红光微型发光二极管芯片及其制备方法技术

本公开提供了一种红光微型发光二极管芯片及其制备方法，属于光电子制造技术领域。该芯片包括：包括：基板、外延结构、第一钝化层、金属增强层、第一电极和第二电极；外延结构包括依次层叠于基板上的第一半导体层、多量子阱层和第二半导体层，第二半导体层的表面具有露出第一半导体层的凹槽，第一电极位于第一半导体层的表面，且位于凹槽的底面，第二电极位于第二半导体层的表面；第一钝化层至少覆盖第一半导体层、第一电极、凹槽、第二半导体层、第二电极的表面，金属增强层位于第一钝化层上，金属增强层在基板上的正投影位于第一钝化层在基板上的正投影内。本公开实施例能有效缓解因焊接产生的应力，而导致芯片出现裂缝失效的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
红光微型发光二极管芯片及其制备方法


[0001]本公开涉及光电子制造
，特别涉及一种红光微型发光二极管芯片及其制备方法。

技术介绍

[0002]微型发光二极管(Micro Light Emitting Diode，Micro LED)是指边长在10μm至100μm的超小发光二极管，红光微型发光二极管则是发红光的二极管。微型发光二极管的体积小，可以更密集的设置排列而大幅度提高分辨率，并且具有自发光特性，具有高亮度、高对比度、高反应性及省电的特点。
[0003]相关技术中，红光微型发光二极管芯片通常包括基板、外延结构、第一电极、第二电极、钝化层、第一焊点块和第二焊点块。其中，外延结构层叠在基板上，第一电极和第二电极均设置外延结构上远离基板的一侧，钝化层位于在在外延结构上，且覆盖两个电极。第一焊点块和第二焊点块位于钝化层上，且通过钝化层上的过孔分别与两个电极相连。
[0004]两个焊点块通常采用激光焊接的方式在钝化层的表面制作形成，然而，由于激光焊接时会存在温度急剧上升和下降的情况，这样会在芯片内产生应力，容易导致芯片中的外延结构出现裂痕，造成芯片失效的问题。

