高稳定发光二极管芯片及其制造方法技术

本公开提供了一种高稳定发光二极管芯片及其制造方法，属于半导体技术领域。该芯片的绝缘层上开设有延伸至N型电极的第一导电孔和延伸至P型电极的第二导电孔，焊点包括第一焊点和第二焊点。第一焊点位于第一导电孔内以及绝缘层表面，与对应的N型电极电连接，第二焊点位于第二导电孔内以及绝缘层表面，与对应的P型电极电连接。第一焊点和第二焊点的位于绝缘层表面的部分均为圆台结构，且沿芯片的层叠方向，圆台结构的横截面直径逐渐减小。该芯片的部分保护层还包覆在第一焊点和第二焊点的圆台结构的侧壁上。采用发光二极管芯片，可以防止水汽等污染物从保护层与圆台结构的侧壁之间渗入，提高发光二极管芯片的可靠性。提高发光二极管芯片的可靠性。提高发光二极管芯片的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
高稳定发光二极管芯片及其制造方法


[0001]本公开涉及半导体
，特别涉及一种高稳定发光二极管芯片及其制造方法。

技术介绍

[0002]发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)是一种能发光的半导体器件。通过采用不同的半导体材料和结构，LED能够覆盖从紫外到红外的全色范围，已经被广泛地应用在显示、装饰、通讯等经济生活中。
[0003]芯片是LED的核心器件，相关技术中，LED芯片包括衬底、N型半导体层、有源层、P型半导体层、N型电极、P型电极、绝缘层和焊点；N型半导体层、有源层和P型半导体层依次层叠在衬底的表面上；P型半导体层上设有延伸至N型半导体层的凹槽，N型电极设置在凹槽内的N型半导体层上，P型电极设置在P型半导体层上；绝缘层铺设在凹槽内和N型电极上，以及P型半导体层和P型电极上。其中，绝缘层上开始设有延伸至N型电极和延伸至P型电极的导电孔，焊点位于绝缘层表面以及导电孔内，与对应的N型电极或P型电极电连接。通过设置焊点以便于将LED芯片通过回流焊接的方式焊接到电路板上。随着显示市场的精细化，对于芯片的尺寸要求越来越高，当芯片尺寸很小时电极对光线的阻挡已经非常严重，这时候亮度就无法满足显示的需求，于是产生了Mini LED芯片。
[0004]Mini LED的焊点通常是需要整个露在外面以方便后续焊接，但是Mini LED中金属的侧壁比较陡峭。这种露出的焊点在使用时就会有水汽等污染物缓慢从其侧面渗入，然后就会对界面造成腐蚀等问题，最后导致芯片可靠性下降，这样就不利于产品的推广。

