CN114639761A - AlGaInP基红光发光二极管芯片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种AlGaInP基红光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AlGaInP基红光发光二极管芯片包括:基板、发光结构、分布式布拉格反射镜层、钝化层、第一焊点块和第二焊点块;发光结构、分布式布拉格反射镜层和钝化层依次层叠在基板上,钝化层上具有露出分布式布拉格反射镜层的第一通孔和第二通孔,第一通孔的孔壁和第二通孔的孔壁具有凹凸结构;第一焊点块位于第一通孔内,且与第一通孔的孔壁贴合,第二焊点块位于第二通孔内,且与第二通孔的孔壁贴合。本公开实施例能改善焊点块与过孔之间产生相对松动的问题,让发光结构良好地固定在芯片内,提升芯片的可靠性。
Description
技术领域
本公开涉及光电子制造技术领域,特别涉及一种AlGaInP基红光发光二极管芯片及其制备方法。
背景技术
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,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。
相关技术中,红光发光二极管芯片通常包括基板、发光结构、分布式布拉格反射镜层、钝化层和两个焊点块,发光结构、分布式布拉格反射镜层和钝化层依次层叠于基板的表面,钝化层具有露出过孔分布式布拉格反射镜层的两个过孔,两个焊点块分别位于两个过孔内,且通过分布式布拉格反射镜层上的通孔分别与发光结构中的两个电极电性连接。
然而,在芯片的使用过程中,两个焊点块会受到较大的压力,若焊点块与过孔之间的连接紧密程度较差,则会使焊点块在过孔内出现松动的问题,也难以良好地固定发光结构,影响芯片的可靠性。
发明内容
本公开实施例提供了一种AlGaInP基红光发光二极管芯片及其制备方法,能改善焊点块与过孔之间产生相对松动的问题,让发光结构良好地固定在芯片内,提升芯片的可靠性。所述技术方案如下:
一方面,本公开实施例提供了一种AlGaInP基发光二极管芯片,所述AlGaInP基红光发光二极管芯片包括:基板、发光结构、分布式布拉格反射镜层、钝化层、第一焊点块和第二焊点块;所述发光结构、所述分布式布拉格反射镜层和所述钝化层依次层叠在所述基板上,所述钝化层上具有露出所述分布式布拉格反射镜层的第一通孔和第二通孔,所述第一通孔的孔壁和所述第二通孔的孔壁具有凹凸结构;所述第一焊点块位于所述第一通孔内,且与所述第一通孔的孔壁贴合,所述第二焊点块位于所述第二通孔内,且与所述第二通孔的孔壁贴合。
可选地,所述凹凸结构包括锯齿状凸起、条状凸棱和条状凹槽中的至少一种。
可选地,所述第一焊点块和所述第二焊点块均包括依次层叠的Ti层、第一Ni层、复合层、第二Ni层和Sn合金层,所述复合层包括依次层叠的第一合金层、W层和第二合金层,所述第一合金层和所述第二合金层均包括W和Ni。
可选地,所述第一合金层中,W的质量百分比为10%至30%,Ni的质量百分比为70%至90%;所述第二合金层中,W的质量百分比为10%至30%,Ni的质量百分比为70%至90%。
可选地,所述Ti层的厚度为800埃至1200埃,所述第一Ni层的厚度为800埃至1200埃,所述复合层的厚度为4000埃至6000埃,所述第二Ni层的厚度为2500埃至3500埃,所述Sn合金层的厚度为80000埃至100000埃;所述复合层中,所述第一合金层的厚度为800埃至1200埃,所述W层的厚度为2500埃至3500埃,所述第二合金层的厚度为800埃至1200埃。
可选地,所述钝化层的厚度不小于所述Ti层、所述第一Ni层和所述复合层的厚度之和。
