反射電極結構、led器件及制備方法

文檔序號：7061292閱讀：444來源：國知局

反射電極結構、led器件及制備方法
【專利摘要】本申請公開了一種反射電極結構，設置于氮化物半導體層之上，包括：反射部分與電極部分，電極部分位于反射部分之上，其中，反射部分為由氮化物半導體層的表層向外依次排列的第一Ni層、Al層組成；電極部分為由反射部分的Al層向外依次排列的Cr層、第二Ni層以及Au層組成，或由反射部分的Al層向外依次排列的Cr層、Pt層以及Au層組成，或由反射部分的Al層向外依次排列的第二Ni層、Pt層以及Au層組成，或由反射部分的Al層向外依次排列的Ti層、Pt層以及Au層組成，或由反射部分的Al層向外依次排列的Ti層、Pt層、Ti層、Pt層、Ti層、Pt層以及Au層組成。本發(fā)明使得電極對光的出光率高，且可降低操作電流。
【專利說明】反射電極結構、LED器件及制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于半導體【技術領域】，涉及一種反射電極結構，還涉及一種LED器件及制備方法。

【背景技術】
[0002] LED芯片通常包括一個在通電后產(chǎn)生光輻射的半導體發(fā)光結構，以及將半導體結構與外界電源相連的電極，氮化鎵基發(fā)光二極體是一種將電能高效率轉化為光能的發(fā)光器件，其電極材料較多采用鈦鋁和鈦金，公布號為CN103985805A的專利文獻公布了一種發(fā)光器件，其焊線電極采用價格相對較低的鈦鋁材料，并依次蒸鍍鈦層和厚鋁層，通過焊線電極金屬層厚度的適當增加，減少了 LED由于斷路造成的失效。
[0003] 另外，現(xiàn)有技術的發(fā)光器件采用電極結構為Cr層/Pt層/Au層，Cr層的厚度大概為20-50nm，由于Cr層在可見光范圍的反射能力大約為65%，所以電極下方的光幾乎都被吸收，造成LED的效率降低，現(xiàn)今的電極結構也有以第一 Cr層/Al層/第二Cr層/Pt層/ Au層為反射電極的結構，由于第一 Cr層的厚度要大于25nm，才不會有剝落機率，第一 Cr層因為太厚所以穿透率太低，造成Al層光反射率降低，造成LED的效率降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種反射電極結構，以解決現(xiàn)有的LED芯片因為電極吸光而造成亮度降低的問題。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為：
[0006] -種反射電極結構，設置于氮化物半導體層之上，其特征在于，包括：反射部分與電極部分，所述電極部分位于所述反射部分之上，其中，
[0007] 所述反射部分為由所述氮化物半導體層的表層向外依次排列的第一 Ni層、Al層組成；
[0008] 所述電極部分為由所述反射部分的Al層向外依次排列的Cr層、第二Ni層以及Au 層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的Cr層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的第二Ni層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al 層向外依次排列的Ti層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的 Ti層、Pt層、Ti層、Pt層、Ti層、Pt層以及Au層組成。
[0009] 優(yōu)選地，所述反射部分的第一 Ni層的厚度為0. 4?3nm，Al層的厚度為50? 300nm〇
[0010] 優(yōu)選地，所述電極部分的Cr層的厚度為10?300nm，第二Ni層的厚度為10? 300nm，Au層的厚度為200?3000nm，Pt層的厚度為10?300nm，Ti層的厚度為10?300nm。
[0011] 一種LED器件，由下至上包括襯底、緩沖層、N型氮化物半導體層、有源層、P型氮化物半導體層，其特征在于：在所述P型氮化物半導體層上依次設置電流阻擋層，透明導電層，以及鈍化層，在所述P型氮化物半導體層或所述透明導電層上設置P型電極，在所述N 型氮化物半導體層上設置N型電極；
[0012] 所述P/N型電極為反射電極結構，所述反射電極結構包括：反射部分與電極部分，所述電極部分位于所述反射部分之上，其中，
[0013] 所述反射部分由第一 Ni層和Al層組成，其中，Al層直接設置于P/N型電極的下方，P型電極的反射部分的第一 Ni層設置于Al層與所述P型氮化物半導體層或透明導電層之間，N型電極的反射部分的第一 Ni層設置于Al層與N型氮化物半導體層之間；
[0014] 所述電極部分為由所述反射部分的Al層向外依次排列的Cr層、第二Ni層以及Au 層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的Cr層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的第二Ni層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al 層向外依次排列的Ti層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的 Ti層、Pt層、Ti層、Pt層、Ti層、Pt層以及Au層組成。
[0015] 一種LED器件的制備方法，其特征在于，包括：
[0016] 制作凸形臺面，具體包括：