技术实现思路

[0005]本公开实施例提供了一种红光微型发光二极管芯片及其制备方法，能有效缓解因焊接产生的应力，而导致芯片出现裂缝失效的问题。所述技术方案如下：
[0006]一方面，本公开实施例提供了一种红光微型发光二极管芯片，所述红光微型发光二极管芯片包括：基板、外延结构、第一钝化层、金属增强层、第一电极和第二电极；所述外延结构包括依次层叠于所述基板上的第一半导体层、多量子阱层和第二半导体层，所述第二半导体层的表面具有露出所述第一半导体层的凹槽，所述第一电极位于所述第一半导体层的表面，且位于所述凹槽的底面，所述第二电极位于所述第二半导体层的表面；所述第一钝化层至少覆盖所述第一半导体层、所述第一电极、所述凹槽、所述第二半导体层、所述第二电极的表面，所述金属增强层位于所述第一钝化层上，所述金属增强层在所述基板上的正投影位于所述第一钝化层在所述基板上的正投影内。
[0007]可选地，所述金属增强层包括依次层叠于所述第一钝化层的表面的第一Ti层、第一Ni层、Pt层、第二Ni层和第二Ti层，所述Pt层的厚度不小于所述金属增强层的总厚度的二分之一。
[0008]可选地，所述第一Ti层的厚度为400埃至600埃，所述第一Ni层的厚度为800埃至1200埃，所述Pt层的厚度为4900埃至5100埃，所述第二Ni层的厚度为800埃至1200埃，所述第二Ti层的厚度为400埃至600埃。
[0009]可选地，所述凹槽的底面具有凸起结构，所述凸起结构与所述凹槽靠近所述第二电极的侧壁相连。
[0010]可选地，所述凸起结构包括多个阶梯块，多个所述阶梯块沿远离所述凹槽的侧壁的方向依次排列，在远离所述凹槽的侧壁的方向上，所述阶梯块在所述凹槽的侧壁上的正投影的面积逐渐减小。
[0011]可选地，所述凸起结构有多个，多个所述凸起结构在平行于所述基板的方向上间隔排布。
[0012]可选地，所述凸起结构远离所述凹槽的底面为阶梯面，所述阶梯面分别与所述凹槽的表面、所述凹槽的侧壁相连。
[0013]可选地，所述红光微型发光二极管芯片还包括第二钝化层，所述第二钝化层位于所述金属增强层上，所述第二钝化层在所述基板上的正投影与所述第一钝化层在所述基板上的正投影重合。
[0014]可选地，所述红光微型发光二极管芯片还包括：第一焊点块和第二焊点块，所述第一焊点块和所述第二焊点块均位于所述第二钝化层的表面；所述第一焊点块通过第一过孔与所述第一电极相连，所述第二焊点块通过第二过孔与所述第二电极相连，所述第一焊点块、所述第二焊点块均与所述金属增强层绝缘。
[0015]另一方面，本公开实施例还提供了一种红光微型发光二极管芯片的制备方法，所述制备方法包括：提供一基板；在所述基板上形成外延结构，所述外延结构包括依次层叠于所述基板上的第一半导体层、多量子阱层和第二半导体层，所述第二半导体层的表面具有露出所述第一半导体层的凹槽；在所述外延结构的表面形成第一电极和第二电极，所述第一电极位于所述第一半导体层的表面，且位于所述凹槽的底面，所述第二电极位于所述第二半导体层的表面；在所述外延结构上形成第一钝化层和金属增强层，所述第一钝化层至少覆盖所述第一半导体层、所述第一电极、所述凹槽、所述第二半导体层、所述第二电极的表面，所述金属增强层位于所述第一钝化层上，所述金属增强层在所述基板上的正投影位于所述第一钝化层在所述基板上的正投影内。
[0016]本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
[0017]本公开实施例提供的红光微型发光二极管中，在基板上设有外延结构，外延结构中第二半导体层上具有露出第一半导体层的凹槽，第一电极设置在凹槽内与第一半导体层相连，第二电极设置在第二半导体层上，外延结构上覆盖有一层第一钝化层，第一钝化层至少覆盖第一半导体层、第一电极、凹槽、第二半导体层和第二电极的表面，并且，在第一钝化层外还覆盖有金属增强层，金属增强层在基板上的正投影位于第一钝化层在基板上的正投影内，这样避免金属增强层与两个电极相连，而导致两个电极短路。由于金属增强层是设置在外延结构的表面上的，即通过金属增强层能有效加固下方的外延结构的强度，这样在激光焊接导致温度剧烈变化在芯片内产生应力时，该金属增强层能抵御应力，有效防止芯片中的外延结构出现裂痕失效。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是本公开实施例提供的一种微型发光二极管芯片的结构示意图；
[0020]图2是本公开实施例提供的一种金属增强层的结构示意图；
[0021]图3是本公开实施例提供的一种外延结构的部分结构示意图；
[0022]图4是本公开实施例提供的一种过渡台阶的俯视图；
[0023]图5是本公开实施例提供的另一种外延结构的截面图；
[0024]图6是本公开实施例提供的另一种外延结构的部分结构示意图；
[0025]图7是本公开实施例提供的一种微型发光二极管芯片的俯视图；
[0026]图8是本公开实施例提供的一种红光微型发光二极管芯片的制备方法的流程图；
[0027]图9是本公开实施例提供的一种红光微型发光二极管芯片的制备过程示意图；
[0028]图10是本公开实施例提供的一种红光微型发光二极管芯片的制备过程示意图。
[0029]图中各标记说明如下：
[0030]10、基板；
[0031]20、外延结构；201、第一半导体层；202、多量子阱层；203、第二半导体层；
[0032]31、第一钝化层；32、金属增强层；32本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种红光微型发光二极管芯片，其特征在于，所述红光微型发光二极管芯片包括：基板(10)、外延结构(20)、第一钝化层(31)、金属增强层(32)、第一电极(41)和第二电极(42)；所述外延结构(20)包括依次层叠于所述基板(10)上的第一半导体层(201)、多量子阱层(202)和第二半导体层(203)，所述第二半导体层(203)的表面具有露出所述第一半导体层(201)的凹槽(51)，所述第一电极(41)位于所述第一半导体层(201)的表面，且位于所述凹槽(51)的底面，所述第二电极(42)位于所述第二半导体层(203)的表面；所述第一钝化层(31)至少覆盖所述第一半导体层(201)、所述第一电极(41)、所述凹槽(51)、所述第二半导体层(203)、所述第二电极(42)的表面，所述金属增强层(32)位于所述第一钝化层(31)上，所述金属增强层(32)在所述基板(10)上的正投影位于所述第一钝化层(31)在所述基板(10)上的正投影内。2.根据权利要求1所述的红光微型发光二极管芯片，其特征在于，所述金属增强层(32)包括依次层叠于所述第一钝化层(31)的表面的第一Ti层(321)、第一Ni层(322)、Pt层(323)、第二Ni层(324)和第二Ti层(325)，所述Pt层(323)的厚度不小于所述金属增强层(32)的总厚度的二分之一。3.根据权利要求2所述的红光微型发光二极管芯片，其特征在于，所述第一Ti层(321)的厚度为400埃至600埃，所述第一Ni层(322)的厚度为800埃至1200埃，所述Pt层(323)的厚度为4900埃至5100埃，所述第二Ni层(324)的厚度为800埃至1200埃，所述第二Ti层(325)的厚度为400埃至600埃。4.根据权利要求1所述的红光微型发光二极管芯片，其特征在于，所述凹槽(51)的底面具有凸起结构(53)，所述凸起结构(53)与所述凹槽(51)靠近所述第二电极(42)的侧壁相连。5.根据权利要求4所述的红光微型发光二极管芯片，其特征在于，所述凸起结构(53)包括多个阶梯块(531)，多个所述阶梯块(531)沿远离所述凹槽(51)的侧壁的方向依次排列，在远离所述凹...

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