技术实现思路

[0005]本公开实施例提供了一种高稳定发光二极管芯片及其制造方法，可以防止水汽等污染物从保护层与圆台结构的侧壁之间渗入，从而可以提高发光二极管芯片的可靠性。所述技术方案如下：
[0006]一方面，提供了一种高稳定发光二极管芯片，所述高稳定发光二极管芯片包括衬底、N型半导体层、有源层、P型半导体层、N型电极、P型电极、绝缘层和焊点；所述N型半导体层、所述有源层和所述P型半导体层依次层叠在所述衬底的表面上；所述P型半导体层上设有延伸至所述N型半导体层的凹槽，所述N型电极设置在凹槽内的所述N型半导体层上，所述P型电极设置在所述P型半导体层上；所述绝缘层铺设在所述凹槽内和所述N型电极上，以及所述P型半导体层和所述P型电极上，其特征在于：
[0007]所述绝缘层上开设有延伸至所述N型电极的第一导电孔和延伸至所述P型电极的第二导电孔，所述焊点包括第一焊点和第二焊点，所述第一焊点位于所述第一导电孔内以及所述绝缘层表面，与对应的所述N型电极电连接，所述第二焊点位于所述第二导电孔内以及所述绝缘层表面，与对应的所述P型电极电连接；所述第一焊点和所述第二焊点的位于所述绝缘层表面的部分均为圆台结构，且沿芯片的层叠方向，所述圆台结构的横截面直径逐
渐减小；
[0008]所述高稳定发光二极管芯片还包括保护层，保护层铺设在绝缘层的除所述焊点的设置区域之外的所有区域上，且部分所述保护层还包覆在所述第一焊点和所述第二焊点的圆台结构的侧壁上。
[0009]可选地，所述圆台结构的侧壁与所述圆台结构的底面之间的夹角为α，35
°
≤α＜45
°
。
[0010]可选地，所述第一焊点和所述第二焊点均为Ti/Al/Ti/Au层叠结构。
[0011]可选地，所述保护层包括依次层叠的第一子层、第二子层、第三子层、第四子层和第五子层，所述第一子层和第五子层均为采用等离子体增强化学的气相沉积法制备的氧化硅层，所述第二子层和所述第四子层均为采用ALD方法制备的氧化硅层，所述第三子层为采用原子层沉积法制备的氧化铝层。
[0012]可选地，所述第一子层与所述第五子层的厚度相同，所述第二子层与所述第四子层的厚度相同，所述第一子层的厚度大于所述第二子层的厚度，所述第二子层的厚度大于所述第三子层的厚度。
[0013]可选地，所述保护层的总厚度为400～1000nm。
[0014]另一方面，提供了一种高稳定发光二极管芯片的制造方法，提供一衬底；
[0015]在所述衬底上依次生长N型半导体层、有源层和P型半导体层；
[0016]在所述P型半导体层上开设延伸至所述N型半导体层的凹槽；
[0017]在所述P型半导体层上形成P型电极，在所述凹槽内的所述N型半导体层上形成N型电极；
[0018]所述凹槽内和所述N型电极上，以及所述P型半导体层和所述P型电极上形成绝缘层；
[0019]在所述绝缘层上开设延伸至所述N型电极的第一导电孔和延伸至所述P型电极的第二导电孔；
[0020]在所述第一导电孔内和所述绝缘层表面形成与所述N型电极电连接的第一焊点，在所述第二导电孔内和所述绝缘层表面形成与所述P型电极电连接的第二焊点，所述第一焊点和所述第二焊点的位于所述绝缘层表面的部分均为圆台结构，且沿芯片的层叠方向，所述圆台结构的横截面直径逐渐减小；
[0021]在所述绝缘层的除所述焊点的设置区域之外的所有区域上形成保护层，且部分所述保护层还包覆在所述第一焊点和所述第二焊点的圆台结构的侧壁上。
[0022]可选地，所述在所述第一导电孔内和所述绝缘层表面形成与所述N型电极电连接的第一焊点，在所述第二导电孔内和所述绝缘层表面形成与所述P型电极电连接的第二焊点，包括：
[0023]在所述绝缘层表面形成设定图形的光刻胶；
[0024]在所述第一导电孔内、以及在所述第一导电孔周围没有光刻胶覆盖的所述绝缘层上形成第一焊点；
[0025]在所述第二导电孔内、以及在所述第二导电孔周围没有光刻胶覆盖的所述绝缘层上形成第二焊点；
[0026]去除所述光刻胶。
[0027]可选地，所述在所述第一导电孔内、以及在所述第一导电孔周围没有光刻胶覆盖的所述绝缘层上形成第一焊点，包括：
[0028]采用真空蒸镀金属薄膜工艺，以50
°
倾角的镀锅，在所述第一导电孔内、以及在所述第一导电孔周围没有光刻胶覆盖的所述绝缘层上，依次沉积Ti、Al、Ti、Au金属层，形成所述第一焊点；
[0029]采用Ar等离子体轰击所述第一焊点，使得所述第一焊点的圆台结构的侧壁与所述圆台结构的底面之间的夹角为α，35
°
≤α＜45
°
。
[0030]可选地，所述在所述绝缘层的除所述焊点的设置区域之外的所有区域上形成保护层，包括：
[0031]采用等离子体增强化学的气相沉积法制备第一子层，所述第一子层为氧化硅层；
[0032]采用原子层沉积法在所述第一子层上依次制备第二子层、第三子层和第四子层，所述第二子层为氧化硅层，所述第三子层为氧化铝层，所述第四子层为氧化硅层；
[0033]采用等离子体增强化学的气相沉积法在所述第四子层上制备第五子层，所述第五子层为氧化硅层。
[0034]本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高稳定发光二极管芯片，所述高稳定发光二极管芯片包括衬底、N型半导体层、有源层、P型半导体层、N型电极、P型电极、绝缘层和焊点；所述N型半导体层、所述有源层和所述P型半导体层依次层叠在所述衬底的表面上；所述P型半导体层上设有延伸至所述N型半导体层的凹槽，所述N型电极设置在凹槽内的所述N型半导体层上，所述P型电极设置在所述P型半导体层上；所述绝缘层铺设在所述凹槽内和所述N型电极上，以及所述P型半导体层和所述P型电极上，其特征在于：所述绝缘层上开设有延伸至所述N型电极的第一导电孔和延伸至所述P型电极的第二导电孔，所述焊点包括第一焊点和第二焊点，所述第一焊点位于所述第一导电孔内以及所述绝缘层表面，与对应的所述N型电极电连接，所述第二焊点位于所述第二导电孔内以及所述绝缘层表面，与对应的所述P型电极电连接；所述第一焊点和所述第二焊点的位于所述绝缘层表面的部分均为圆台结构，且沿芯片的层叠方向，所述圆台结构的横截面直径逐渐减小；所述高稳定发光二极管芯片还包括保护层，保护层铺设在绝缘层的除所述焊点的设置区域之外的所有区域上，且部分所述保护层还包覆在所述第一焊点和所述第二焊点的圆台结构的侧壁上。2.根据权利要求1所述的高稳定发光二极管芯片，其特征在于，所述圆台结构的侧壁与所述圆台结构的底面之间的夹角为α，35
°
≤α＜45
°
。3.根据权利要求1所述的高稳定发光二极管芯片，其特征在于，所述第一焊点和所述第二焊点均为Ti/Al/Ti/Au层叠结构。4.根据权利要求1所述的高稳定发光二极管芯片，其特征在于，所述保护层包括依次层叠的第一子层、第二子层、第三子层、第四子层和第五子层，所述第一子层和第五子层均为采用等离子体增强化学的气相沉积法制备的氧化硅层，所述第二子层和所述第四子层均为采用原子层沉积法制备的氧化硅层，所述第三子层为采用原子层沉积法制备的氧化铝层。5.根据权利要求4所述的高稳定发光二极管芯片，其特征在于，所述第一子层与所述第五子层的厚度相同，所述第二子层与所述第四子层的厚度相同，所述第一子层的厚度大于所述第二子层的厚度，所述第二子层的厚度大于所述第三子层的厚度。6.根据权利要求5所述的高稳定发光二极管芯片，其特征在于，所述保护层的总厚度为400～1000nm。7.一种高稳定发光二极管芯片的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：提供一衬底；在所述衬底上依次生长N型半导体层、有源层和P型半导体层；...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰叶，王江波，朱广敏，李鹏，
申请(专利权)人：华灿光电浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：