可选地,所述发光结构包括:第一半导体层、多量子阱层、第二半导体层、第一电极和第二电极,所述第一半导体层、所述多量子阱层和所述第二半导体层依次层叠在基板上,所述第二电极位于所述第二半导体层表面,所述第二半导体层的表面具有露出所述第一半导体层的连接槽,所述第一电极位于所述第一半导体层的表面,且位于所述连接槽的底面,所述分布式布拉格反射镜层至少覆盖所述第一半导体层、所述第一电极、所述连接槽、所述第二半导体层和所述第二电极的表面。
另一方面,本公开实施例还提供了一种AlGaInP基红光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;
在所述基板上依次形成发光结构、分布式布拉格反射镜层和钝化层,所述钝化层上具有露出所述分布式布拉格反射镜层的第一通孔和第二通孔,所述第一通孔的孔壁和所述第二通孔的孔壁具有凹凸结构;
在所述第一通孔内制作第一焊点块,在所述第二通孔内制作第二焊点块,所述第一焊点块与所述第一通孔的孔壁贴合,所述第二焊点块与所述第二通孔的孔壁贴合。
可选地,在所述分布式布拉格反射镜层上形成钝化层包括:在所述分布式布拉格反射镜层的表面沉积所述钝化层,沉积过程中,控制沉积温度按照第一温度和第二温度交替变化,所述第一温度大于第二温度,每沉积设定厚度的所述钝化层完成一次所述第一温度和所述第二温度的交替。
可选地,所述第一温度为280℃至320℃,所述第二温度为180℃至220℃,所述设定厚度为500埃至1500埃。
本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括:
本公开实施例提供的AlGaInP基红光发光二极管芯片包括依次层叠的基板、发光结构、分布式布拉格反射镜层和钝化层。其中,在钝化层上具有露出分布式布拉格反射镜层的第一通孔和第二通孔,第一通孔的孔壁和第二通孔的孔壁均设有凹凸结构。第一焊点块设置在第一通孔内,且第一焊点块的侧壁与第一通孔的孔壁上的凹凸结构相匹配,以使得第一焊点块在第一通孔内时,第一焊点块的侧壁能与第一通孔的孔壁良好地结合在一起,从而提升第一焊点块与第一通孔的连接稳定性,避免第一焊点块与第一通孔之间产生相对松动;第二焊点块则设置在第二通孔内,相似地,第二焊点块的侧壁能与第二通孔的孔壁良好地结合在一起,以提升第二焊点块与第二通孔的连接稳定性,避免第一焊点块与第一通孔之间产生相对松动;这样也能让位于两个焊点块下方的发光结构更好地固定在芯片内,提升芯片的可靠性。
附图说明
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。
图1是本公开实施例提供的一种AlGaInP基红光发光二极管芯片的结构示意图;
图2是本公开实施例提供的一种钝化层的第一通孔的结构示意图;
图3是本公开实施例提供的一种AlGaInP基红光发光二极管芯片的俯视图;
图4是本公开实施例提供的一种焊点块的结构示意图;
图5是本公开实施例提供的一种AlGaInP基红光发光二极管芯片的制备方法的流程图;
图6是本公开实施例提供的一种AlGaInP基红光发光二极管芯片的制备过程示意图;
图7是本公开实施例提供的一种AlGaInP基红光发光二极管芯片的制备过程示意图。
图中各标记说明如下:
10、基板;11、GaAs衬底;
20、发光结构;21、第一半导体层;22、多量子阱层;23、第二半导体层;24、第一电极;25、第二电极;26、第一过孔;27、第二过孔;28、连接槽;
30、分布式布拉格反射镜层;
40、钝化层;41、第一通孔;42、第二通孔;43、凹凸结构;
51、第一焊点块;52、第二焊点块;510、Ti层;520、第一Ni层;530、复合层;531、第一合金层;532、W层;533、第二合金层;540、第二Ni层;550、Sn合金层。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同,并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则所述相对位置关系也可能相应地改变。