[0017] a、制作氮化物半導體結構，在所述襯底上外延生長緩沖層；在所述緩沖層上外延生長N型氮化物半導體層；在所述N型氮化物半導體層上外延生長有源層；在所述有源層上外延生長P型氮化物半導體層，形成氮化物半導體結構；
[0018] b、將氮化物半導體結構進行清洗，用光阻劑作為掩蔽層，ICP刻蝕掉部分所述P型氮化物半導體層和有源層直至所述N型氮化物半導體層，形成具有凸形臺面的氮化物半導體結構，其中，刻蝕氣體為BCl 3/Cl2/Ar ;
[0019] 沉積電流阻擋層，具體包括：a、使用PECVD沉積SiO2在P型氮化物半導體層上， SiO2厚度為50?300nm，其中功率為50W，壓力為850mTorr，溫度為200°C，N2O為lOOOsccm， N2為400sccm，5% SiH4/N2為400sccm ;b、通過ICP刻蝕或濕法腐蝕工藝蝕刻掉多余的SiO2 ; c、進行去掉光阻劑過程，得到第一中間體；
[0020] 沉積透明導電層，使用電子束蒸鍍法沉積ITO當透明導電層，沉積在P型氮化物半導體層及電流阻擋層上，透明導電層厚度為30?300nm ;然后進行高溫退火，溫度為560°C，時間為3分鐘；
[0021] 沉積P型電極以及N型電極，P型電極沉積在P型氮化物半導體層或透明導電層上，所述N型電極沉積在N型氮化物半導體層上，
[0022] 最后沉積鈍化層，并開孔讓P型焊盤及N型電極中的N型焊盤露出；
[0023] 最后將圓片進行減薄、劃片、裂片、測試、分選；
[0024] 所述P/N型電極為反射電極結構，所述反射電極結構包括：反射部分與電極部分，所述電極部分位于所述反射部分之上，其中，
[0025] 所述反射部分由第一 Ni層和Al層組成，其中，Al層直接設置于P/N型電極的下方，P型電極的反射部分的第一 Ni層設置于Al層與所述P型氮化物半導體層或透明導電層之間，N型電極的反射部分的第一 Ni層設置于Al層與N型氮化物半導體層之間；
[0026] 所述電極部分為由所述反射部分的Al層向外依次排列的Cr層、第二Ni層以及Au 層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的Cr層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的第二Ni層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al 層向外依次排列的Ti層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的 Ti層、Pt層、Ti層、Pt層、Ti層、Pt層以及Au層組成。
[0027] -種LED器件，由下之上包括襯底、緩沖層、N型氮化物半導體層、有源層、P型氮化物半導體層，其特征在于：在所述P型氮化物半導體層還依次設有P型歐姆反射層、保護層、第一絕緣層、P型電極、N型電極、以及第二絕緣層；
[0028] 所述P/N型電極為反射電極結構，所述反射電極結構包括：反射部分與電極部分，所述電極部分位于所述反射部分之上，其中，
[0029] 所述反射部分由第一 Ni層和Al層組成，其中，Al層直接設置于P/N型電極的下方，P型電極的反射部分的第一 Ni層設置于Al層與所述保護層及第一絕緣層之間，N型電極的反射部分的第一 Ni層設置于Al層與N型氮化物半導體層及第一絕緣層之間；
[0030] 所述電極部分為由所述反射部分的Al層向外依次排列的Cr層、第二Ni層以及Au 層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的Cr層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的第二Ni層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al 層向外依次排列的Ti層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的 Ti層、Pt層、Ti層、Pt層、Ti層、Pt層以及Au層組成。
[0031] 一種LED器件的制備方法，其特征在于，包括：
[0032] 制作氮化物半導體結構，在所述襯底上外延生長緩沖層；在所述緩沖層上外延生長N型氮化物半導體層；在所述N型氮化物半導體層上外延生長有源層；在所述有源層上外延生長P型氮化物半導體層，形成氮化物半導體結構；
[0033] 使用電子束蒸鍍法沉積Ag當P型歐姆反射層在P型氮化物半導體層上；
[0034] 使用磁控濺射法沉積保護層履蓋P型歐姆反射層，所述保護層的材質均為由P型歐姆反射層的表層向外依次排列為W/Pt/W/Pt/W/Pt，上述厚度依次為 90/50/90/50/90/100nm ；
[0035] 制作臺面及通孔，具體包括用光阻劑作為掩蔽層，ICP刻蝕掉部分所述P型氮化物半導體層和有源層，直至所述N型氮化物半導體層，形成臺面及通孔的氮化物半導體結構，其中，刻蝕氣體為BCl 3/Cl2/Ar ;
[0036] 使用PECVD沉積SiO2或SiN當?shù)谝唤^緣層履蓋在保護層、通孔上，SiO 2厚度為 1，OOOnm，其中功率為 50W，壓力為 850mTorr，溫度為 200°C，N20 為 1000sccm，N2 為 400sccm， 5% SiH4/N2為40〇SCCm ;通過ICP刻蝕或濕法腐蝕工藝蝕刻掉多余的SiO2 ;進行去掉光阻劑過程，得到第一絕緣層；
[0037] 沉積P型電極以及N型電極，P型電極沉積在保護層及第一絕緣層上，所述N型電極沉積在N型氮化物半導體層及第一絕緣層上，
[0038] 所述P/N型電極為反射電極結構，所述反射電極結構包括：反射部分與電極部分，所述電極部分位于所述反射部分之上，其中，
