[发明专利]一种GaN基LED电极结构及其制作方法

说明书

一种GaN基LED电极结构及其制作方法，是在ITO电流扩展层上设置有P电极，n型GaN层的台面上设置有N电极；P电极和N电极的结构是自下至上依次包括第一Cr层、第一Al层、Ti层、Au层、第二Cr层和第二Al层；其制作方法包括以下步骤：（1）制作ITO薄膜层，刻蚀n型GaN层台面；（2）制作光刻电极图形，以形成包覆式电极结构；（3）制作电极结构。本发明通过对适宜光刻胶图形倒角的控制，来实现包覆式电极结构，通过合理的电极结构设计在保证电极良好粘附性的同时，使管芯发光效率得到大幅度提升，并且整个电极结构设计简单，全部使用常规蒸镀材料，整个制作过程时间较短，耗用成本较低，适用于所有GaN基LED管芯的规模化制作。

技术领域

本发明涉及一种具有高反射率电极结构的GaN基LED管芯及其具体制作方法，属于半导体加工技术领域。

背景技术

LED(Light Emitting Diode)是一种依靠半导体P-N节进行电致发光的器件，由氮、砷、镓、磷等的化合物制作而成，能够将电能转化为光能，通过电子与空穴的复合辐射发光。它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光，LED是置于一个有引线的架子上，然后在四周采用环氧树脂进行密封，有利于起到保护内部芯线的作用，因此LED的抗震性能非常好。同时，LED被广泛认可为第四代照明光源或者绿色光源，因为具有环保、节能、寿命长、体积小、稳定性好等各种特性，在各种背光源、普通照明、装饰、显示已经指示等领域应用尤为广泛，近年来，LED的研发及发展得到国家大力扶持，随着LED技术的发展，LED灯具在民用照明领域被普遍接受，得到空前规模的发展与进步。

LED电极结构作为整个LED管芯设计的核心结构，是决定整个LED技术的关键所在。通过适当的电极膜层和结构的设计，可以有效的解决电流扩展、芯片的散热、管芯外量子效率、电机稳定性等方面的技术难题。目前传统的电极结构使用Cr/Au结构或者Ni/Au结构或者Cr/Ti/Au结构，该种电极结构设计很大程度上考虑了电极结构的稳定性和欧姆接触层的形成上，但是发光效率较低。

中国专利文献CN104362239A公开了一种LED电极结构及其制作方法，包括五层膜层：第一Ni层、Al层、Cr层、第二Ni层以及Au层，并且在第一Ni层上设置有通孔，Al层作为电极反射层使用，Cr层作为过渡层，既提供了良好的粘附作用，也起到了Al、Au原子相互扩散的作用。其中，通孔的设计不仅减少了第一Ni层对光的吸收，同时有保证了反射层与GaN之间的良好接触，最大化的提高了出光效率。但是，该发明中电极膜层的制作是通过电子束蒸镀完成的，在高真空度条件下完成Ni层蒸镀后，必须将晶片取出，在腔室外完成通孔的制作过程，然后再次将晶片放置回高真空室继续进行蒸发作业。该操作过程极易造成电极表面第一Ni层的氧化，不论是通过干法刻蚀还是湿法腐蚀工艺，第一Ni层只要离开真空室与空气接触表面会较快的形成一层氧化物薄膜，继续蒸镀Al时，与之形成的接触层牢固度很难保证。

CN105552191A公开的《能增进横向电流扩散并拥有双反射表面的LED芯片电极结构》，主要是通过包覆式设置的Cr层、第一Al层、至少一对TiN/Pt层、Au层、第二Al层和TiN外层组成的梯形结构扩展条。通过该种电极结构可以有效增加电流的横向扩展，并且达到光的多面反射的效果。但是在该结构中没有提及具体的实现包覆式电极的具体形成方法，而且电极结构膜层多达9层在蒸发室内形成高真空的条件下进行成膜，耗时较久，生产效率较低，同时TiN/Pt作为电流阻挡层和导电层的设计，使整个电极结构的成本较高，TiN与Al层之间粘附性不是很理想，打电极时存在一定的难焊线比例。

由此，针对现有GaN基LED电极结构生产效率、制作成本以及发光效率不能得到统一解决的前提下，有必要研究一种制作成本适中、效率高，电极反射率能够得到明显提升且结构稳定的的LED电极结构及其具体制作方法。

发明内容