图1是本公开实施例提供的一种AlGaInP基红光发光二极管芯片的结构示意图。如图1所示,该AlGaInP基红光发光二极管芯片包括:基板10、发光结构20、分布式布拉格反射镜层30、钝化层40、第一焊点块51和第二焊点块52。
如图1所示,发光结构20、分布式布拉格反射镜层30和钝化层40依次层叠在基板10上,钝化层40上具有露出分布式布拉格反射镜层30的第一通孔41和第二通孔42,第一通孔41的孔壁和第二通孔42的孔壁具有凹凸结构43。
如图1所示,第一焊点块51位于第一通孔41内,且与第一通孔41的孔壁贴合,第二焊点块52位于第二通孔42内,且与第二通孔42的孔壁贴合。
本公开实施例提供的AlGaInP基红光发光二极管芯片包括依次层叠的基板10、发光结构20、分布式布拉格反射镜层30和钝化层40。其中,在钝化层40上具有露出分布式布拉格反射镜层30的第一通孔41和第二通孔42,第一通孔41的孔壁和第二通孔42的孔壁均设有凹凸结构43。第一焊点块51设置在第一通孔41内,且第一焊点块51的侧壁也与第一通孔41的孔壁上的凹凸结构43相匹配,以使得第一焊点块51在第一通孔41内时,第一焊点块51的侧壁能与第一通孔41的孔壁良好地结合在一起,从而提升第一焊点块51与第一通孔41的连接稳定性,避免第一焊点块51与第一通孔41之间产生相对松动;第二焊点块52则设置在第二通孔42内,相似地,第二焊点块52的侧壁能与第二通孔42的孔壁良好地结合在一起,以提升第二焊点块52与第二通孔42的连接稳定性,避免第一焊点块51与第一通孔41之间产生相对松动;这样也能让位于两个焊点块下方的发光结构20更好地固定在芯片内,提升芯片的可靠性。
可选地,如图1所示,发光结构20包括:第一半导体层21、多量子阱层22、第二半导体层23、钝化层40、第一电极24和第二电极25。
如图1所示,第一半导体层21、多量子阱层22和第二半导体层23依次层叠在基板10上,第二电极25位于第二半导体层23表面,第二半导体层23的表面具有露出第一半导体层21的连接槽28,第一电极24位于第一半导体层21的表面,且位于连接槽28的底面,分布式布拉格反射镜层30至少覆盖第一半导体层21、第一电极24、连接槽28、第二半导体层23和第二电极25的表面。
通过在基板10上依次层叠有第一半导体层21、多量子阱层22、第二半导体层23,其中,在第二半导体层23的表面设置第二电极25,第二半导体层23的表面具有露出第一半导体层21的连接槽28,也即通过连接槽28除去了部分第二半导体层23和多量子阱层22,以使得第一电极24通过连接槽28直接设置在第一半导体层21的表面,以使外延结构整体厚度变薄。
可选地,凹凸结构43包括锯齿状凸起、条状凸棱和条状凹槽中的至少一种。
示例性地,图2是本公开实施例提供的一种钝化层的第一通孔的结构示意图。如图2所示,凹凸结构43包括锯齿状凸起,第一焊点块51位于第一通孔41内的侧壁也呈锯齿状,以使第一焊点块51位于第一通孔41内的侧壁能与第一通孔41的孔壁贴合相连。第二焊点块52位于第二通孔42内的侧壁也呈锯齿状,以使第二焊点块52位于第二通孔42内的侧壁能与第二通孔42的孔壁贴合相连。
这样通过在第一通孔41和第二通孔42的孔壁形成锯齿状的凹凸结构43,以使两个通孔的孔壁构成锯齿状的特征。并将设置在两个通孔内的焊点块也设置成与凹凸结构43相匹配的锯齿状结构,以使焊点块和通孔形成近似一体的结构,让焊点块的侧壁能与通孔的孔壁良好地结合在一起,提升焊点块与通孔的连接稳定性,避免产生相对松动,提升芯片的可靠性。
示例性地,如图2所示,凹凸结构43可以包括条状凸棱。其中,第一焊点块51位于第一通孔41内的侧壁具有条状凹槽,以使第一焊点块51位于第一通孔41内的侧壁能与第一通孔41的孔壁贴合相连。