[0039] 所述反射部分由第一 Ni層和Al層組成，其中，Al層直接設置于P/N型電極的下方，P型電極的反射部分的第一 Ni層設置于Al層與所述P型氮化物半導體層或透明導電層之間，N型電極的反射部分的第一 Ni層設置于Al層與N型氮化物半導體層之間；
[0040] 所述電極部分為由所述反射部分的Al層向外依次排列的Cr層、第二Ni層以及Au 層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的Cr層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的第二Ni層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al 層向外依次排列的Ti層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的 Ti層、Pt層、Ti層、Pt層、Ti層、Pt層以及Au層組成；
[0041] 沉積第二絕緣層，并開孔讓部份P/N型電極露出，所述第二絕緣層的材質為SiO2 或SiN，厚度為200?2000nm ;
[0042] 最后將圓片進行減薄、劃片、裂片、測試、分選。
[0043] 一種LED器件，由下至上包括襯底、緩沖層、N型氮化物半導體層、有源層、P型氮化物半導體層、其特征在于：在所述P型氮化物半導體層上依次設有金屬反射歐姆層、阻擋層、第一金屬烙融鍵合層、鈍化層、發(fā)光二極體結構、永久基板、第一歐姆層、第二金屬烙融鍵合層、永久基板結構、N型電極、第二歐姆層；
[0044] 所述N型電極為反射電極結構，所述反射電極結構包括：反射部分與電極部分，所述電極部分位于所述反射部分之上，其中，
[0045] 所述反射部分由第一 Ni層和Al層組成，其中，Al層直接設置于N型電極的下方，第一 Ni層設置于Al層與N型氮化物半導體層之間；
[0046] 所述電極部分為由所述反射部分的Al層向外依次排列的Cr層、第二Ni層以及Au 層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的Cr層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的第二Ni層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al 層向外依次排列的Ti層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的 Ti層、Pt層、Ti層、Pt層、Ti層、Pt層以及Au層組成。
[0047] -種LED器件的制備方法，其特征在于，包括：
[0048] 制作氮化物半導體結構，在所述襯底上外延生長緩沖層；在所述緩沖層上外延生長N型氮化物半導體層；在所述N型氮化物半導體層上外延生長有源層；在所述有源層上外延生長P型氮化物半導體層，形成氮化物半導體結構；
[0049] 制作臺面，具體包括用SiO2作為掩蔽層，ICP刻蝕掉部分所述P型氮化物半導體層、有源層、N型氮化物半導體層及緩沖層直至所述襯底，形成臺面的氮化物半導體結構，其中，刻蝕氣體為BCl3/C12/Ar ;
[0050] 使用電子束蒸鍍法連續(xù)依序沉積金屬反射歐姆層、阻擋層、第一金屬熔融鍵合層在P型氮化物半導體層上，所述阻擋層的材質均為由金屬反射層的表層向外依次排列為 Ti/Pt ;所述金屬熔融鍵合層的材質為Au ;再沉積鈍化層保護側壁；
[0051] 在永久基板上使用電子束蒸鍍法連續(xù)依序沉積第一歐姆層及第二金屬熔融鍵合層，所述第一歐姆層的材質均為由永久基板的表層向外依次排列為Ti/Au ;所述第二金屬熔融鍵合層的材質為In ;
[0052] 利用石墨夾具將發(fā)光二極體結構及永久基板結構鍵合在一起，具體鍵合條件為在氮氣環(huán)境下、鍵合溫度210°C、鍵合時間2小時；
[0053] 利用波長355nm的Q?switched Nd: YAG雷射將襯底移除；
[0054] 利用乙二醇當溶劑溶化氫氧化鉀移除緩沖層，溫度150°C ;
[0055] 沉積N型電極在N型氮化物半導體層上；所述N型電極為反射電極結構，所述反射電極結構包括：反射部分與電極部分，所述電極部分位于所述反射部分之上，其中，
[0056] 所述反射部分由第一 Ni層和Al層組成，其中，Al層直接設置于N型電極的下方，第一 Ni層設置于Al層與N型氮化物半導體層之間；
[0057] 所述電極部分為由所述反射部分的Al層向外依次排列的Cr層、第二Ni層以及Au 層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的Cr層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的第二Ni層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al 層向外依次排列的Ti層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的 Ti層、Pt層、Ti層、Pt層、Ti層、Pt層以及Au層組成；
[0058] 將永久基板減薄至120um ;
[0059] 在永久基板背面上使用電子束蒸鍍法連續(xù)依序沉積第二歐姆層，所述第二歐姆層的材質均為由永久基板的表層向外依次排列為Ti/Au ;
[0060] 最后將圓片進行裂片、測試、分選。
[0061] 優(yōu)選地，所述的LED器件，所述第一 Ni層的厚度為lnm，所述Al層的厚度為150nm，所述Cr層的厚度為50nm，第二Ni層的厚度為20nm，所述Au層的厚度為1500nm。本發(fā)明的有益效果為：
