方法蒸镀5-10nm的镍层，镀膜速率设为，镀膜功率为电子枪输出功率的0.16-0.19倍，腔体压力为1.0×10^-6Torr；

氮气氛围中对所述镍层进行退火处理，使镍层在所述铬层的表面上形成均匀分布的球状镍颗粒，球状镍颗粒之间的距离为2.5-4nm，氮气流量为5-7L/min，温度为500-540℃，时间为60-120s；

利用球状镍颗粒作为掩膜，刻蚀所述铬层，在铬层表面刻蚀形成纳米级凹状矩形坑，凹状矩形坑的长、宽、高为3-8nm，相邻凹状矩形坑之间相距2.5-4nm，刻蚀采用反应离子刻蚀机或感应耦合等离子体刻蚀机进行的干法刻蚀，所使用的刻蚀气体为BCl3、Cl2或Ar，BCl3通入的浓度为15-22ml/min，Cl2通入的浓度为20-30ml/min，Ar通入的浓度为24-33ml/min；

采用包含氯化铁、盐酸以及水的溶液腐蚀去掉球状镍颗粒；

电子束真空蒸镀方法依次蒸镀铝层、钛层、铂层和金层；

剥离去胶，得到LED芯片电极。

优选地，所述步骤采用包含氯化铁、盐酸以及水的溶液腐蚀去掉球状镍颗粒，进一步为，采用质量分数为8-15％的氯化铁、质量分数10-18％的盐酸、其余为水的溶液腐蚀去掉球状镍颗粒，溶液温度50-65℃，反应时间5-10min。

优选地，所述步骤电子束真空蒸镀方法依次蒸镀铝层、钛层、铂层和金层，进一步为，蒸镀条件为：镀膜速率为，功率为其输出功率的0.30-0.45倍，腔体压力为1.0×10^-6Torr。

优选地，所述步骤剥离去胶，进一步为，采用蓝膜对金属进行剥离，待金属剥离干净后再将芯片放入去胶剂中进行超声浸泡，其中所述去胶剂包括质量分数为99.5-99.8％的N-甲基吡咯烷酮以及质量分数为0.2-0.5％的水。

本发明还公开了一种利用上述LED芯片电极的制作方法制作的LED芯片电极，该LED芯片电极自下而上顺次包括：铬层、铝层及蒸镀铝层、钛层、铂层和金层，其中，在所述铬层表面刻蚀有纳米级凹状矩形坑，凹状矩形坑的长、宽、高为3-8nm，相邻凹状矩形坑之间相距2.5-4nm。

与现有技术相比，本发明所述的LED芯片电极及其制作方法，达到了如下效果：