示例性地,凹凸结构43可以包括条状凹槽。其中,第一焊点块51位于第一通孔41内的侧壁具有条状凸棱,以使第一焊点块51位于第一通孔41内的侧壁能与第一通孔41的孔壁贴合相连。
图3是本公开实施例提供的一种AlGaInP基红光发光二极管芯片的俯视图。如图3所示,第一焊点块51和第二焊点块52均为矩形块,增大面积,便于导电。且在钝化层40的表面上,第一焊点块51和第二焊点块52间隔分布。
图4是本公开实施例提供的一种焊点块的结构示意图。如图4所示,第一焊点块51和第二焊点块52均包括依次层叠的Ti层510、第一Ni层520、复合层530、第二Ni层540和Sn合金层550。
如图4所示,复合层530包括依次层叠的第一合金层531、W层532和第二合金层533,第一合金层531和第二合金层533均包括W和Ni。
通过在焊点块的金属层中设置一定厚度的第一Ni层520和第二Ni层540,可以增强两个焊点块的韧度,提升两个焊点块的抗变形性能。在焊点块的金属层中设置一定厚度的Ti层510,可以增强两个焊点块的强度,提升两个焊点块的可靠性。
同时,还在两个Ni层之间设置了一层具有钨金属的复合层530,W金属能良好地提升焊点块的硬度,以增强焊点块承担应力的性能,避免轻易变形,使焊点块能与通孔的侧壁上的凹凸结构43结构良好的匹配结合在一起。并且,复合层530中W层532的两侧还设置有合金层,合金层均包括W和Ni,这样保证复合层530强度的同时,还可以将复合层530中W金属和第一Ni层520和第二Ni层540之间的粘附性进行改善,以提升焊点块整体的稳定性。
示例性地,第一合金层531中,W的质量百分比为10%至30%,Ni的质量百分比为70%至90%;第二合金层533中,W的质量百分比为10%至30%,Ni的质量百分比为70%至90%。
作为示例,本公开实施例中,第一合金层531中,W的质量百分比为20%,Ni的质量百分比为80%;第二合金层533中,W的质量百分比为20%,Ni的质量百分比为80%。
将合金层中W金属和Ni金属设置成该配比,保证合金层强度的同时,还可以将合金层中W金属和Ni层之间的粘附性进行改善,以提升焊点块整体的稳定性。
示例性地,Ti层510的厚度为800埃至1200埃,第一Ni层520的厚度为800埃至1200埃,复合层530的厚度为4000埃至6000埃,第二Ni层540的厚度为2500埃至3500埃,Sn合金层550的厚度为80000埃至100000埃。
其中,复合层530中,第一合金层531的厚度为800埃至1200埃,W层532的厚度为2500埃至3500埃,第二合金层533的厚度为800埃至1200埃。
作为示例,Ti层510的厚度为1000埃,第一Ni层520的厚度为1000埃,复合层530的厚度为5000埃,第二Ni层540的厚度为3000埃,Sn合金层550的厚度为90000埃。
其中,复合层530中,第一合金层531的厚度为1000埃,W层532的厚度为3000埃,第二合金层533的厚度为1000埃。
可选地,钝化层40的厚度不小于Ti层510、第一Ni层520和复合层530的厚度之和。这样就能确保复合层530位于第一通孔41和第二通孔42内,使得焊点块中硬度高的W金属位于通孔的侧壁处并与侧壁上的凹凸结构43贴合相连,让焊点块的侧壁能与通孔的侧壁良好地结合在一起,以达到最佳的结合效果。
示例性地,钝化层40的厚度可以是8000埃至12000埃。例如,钝化层40的厚度可以是10000埃。
本公开实施例中,第一半导体层21和第二半导体层23中的一个为p型层,第一半导体层21和第二半导体层23中的另一个为n型层。
作为一种示例,第一半导体层21为n型层,第一电极24为n型电极。第二半导体层23为p型层,第二电极25为p型电极。
可选地,基板10为蓝宝石基板10。蓝宝石基板10透光率比较高,即基板10为透明基板10。且蓝宝石材料比较坚硬,化学特性比较稳定,使红光发光二极管具有良好的发光效果和稳定性。