[0062] 第一，提高亮度，反射電極結構包括反射部分與電極部分，電極部分位于反射部分之上，反射部分為由氮化物半導體層的表層向外依次排列的第一 Ni層、Al層組成；電極部分為由反射部分的Al層向外依次排列的Cr層、第二Ni層以及Au層組成，或由反射部分的 Al層向外依次排列的Cr層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的第二Ni層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的Ti層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的Ti層、Pt層、Ti層、Pt層、Ti 層、Pt層以及Au層組成。使得電極對光的吸收率低，出光率高，而且可降低操作電流，從而逆向電壓和漏電特性更優(yōu)，另外，結構上也能實現(xiàn)較低的成本。
[0063] 第二，應用廣泛，反射電極結構應用于正裝、倒裝、以及垂直結構的LED器件，沉積在正裝的透明導電層上，或倒裝的絕緣層上，具有很好的粘附力，由于Ni會與透明導電層的氧結合，生成氧化鎳，從而提高了金屬層與絕緣層之間的結合力，而且氧化鎳比鎳更不吸光；另外，也具有很好的粘附力，而且氧化鎳比鎳更不吸光；沉積在垂直的N型氮化物半導體上，具有良好的歐姆接觸，以及降低電極對光的吸收率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0064] 此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中： [0065] 圖1是具有本發(fā)明的反射電極結構的正裝結構LED器件的實施例結構示意圖； [0066] 圖2是具有本發(fā)明的反射電極結構的倒裝結構LED器件的實施例結構示意圖； [0067] 圖3 (a)是具有本發(fā)明的反射電極結構的垂直結構LED器件的發(fā)光二級體的結構示意圖；
[0068] 圖3(b)是具有本發(fā)明的反射電極結構的垂直結構LED器件的永久基板的結構示意圖；
[0069] 圖3(c)是具有本發(fā)明的反射電極結構的垂直結構LED器件的整體的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0070] 如在說明書及權利要求當中使用了某些詞匯來指稱特定組件。本領域技術人員應可理解，硬件制造商可能會用不同名詞來稱呼同一個組件。本說明書及權利要求并不以名稱的差異來作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區(qū)分的準則。如在通篇說明書及權利要求當中所提及的"包含"為一開放式用語，故應解釋成"包含但不限定于"。"大致"是指在可接收的誤差范圍內(nèi)，本領域技術人員能夠在一定誤差范圍內(nèi)解決所述技術問題，基本達到所述技術效果。說明書后續(xù)描述為實施本申請的較佳實施方式，然所述描述乃以說明本申請的一般原則為目的，并非用以限定本申請的范圍。本申請的保護范圍當視所附權利要求所界定者為準。
[0071] 實施例1
[0072] 本實施例的反射電極結構，設置于氮化物半導體層之上，包括：反射部分與電極部分，所述電極部分位于所述反射部分之上，其中，所述反射部分為由所述氮化物半導體層的表層向外依次排列的第一 Ni層、Al層組成；所述電極部分為由所述反射部分的Al層向外依次排列的Cr層、第二Ni層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的Cr 層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的第二Ni層、Pt層以及 Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的Ti層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的Ti層、Pt層、Ti層、Pt層、Ti層、Pt層以及Au層組成。
[0073] 優(yōu)選地，所述反射部分的第一 Ni層的厚度為0· 4nm，Al層的厚度為50nm。
[0074] 優(yōu)選地，所述電極部分的Cr層的厚度為10nm，第二Ni層的厚度為10nm，Au層的厚度為200nm，Pt層的厚度為10nm，Ti層的厚度為10nm。
[0075] 本實施例的反射電極結構的制備方法，包括：第一步：通過負膠光刻定義反射電極結構的圖案；第二步：電子束蒸發(fā)鍍膜蒸鍍反射電極結構。
[0076] 其中反射部分的第一 Ni層，具體鍍膜條件為：真空度達到lE-6mt〇rr，溫度為室溫時開始預熔金屬，第一 Ni層的第一段預熔功率從0上升到10% (1000W)，上升預熔時間為 30S，第二段預熔功率從10上升到13% (1300W)，上升預熔時間為30S，第三段預熔功率維持在13% (1300W)，預熔時間為120S，第四段預熔功率從13%下降到10% (1000W)，下降預熔時間為10S，預熔結束后，擋板打開，開始鍍膜，鍍膜速率為0.1A/S，膜厚為4-10A;其中反射結構的Al層，鍍膜速率為3人/S,膜厚為1.5K人。
[0077] 電極部分的Cr/第二Ni層/Au結構，鍍膜條件為真空度達到lE-6mtorr，Cr層鍍膜速率為3A/S,膜厚為0.5KA; Ni層鍍膜速率為3A/S,膜厚為0.2ΚΛ; Au層鍍膜速率為 5A/S,膜厚為 15KA。