可选地,第一半导体层21为n型AlGaInP层。n型AlGaInP层的厚度可为0.5μm至3μm。
可选地,多量子阱层22包括交替生长的AlGaInP量子阱层和AlGaInP量子垒层,AlGaInP量子阱层和AlGaInP量子垒层中Al的含量不同。其中,多量子阱层22可以包括交替层叠的3至8个周期的AlGaInP量子阱层和AlGaInP量子垒层。
作为示例,本公开实施例中,多量子阱层22包括交替层叠的5个周期的AlGaInP量子阱层和AlGaInP量子垒层。
可选地,多量子阱层22的厚度可以为150nm至200nm。
可选地,第二半导体层23为掺铟的p型AlInP层。p型AlInP层的厚度可为0.5μm至3μm。
可选地,分布式布拉格反射镜(Distributed Bragg Reflection,简称DBR)层包括多个周期***替层叠的SiO2层和TiO2层。且DBR层的周期数可以在20至50之间。例如,DBR层的周期数为32。
其中,DBR层中SiO2层的厚度可以是800埃至1200埃,TiO2层的厚度可以是500埃至900埃。
DBR层除了具有钝化作用外,还用于将从多量子阱层22射向钝化层40的光反射至基板10,提高出光效果。
图5是本公开实施例提供的一种AlGaInP基红光发光二极管芯片的制备方法的流程图。该方法用于制备图1所示的AlGaInP基红光发光二极管芯片。如图5所示,该制备方法包括:
S11:提供一基板10。
S12:在基板10上依次形成发光结构20、分布式布拉格反射镜层30和钝化层40。
其中,钝化层40上具有露出分布式布拉格反射镜层30的第一通孔41和第二通孔42。
S13:第一通孔41内制作第一焊点块51,在第二通孔42内制作第二焊点块52。
其中,第一焊点块51位于分布式布拉格反射镜层30的表面,第二焊点块52位于分布式布拉格反射镜层30的表面,第一通孔41和第二通孔42的侧壁均设有凹凸结构43,第一焊点块51中位于第一通孔41内的侧壁延伸至第一通孔41的凹凸结构43的凹槽内,第二焊点块52中位于第二通孔42内的侧壁延伸第二通孔42的凹凸结构43的凹槽内。
该种制备方法制备的AlGaInP基红光发光二极管芯片包括依次层叠的基板10、发光结构20、分布式布拉格反射镜层30和钝化层40。其中,在钝化层40上具有露出分布式布拉格反射镜层30的第一通孔41和第二通孔42,第一通孔41和第二通孔42的侧壁均设有凹凸结构43。第一焊点块51设置在第一通孔41内,且第一焊点块51的侧壁也与第一通孔41的侧壁上的凹凸结构43相匹配,以使得第一焊点块51在第一通孔41内时,第一焊点块51的侧壁能与第一通孔41的侧壁上的凹凸结构43良好地结合在一起,从而提升第一焊点块51与第一通孔41的连接稳定性,避免第一焊点块51与第一通孔41之间产生相对松动;第二焊点块52则设置在第二通孔42内,相似地,第二焊点块52的侧壁能与第二通孔42的侧壁上的凹凸结构43良好地结合在一起,以提升第二焊点块52与第二通孔42的连接稳定性,避免第一焊点块51与第一通孔41之间产生相对松动;这样也能让位于两个焊点块下方的发光结构20也更好地固定在芯片内,提升芯片的可靠性。
可选地,基板10为蓝宝石基板10。蓝宝石基板10透光率比较高,即基板10为透明基板10。且蓝宝石材料比较坚硬,化学特性比较稳定,使红光发光二极管具有良好的发光效果和稳定性。
在步骤S11中,可以对蓝宝石基板10进行预处理,将蓝宝石基板10置于MOCVD(Metal-organic Chemical Vapor Deposition,金属有机化合物化学气相沉积)反应腔中,对蓝宝石基板10进行烘烤处理12分钟至18分钟。作为示例,本公开实施例中,对蓝宝石基板10进行烘烤处理15分钟。
具体地,烘烤温度可以为1000℃至1200℃,烘烤时MOCVD反应腔内的压力可以为100mbar至200mbar。
在步骤S12中生长的发光结构20包括依次层叠在基板10上的第一半导体层21、多量子阱层22和第二半导体层23。
也即是,在步骤S13中仅生长发光结构20中包括第一半导体层21、多量子阱层22和第二半导体层23的外延层。
如图6所示,生长外延层的过程可以包括:首先,在GaAs衬底11上生长的第二半导体层23。
示例性地,第二半导体层23为掺铟的p型AlInP层。p型AlInP层的厚度可为0.5μm至3μm。
如图6所示,生长的第二半导体层23之后,在第二半导体层23上生长多量子阱层22。
其中,多量子阱层22包括交替生长的AlGaInP量子阱层和AlGaInP量子垒层,AlGaInP量子阱层和AlGaInP量子垒层中Al的含量不同。其中,多量子阱层22可以包括交替层叠的3至8个周期的AlGaInP量子阱层和AlGaInP量子垒层。
作为示例,本公开实施例中,多量子阱层22包括交替层叠的5个周期的AlGaInP量子阱层和AlGaInP量子垒层。
可选地,多量子阱层22的厚度可以为150nm至200nm。
如图6所示,生长多量子阱层22之后,在多量子阱层22上生长第一半导体层21。
其中,第一半导体层21为n型AlGaInP层。n型AlGaInP层的厚度可为0.5μm至3μm。
其中,步骤S12中,在生长第二半导体层23前还可以先生长GaAs层和腐蚀截止层,且在生长多量子阱层22之前可以生长AlInP载流子限制层。
在生长第一半导体层21之后还可以生长GaP窗口层,其中,GaP窗口层的厚度为2μm至5μm。
示例性地,GaP窗口层的厚度为3μm。
在步骤S12之后还包括:键合基板10和发光结构20。具体可以包括:在发光结构20的第一半导体层21的表面涂布液体氧化硅;控制固化温度为250℃至350℃,固化液体氧化硅以形成键合层。并且,在将发光结构20键合在基板10上后,去除GaAs衬底11。
示例性地,键合温度可以是300℃。
本公开实施例中,键合基板10和发光结构20,可以继续形成完整的发光结构20。
首先,在第二半导体层23的表面刻蚀露出第一半导体层21的连接槽28。
如图7所示,具体可以包括:采用干法刻蚀的方式将第二半导体的部分区域刻除,并刻蚀至露出第一半导体层21。刻蚀深度为1μm至2μm,例如,刻蚀1.5μm。
在刻蚀连接槽28之后,可以在第一半导体层21上形成第一电极24,在第二半导体层23上形成第二电极25。
其中,形成第一电极24和第二电极25可以包括:采用负胶剥离的方式分别加工第一电极24和第二电极25。
如图7所示,第二电极25位于在第二半导体层23的表面,第一电极24位于连接槽28的底面。
其中,第一电极24以金铍为主体成分,第二电极25以金锗为基层材料蒸镀,金锗合金蒸发时也需要保证蒸发的功率,避免蒸发时间超过5秒钟,以防止合金成分的偏离,并进行退火。
然后,制作分布式布拉格反射镜层30,分布式布拉格反射镜层30可以是DBR层,DBR层包括多个周期***替层叠的SiO2层和TiO2层。且DBR层的周期数可以在20至50之间。例如,DBR层的周期数为32。
其中,DBR层中SiO2层的厚度可以是800埃至1200埃,TiO2层的厚度可以是500埃至900埃。
形成分布式布拉格反射镜层30后,如图7所示,制备方法还可以包括:在分布式布拉格反射镜层30远离基板10的表面形成第一过孔26和第二过孔27,第一过孔26延伸至第一半导体层21的表面,第二过孔27延伸至第二半导体层23的表面。
然后,在分布式布拉格反射镜层30表面形成钝化层40,钝化层40上具有露出分布式布拉格反射镜层30的第一通孔41和第二通孔42。其中,第一通孔41和第一过孔26连通,第二通孔42和第二过孔27连通。
示例性地,在分布式布拉格反射镜层30上形成钝化层40包括:
在分布式布拉格反射镜层30的表面沉积钝化层40,沉积过程中,控制沉积温度按照第一温度和第二温度交替变化,第一温度大于第二温度,每沉积设定厚度的钝化层40完成一次第一温度和第二温度的交替。