[0078] 電極部分的Cr/Pt/Au結構，鍍膜條件為真空度達到lE-6mtorr，Cr層鍍膜速率為 3A/S，膜厚為0.5K人；Pt層鍍膜速率為3A/S,膜厚為0.4KA; Au層鍍膜速率為5A/S，膜厚為15KA。
[0079] 經(jīng)過liftoff、去膠清洗,制備出反射電極結構。
[0080] 實施例2
[0081] 本實施例的反射電極結構，設置于氮化物半導體層之上，包括：反射部分與電極部分，所述電極部分位于所述反射部分之上，其中，所述反射部分為由所述氮化物半導體層的表層向外依次排列的第一 Ni層、Al層組成；所述電極部分為由所述反射部分的Al層向外依次排列的Cr層、第二Ni層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的Cr 層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的第二Ni層、Pt層以及 Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的Ti層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的Ti層、Pt層、Ti層、Pt層、Ti層、Pt層以及Au層組成。
[0082] 優(yōu)選地，所述反射部分的第一 Ni層的厚度為3nm，Al層的厚度為300nm。
[0083] 優(yōu)選地，所述電極部分的Cr層的厚度為300nm，第二Ni層的厚度為300nm，Au層的厚度為3000nm，Pt層的厚度為300nm，Ti層的厚度為300nm。
[0084] 本實施例的反射電極結構的制備方法，包括：第一步：通過負膠光刻定義反射電極結構的圖案；第二步：電子束蒸發(fā)鍍膜蒸鍍反射電極結構。
[0085] 其中反射部分的第一 Ni層，具體鍍膜條件為：真空度達到lE-6mt〇rr，溫度為室溫時開始預熔金屬，第一 Ni層的第一段預熔功率從0上升到10% (1000W)，上升預熔時間為 30S，第二段預熔功率從10上升到13% (1300W)，上升預熔時間為30S，第三段預熔功率維持在13% (1300W)，預熔時間為120S，第四段預熔功率從13%下降到10% (1000W)，下降預熔時間為10S，預熔結束后，擋板打開，開始鍍膜，鍍膜速率為〇.丨人/S,膜厚為4-10A;其中反射結構的Al層，鍍膜速率為3A/S,膜厚為1.5KA。
[0086] 電極部分的Cr/第二Ni層/Au結構，鍍膜條件為真空度達到lE-6mtorr, Cr層鍍膜速率為膜厚為〇.5ΚΑ; Ni層鍍膜速率為3Λ/8,膜厚為0.2KA丨Au層鍍膜速率為 5人/S，膜厚為15K人。
[0087] 電極部分的Cr/Pt/Au結構，鍍膜條件為真空度達到lE-6mtorr，Cr層鍍膜速率為 3A/S,膜厚為0.5K人；Pt層鍍膜速率為3A/S，膜厚為0.4KA; Au層鍍膜速率為5A/S,膜厚為15KA。
[0088] 經(jīng)過liftoff、去膠清洗，制備出反射電極結構。
[0089] 實施例3
[0090] 本實施例的反射電極結構，設置于氮化物半導體層之上，包括：反射部分與電極部分，所述電極部分位于所述反射部分之上，其中，所述反射部分為由所述氮化物半導體層的表層向外依次排列的第一 Ni層、Al層組成；所述電極部分為由所述反射部分的Al層向外依次排列的Cr層、第二Ni層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的Cr 層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的第二Ni層、Pt層以及 Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的Ti層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的Al層向外依次排列的Ti層、Pt層、Ti層、Pt層、Ti層、Pt層以及Au層組成。
[0091] 優(yōu)選地，所述反射部分的第一 Ni層的厚度為lnm，Al層的厚度為200nm。
[0092] 優(yōu)選地，所述電極部分的Cr層的厚度為150nm，第二Ni層的厚度為170nm，Au層的厚度為1700nm，Pt層的厚度為70nm，Ti層的厚度為50nm。
[0093] 本實施例的反射電極結構的制備方法，包括：第一步：通過負膠光刻定義反射電極結構的圖案；第二步：電子束蒸發(fā)鍍膜蒸鍍反射電極結構。
[0094] 其中反射部分的第一 Ni層，具體鍍膜條件為：真空度達到lE-6mtorr，溫度為室溫時開始預熔金屬，第一 Ni層的第一段預熔功率從O上升到10% (IOOOW)，上升預熔時間為 30S，第二段預熔功率從10上升到13% (1300W)，上升預熔時間為30S，第三段預熔功率維持在13% (1300W)，預熔時間為120S，第四段預熔功率從13%下降到10% (1000W)，下降預熔時間為10S，預熔結束后，擋板打開，開始鍍膜，鍍膜速率為〇. 1人/S,膜厚為4-10A;其中反射結構的Al層，鍍膜速率為3A/S，膜厚為1.5KA。
[0095] 電極部分的Cr/第二Ni層/Au結構，鍍膜條件為真空度達到lE-6mtorr，Cr層鍍膜速率為3人/&膜厚為〇.5K人；Ni層鍍膜速率為3A/S,膜厚為0.2KA; Au層鍍膜速率為 5人/S,膜厚為15KA。
[0096] 電極部分的Cr/Pt/Au結構，鍍膜條件為真空度達到lE-6mtorr，Cr層鍍膜速率為 3人/S，膜厚為0.5KA; Pt層鍍膜速率為3A/S,膜厚為0.4ΚΛ; Au層鍍膜速率為5A/S，膜厚為15KA。
[0097] 經(jīng)過liftoff、去膠清洗,制備出反射電極結構。
[0098] 實施例4
[0099] 請參照圖1，本實施例的反射電極結構應用于正裝的LED器件，其規(guī)格為 711umX711um，具體包括襯底（或PSS襯底）1、緩沖層2、N型氮化物半導體層3、有源層4、 P型氮化物半導體層5、電流阻擋層6、透明導電層7、P型反射電極8、N型反射電極9、鈍化層10,其制作方法包括以下步驟：
[0100] 第一步：制作凸形臺面，具體包括：a、制作氮化物半導體結構，在所述襯底（或PSS 襯底）1上外延生長緩沖層2 ;在所述緩沖層2上外延生長N型氮化物半導體層3 ;在所述N 型氮化物半導體層3上外延生長有源層4 ;在所述有源層4上外延生長P型氮化物半導體層5,形成氮化物半導體結構；b、將氮化物半導體結構進行清洗，用光阻劑作為掩蔽層，ICP 刻蝕掉部分所述P型氮化物半導體層5和有源層4直至所述N型氮化物半導體層3,形成具有凸形臺面的氮化物半導體結構，其中，刻蝕氣體為BCl 3/Cl2/Ar。
[0101] 第二步：沉積電流阻擋層6,具體包括：a、使用PECVD沉積SiO2當電流阻擋層在P 型氮化物半導體層5上，SiO2厚度為50-300nm，其中功率為50W，壓力為850mT〇rr，溫度為 200°C，N 2O 為 lOOOsccm，N2 為 400sccm，5% SiH4/N2 為 400sccm ;b、通過 ICP 刻蝕或濕法腐蝕工藝蝕刻掉多余的SiO2 ;c、進行去掉光阻劑過程，得到第一中間體。
[0102] 第三步：沉積透明導電層7,使用電子束蒸鍍法沉積ITO當透明導電層，沉積在P 型氮化物半導體層及電流阻擋層上，透明導電層厚度為30-300nm ;將Wafer進行高溫退火，使透明導電層7與P型氮化物半導體層之間形成良好得歐姆接觸和穿透率。退火方式用快速退火爐（RTA)快速退火，溫度為560°C，時間為3分鐘。
[0103] 第四步：沉積P型反射電極8以及N型反射電極9, P型反射電極沉積在P型氮化物半導體層或透明導電層上，所述N型反射電極沉積在η型氮化物半導體層上，所述P/N型反射電極結構相同，且均為由氮化物半導體層的表層向外依次排列的第一 Ni層、Al層、Cr 層、第二Ni層以及Au層，所述第一 Ni層的厚度為lnm，所述Al層的厚度為150nm，所述Cr 層的厚度為50nm，第二Ni層的厚度為20nm，所述Au層的厚度為1500nm。
[0104] 第五步：最后沉積鈍化層，并開孔讓P型焊盤及N型電極中的N型焊盤露出。
[0105] 第六步：最后將圓片進行減薄、劃片、背鍍、裂片、測試、分選。
[0106] 本實施例所得具有反射電極結構為Ni/Al/Cr/Ni/Au的LED芯片標號為S1，相同規(guī) 格的現(xiàn)有技術中的LED芯片標號為XYl及XY2, XYl具有現(xiàn)今的電極結構為Cr/Al/Cr/Pt/ Au, XY2具有現(xiàn)今的電極結構為Cr/Pt/Au，三者的光電特性比較結果詳見表1。
[0107] 表I S1、XY1、XY2三者的比較數(shù)據(jù)表

【權利要求】
1. 一種反射電極結構，設置于氮化物半導體層之上，其特征在于，包括：反射部分與電極部分，所述電極部分位于所述反射部分之上，其中，所述反射部分為由所述氮化物半導體層的表層向外依次排列的第一 Ni層、A1層組成；所述電極部分為由所述反射部分的A1層向外依次排列的Cr層、第二Ni層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的Cr層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的第二Ni層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的Ti層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的Ti 層、Pt層、Ti層、Pt層、Ti層、Pt層以及Au層組成。
2. 根據(jù)權利要求1所述的反射電極結構，其特征在于：所述反射部分的第一 Ni層的厚度為0. 4?3nm，A1層的厚度為50?300nm。
3. 根據(jù)權利要求2所述的反射電極結構，其特征在于：所述電極部分的Cr層的厚度為 10?300nm，第二Ni層的厚度為10?300nm，Au層的厚度為200?3000nm，Pt層的厚度為 10?300nm，Ti層的厚度為10?300nm。
4. 一種LED器件，由下至上包括襯底、緩沖層、N型氮化物半導體層、有源層、P型氮化物半導體層，其特征在于：在所述P型氮化物半導體層上依次設置電流阻擋層，透明導電層，以及鈍化層，在所述P型氮化物半導體層或所述透明導電層上設置P型電極，在所述N型氮化物半導體層上設置N型電極；所述P/N型電極為反射電極結構，所述反射電極結構包括：反射部分與電極部分，所述電極部分位于所述反射部分之上，其中，所述反射部分由第一 Ni層和A1層組成，其中，A1層直接設置于P/N型電極的下方，P 型電極的反射部分的第一 Ni層設置于A1層與所述P型氮化物半導體層或透明導電層之間，N型電極的反射部分的第一 Ni層設置于A1層與N型氮化物半導體層之間；所述電極部分為由所述反射部分的A1層向外依次排列的Cr層、第二Ni層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的Cr層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的第二Ni層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的Ti層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的Ti 層、Pt層、Ti層、Pt層、Ti層、Pt層以及Au層組成。