其中,第一温度为280℃至320℃,第二温度为180℃至220℃,设定厚度为500埃至1500埃。
作为示例,第一温度为300℃,第二温度为200℃,设定厚度为1000埃。
采用该种为高低温交替变换的方式控制沉积温度,能更为稳定可靠性地钝化层40。
然后,采用主要化学刻蚀的方式在钝化层40上形成第一通孔41和第二通孔42。如图1所示,第一通孔41的侧壁呈锯齿状,第二通孔42的侧壁呈锯齿状。
步骤S13中,并在分布式布拉格反射镜层30的表面采用光刻的方式形成第一焊点块51,使得第一焊点块51位于第一通孔41内,并通过第一过孔26与第一电极24连接;然后,在分布式布拉格反射镜层30的表面采用光刻的方式形成第二焊点块52,使得第二焊点块52位于第二通孔42内,并通过第二过孔27与第二电极25连接。
其中,第一焊点块51和第二焊点块52均包括依次层叠的Ti层510、第一Ni层520、复合层530、第二Ni层540和Sn合金层550。复合层530包括依次层叠的第一合金层531、W层532和第二合金层533,第一合金层531和第二合金层533均包括W和Ni。
示例性地,第一合金层531中,W的质量百分比为10%至30%,Ni的质量百分比为70%至90%;第二合金层533中,W的质量百分比为10%至30%,Ni的质量百分比为70%至90%。
作为示例,本公开实施例中,第一合金层531中,W的质量百分比为20%,Ni的质量百分比为80%;第二合金层533中,W的质量百分比为20%,Ni的质量百分比为80%。
示例性地,Ti层510的厚度为800埃至1200埃,第一Ni层520的厚度为800埃至1200埃,复合层530的厚度为4000埃至6000埃,第二Ni层540的厚度为2500埃至3500埃,Sn合金层550的厚度为80000埃至100000埃。
其中,复合层530中,第一合金层531的厚度为800埃至1200埃,W层532的厚度为2500埃至3500埃,第二合金层533的厚度为800埃至1200埃。
作为示例,Ti层510的厚度为1000埃,第一Ni层520的厚度为1000埃,复合层530的厚度为5000埃,第二Ni层540的厚度为3000埃,Sn合金层550的厚度为90000埃。
其中,复合层530中,第一合金层531的厚度为1000埃,W层532的厚度为3000埃,第二合金层533的厚度为1000埃。
在形成焊点块时,采用大角度镀锅进行处理,这样利于金属材料更好的进入通孔的锯齿状的侧壁中。
示例性地,本公开实施例中,钝化层40可以是氧化硅层,氧化硅层的厚度为2000埃。
形成钝化层40后,减薄蓝宝石基板10,减薄后的最终厚度为80μm。
最后,可以对蓝宝石进行隐形切割划裂,隐形切割划裂可以较好的减少亮度的损失。然后,测试得到AlGaInP基红光发光二极管芯片。
以上所述仅为本公开的可选实施例,并不用以限制本公开,凡在本公开的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种AlGaInP基红光发光二极管芯片,其特征在于,所述AlGaInP基红光发光二极管芯片包括:基板(10)、发光结构(20)、分布式布拉格反射镜层(30)、钝化层(40)、第一焊点块(51)和第二焊点块(52);
所述发光结构(20)、所述分布式布拉格反射镜层(30)和所述钝化层(40)依次层叠在所述基板(10)上,所述钝化层(40)上具有露出所述分布式布拉格反射镜层(30)的第一通孔(41)和第二通孔(42),所述第一通孔(41)的孔壁和所述第二通孔(42)的孔壁具有凹凸结构(43);
所述第一焊点块(51)位于所述第一通孔(41)内,且与所述第一通孔(41)的孔壁贴合,所述第二焊点块(52)位于所述第二通孔(42)内,且与所述第二通孔(42)的孔壁贴合。
2.根据权利要求1所述的AlGaInP基红光发光二极管芯片,其特征在于,所述凹凸结构(43)包括锯齿状凸起、条状凸棱和条状凹槽中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的AlGaInP基红光发光二极管芯片,其特征在于,所述第一焊点块(51)和所述第二焊点块(52)均包括依次层叠的Ti层(510)、第一Ni层(520)、复合层(530)、第二Ni层(540)和Sn合金层(550),所述复合层(530)包括依次层叠的第一合金层(531)、W层(532)和第二合金层(533),所述第一合金层(531)和所述第二合金层(533)均包括W和Ni。
4.根据权利要求3所述的AlGaInP基红光发光二极管芯片,其特征在于,所述第一合金层(531)中,W的质量百分比为10%至30%,Ni的质量百分比为70%至90%;
所述第二合金层(533)中,W的质量百分比为10%至30%,Ni的质量百分比为70%至90%。
5.根据权利要求3所述的AlGaInP基红光发光二极管芯片,其特征在于,所述Ti层(510)的厚度为800埃至1200埃,所述第一Ni层(520)的厚度为800埃至1200埃,所述复合层(530)的厚度为4000埃至6000埃,所述第二Ni层(540)的厚度为2500埃至3500埃,所述Sn合金层(550)的厚度为80000埃至100000埃;
所述复合层(530)中,所述第一合金层(531)的厚度为800埃至1200埃,所述W层(532)的厚度为2500埃至3500埃,所述第二合金层(533)的厚度为800埃至1200埃。
6.根据权利要求3所述的AlGaInP基红光发光二极管芯片,其特征在于,所述钝化层(40)的厚度不小于所述Ti层(510)、所述第一Ni层(520)和所述复合层(530)的厚度之和。
7.根据权利要求1至6任一项所述的AlGaInP基红光发光二极管芯片,其特征在于,所述发光结构(20)包括:第一半导体层(21)、多量子阱层(22)、第二半导体层(23)、第一电极(24)和第二电极(25),
所述第一半导体层(21)、所述多量子阱层(22)和所述第二半导体层(23)依次层叠在基板(10)上,所述第二电极(25)位于所述第二半导体层(23)表面,所述第二半导体层(23)的表面具有露出所述第一半导体层(21)的连接槽(28),所述第一电极(24)位于所述第一半导体层(21)的表面,且位于所述连接槽(28)的底面,所述分布式布拉格反射镜层(30)至少覆盖所述第一半导体层(21)、所述第一电极(24)、所述连接槽(28)、所述第二半导体层(23)和所述第二电极(25)的表面。
8.一种AlGaInP基红光发光二极管芯片的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
提供一基板;
在所述基板上依次形成发光结构、分布式布拉格反射镜层和钝化层,所述钝化层上具有露出所述分布式布拉格反射镜层的第一通孔和第二通孔,所述第一通孔的孔壁和所述第二通孔的孔壁具有凹凸结构;
在所述第一通孔内制作第一焊点块,在所述第二通孔内制作第二焊点块,所述第一焊点块与所述第一通孔的孔壁贴合,所述第二焊点块与所述第二通孔的孔壁贴合。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,在所述分布式布拉格反射镜层上形成钝化层包括:
在所述分布式布拉格反射镜层的表面沉积所述钝化层,沉积过程中,控制沉积温度按照第一温度和第二温度交替变化,所述第一温度大于第二温度,每沉积设定厚度的所述钝化层完成一次所述第一温度和所述第二温度的交替。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述第一温度为280℃至320℃,所述第二温度为180℃至220℃,所述设定厚度为500埃至1500埃。
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