5. -種權利要求4所述的LED器件的制備方法，其特征在于，包括：制作凸形臺面，具體包括： a、制作氮化物半導體結構，在所述襯底上外延生長緩沖層；在所述緩沖層上外延生長 N型氮化物半導體層；在所述N型氮化物半導體層上外延生長有源層；在所述有源層上外延生長P型氮化物半導體層，形成氮化物半導體結構； b、將氮化物半導體結構進行清洗，用光阻劑作為掩蔽層，ICP刻蝕掉部分所述P型氮化物半導體層和有源層直至所述N型氮化物半導體層，形成具有凸形臺面的氮化物半導體結構，其中，刻蝕氣體為BCl3/Cl2/Ar ; 沉積電流阻擋層，具體包括：a、使用PECVD沉積Si02在P型氮化物半導體層上，Si02厚度為50?300nm，其中功率為50W，壓力為850mTorr，溫度為200°C，N20為lOOOsccm，N 2為 400sccm，5% SiH4/N2為400sccm ;b、通過ICP刻蝕或濕法腐蝕工藝蝕刻掉多余的Si02 ;c、進行去掉光阻劑過程，得到第一中間體；沉積透明導電層，使用電子束蒸鍍法沉積ITO當透明導電層，沉積在P型氮化物半導體層及電流阻擋層上，透明導電層厚度為30?300nm ;然后進行高溫退火，溫度為560°C，時間為3分鐘；沉積P型電極以及N型電極，P型電極沉積在P型氮化物半導體層或透明導電層上，所述N型電極沉積在N型氮化物半導體層上，最后沉積鈍化層，并開孔讓P型焊盤及N型電極中的N型焊盤露出；最后將圓片進行減薄、劃片、裂片、測試、分選；所述P/N型電極為反射電極結構，所述反射電極結構包括：反射部分與電極部分，所述電極部分位于所述反射部分之上，其中，所述反射部分由第一 Ni層和A1層組成，其中，A1層直接設置于P/N型電極的下方，P 型電極的反射部分的第一 Ni層設置于A1層與所述P型氮化物半導體層或透明導電層之間，N型電極的反射部分的第一 Ni層設置于A1層與N型氮化物半導體層之間；所述電極部分為由所述反射部分的A1層向外依次排列的Cr層、第二Ni層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的Cr層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的第二Ni層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的Ti層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的Ti 層、Pt層、Ti層、Pt層、Ti層、Pt層以及Au層組成。
6. -種LED器件，由下之上包括襯底、緩沖層、N型氮化物半導體層、有源層、P型氮化物半導體層，其特征在于：在所述P型氮化物半導體層還依次設有P型歐姆反射層、保護層、第一絕緣層、P型電極、N型電極、以及第二絕緣層；所述P/N型電極為反射電極結構，所述反射電極結構包括：反射部分與電極部分，所述電極部分位于所述反射部分之上，其中，所述反射部分由第一 Ni層和A1層組成，其中，A1層直接設置于P/N型電極的下方，P 型電極的反射部分的第一 Ni層設置于A1層與所述保護層及第一絕緣層之間，N型電極的反射部分的第一 Ni層設置于A1層與N型氮化物半導體層及第一絕緣層之間；所述電極部分為由所述反射部分的A1層向外依次排列的Cr層、第二Ni層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的Cr層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的第二Ni層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的Ti層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的Ti 層、Pt層、Ti層、Pt層、Ti層、Pt層以及Au層組成。
7. -種權利要求6所述的LED器件的制備方法，其特征在于，包括：制作氮化物半導體結構，在所述襯底上外延生長緩沖層；在所述緩沖層上外延生長N 型氮化物半導體層；在所述N型氮化物半導體層上外延生長有源層；在所述有源層上外延生長P型氮化物半導體層，形成氮化物半導體結構；使用電子束蒸鍍法沉積Ag當P型歐姆反射層在P型氮化物半導體層上；使用磁控濺射法沉積保護層履蓋P型歐姆反射層，所述保護層的材質均為由P型歐姆反射層的表層向外依次排列為W/Pt/W/Pt/W/Pt，上述厚度依次為90/50/90/50/90/100nm ; 制作臺面及通孔，具體包括用光阻劑作為掩蔽層，ICP刻蝕掉部分所述P型氮化物半導體層和有源層，直至所述N型氮化物半導體層，形成臺面及通孔的氮化物半導體結構，其中，刻蝕氣體為BCl3/Cl2/Ar ; 使用PECVD沉積Si02或SiN當?shù)谝唤^緣層履蓋在保護層、通孔上，Si02厚度為1，OOOnm，其中功率為 5〇W，壓力為 85〇mTorr，溫度為 200°C，N20 為 1000sccm，N2 為 400sccm，5% SiH4/ N2為400sCCm ;通過ICP刻蝕或濕法腐蝕工藝蝕刻掉多余的Si02 ;進行去掉光阻劑過程，得到第一絕緣層；沉積P型電極以及N型電極，P型電極沉積在保護層及第一絕緣層上，所述N型電極沉積在N型氮化物半導體層及第一絕緣層上，所述P/N型電極為反射電極結構，所述反射電極結構包括：反射部分與電極部分，所述電極部分位于所述反射部分之上，其中，所述反射部分由第一 Ni層和A1層組成，其中，A1層直接設置于P/N型電極的下方，P 型電極的反射部分的第一 Ni層設置于A1層與所述P型氮化物半導體層或透明導電層之間，N型電極的反射部分的第一 Ni層設置于A1層與N型氮化物半導體層之間；所述電極部分為由所述反射部分的A1層向外依次排列的Cr層、第二Ni層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的Cr層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的第二Ni層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的Ti層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的Ti 層、Pt層、Ti層、Pt層、Ti層、Pt層以及Au層組成；沉積第二絕緣層，并開孔讓部份P/N型電極露出，所述第二絕緣層的材質為Si02或 SiN，厚度為 200 ?2000nm ; 最后將圓片進行減薄、劃片、裂片、測試、分選。
8. -種LED器件，由下至上包括襯底、緩沖層、N型氮化物半導體層、有源層、P型氮化物半導體層、其特征在于：在所述P型氮化物半導體層上依次設有金屬反射歐姆層、阻擋層、第一金屬熔融鍵合層、鈍化層、發(fā)光二極體結構、永久基板、第一歐姆層、第二金屬熔融鍵合層、永久基板結構、N型電極、第二歐姆層；所述N型電極為反射電極結構，所述反射電極結構包括：反射部分與電極部分，所述電極部分位于所述反射部分之上，其中，所述反射部分由第一 Ni層和A1層組成，其中，A1層直接設置于N型電極的下方，第一 Ni層設置于A1層與N型氮化物半導體層之間；所述電極部分為由所述反射部分的A1層向外依次排列的Cr層、第二Ni層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的Cr層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的第二Ni層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的Ti層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的Ti 層、Pt層、Ti層、Pt層、Ti層、Pt層以及Au層組成。
9. 一種權利要求8所述的LED器件的制備方法，其特征在于，包括：制作氮化物半導體結構，在所述襯底上外延生長緩沖層；在所述緩沖層上外延生長N 型氮化物半導體層；在所述N型氮化物半導體層上外延生長有源層；在所述有源層上外延生長P型氮化物半導體層，形成氮化物半導體結構；制作臺面，具體包括用Si02作為掩蔽層，ICP刻蝕掉部分所述P型氮化物半導體層、有源層、N型氮化物半導體層及緩沖層直至所述襯底，形成臺面的氮化物半導體結構，其中，刻蝕氣體為BCl3/C12/Ar ; 使用電子束蒸鍍法連續(xù)依序沉積金屬反射歐姆層、阻擋層、第一金屬熔融鍵合層在P 型氮化物半導體層上，所述阻擋層的材質均為由金屬反射層的表層向外依次排列為Ti/Pt ; 所述金屬熔融鍵合層的材質為Au ;再沉積鈍化層保護側壁；在永久基板上使用電子束蒸鍍法連續(xù)依序沉積第一歐姆層及第二金屬熔融鍵合層，所述第一歐姆層的材質均為由永久基板的表層向外依次排列為Ti/Au ;所述第二金屬熔融鍵合層的材質為In ; 利用石墨夾具將發(fā)光二極體結構及永久基板結構鍵合在一起，具體鍵合條件為在氮氣環(huán)境下、鍵合溫度210°C、鍵合時間2小時；利用波長355nm的Q?switched Nd:YAG雷射將襯底移除；利用乙二醇當溶劑溶化氫氧化鉀移除緩沖層，溫度150°C ; 沉積N型電極在N型氮化物半導體層上；所述N型電極為反射電極結構，所述反射電極結構包括：反射部分與電極部分，所述電極部分位于所述反射部分之上，其中，所述反射部分由第一 Ni層和A1層組成，其中，A1層直接設置于N型電極的下方，第一 Ni層設置于A1層與N型氮化物半導體層之間；所述電極部分為由所述反射部分的A1層向外依次排列的Cr層、第二Ni層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的Cr層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的第二Ni層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的Ti層、Pt層以及Au層組成，或由所述反射部分的A1層向外依次排列的Ti 層、Pt層、Ti層、Pt層、Ti層、Pt層以及Au層組成；將永久基板減薄至120um ; 在永久基板背面上使用電子束蒸鍍法連續(xù)依序沉積第二歐姆層，所述第二歐姆層的材質均為由永久基板的表層向外依次排列為Ti/Au ; 最后將圓片進行裂片、測試、分選。
10.根據(jù)權利要求4、6或8所述的LED器件，其特征在于：所述第一 Ni層的厚度為lnm，所述A1層的厚度為150nm，所述Cr層的厚度為50nm，第二Ni層的厚度為20nm，所述Au層的厚度為1500nm。
【文檔編號】H01L33/00GK104393139SQ201410592345
【公開日】2015年3月4日申請日期:2014年10月29日優(yōu)先權日:2014年10月29日
【發(fā)明者】許順成, 梁智勇, 蔡炳杰申請人:湘能華磊光電股份有限公司

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