[发明专利]一种复合钝化层及其制作方法、LED芯片

说明书

本发明提供了一种复合钝化层及其制作方法、LED芯片，通过在LED芯片的外延叠层裸露面设有复合钝化层，其中，复合钝化层包括依次堆叠的钝化底层及钝化顶层，且所述钝化底层的折射率小于所述钝化顶层的折射率，所述钝化底层用于接触LED芯片的表面并使其耐受逆向电场，所述钝化顶层作为LED芯片与外界接触的膜层，用于减少孔洞；从而提升抗高逆压性能，并避免水汽的渗入。

技术领域

本发明涉及发光二极管领域，尤其涉及一种复合钝化层及其制作方法、LED芯片。

背景技术

随着LED显屏市场的不断发展，由于LED显屏常在高温高湿的环境下使用，且内部的LED芯片常处于逆压工作，因此应用端对显屏的小尺寸LED芯片的耐压提出了更高的需求，通常在85％湿度及85℃的高温高湿下在芯片上加载逆向电压来进行验证(及双85逆压可靠性实验)。在这种严苛环境下的失效模式是高温加速水汽渗入芯片内部后，在高逆向电场的作用下与芯片的N型GaN发生电化学反应，造成烧伤。目前芯片通过表面的钝化保护层(通常材质为SiO2)，来隔绝水汽，阻止水汽渗入芯片内部。

然而，现有钝化保护层通常采用硅烷(SiH4)、笑气(N2O)反应生成绝缘的SiO2，膜层中不可避免的会掺杂部分Si-N键(表现为折射率偏高至1.5左右，纯SiO2的折射率为1.46)。Si-N的键能相比Si-O键的键能更低，在双85逆压可靠性实验中，由于存在逆向强电场作用，大量热电子注入，热电子与被俘获的空穴符合释放能量，令键结断裂，并持续恶化导致膜层开裂，水汽渗入造成失效。因此需要通过降低硅烷/笑气的气体流量比例来降低膜层中的Si-N键，但是，随着硅烷/笑气气体流量比的降低，膜层的折射率不断下降至1.46甚至1.46以下，此时膜层内微孔洞增加(微孔洞内折射率为1，会拉低整体膜层的折射率)，水汽反而更容易由钝化保护层渗入。因此折射率偏高，膜层会在逆压强电场的作用下断裂，导致水汽渗入；折射率过低，水汽会通过微孔洞渗入，均无法杜绝水汽对芯片内部的侵蚀。

有鉴于此，为克服现有技术倒装LED芯片的上述缺陷，本发明人专门设计了一种复合钝化层及其制作方法、LED芯片，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合钝化层及其制作方法、LED芯片，以提高LED芯片的逆向强电场耐受能力，并防止水汽的进入。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种复合钝化层，作为客体的保护膜层，包括：依次堆叠的钝化底层及钝化顶层，且所述钝化底层的折射率小于所述钝化顶层的折射率；所述钝化底层用于接触客体的表面并使其耐受逆向电场，所述钝化顶层作为客体与外界接触的膜层，用于减少孔洞。

优选地，在所述钝化底层及钝化顶层之间还设有中间层，且所述中间层的折射率介于所述钝化底层和钝化顶层之间，用于过渡所述钝化底层和钝化顶层之间的相互应力。

优选地，所述钝化底层的折射率为1.40～1.50，包括端点值；

所述中间层的折射率为1.42～1.52，包括端点值；

所述钝化顶层的折射率为1.45～1.55，包括端点值。

优选地，所述复合钝化层包括透明的绝缘材料，如二氧化硅等。

优选地，所述制作方法包括如下步骤：

步骤S01、将保护客体放置于反应腔中，且反应腔体保持在预热温度；

步骤S02、往腔体通入硅烷与笑气的混合气体，以形成钝化底层，且所述钝化底层的折射率为1.40～1.50，包括端点值；

步骤S03、增大所通入的硅烷与笑气的混合比例，以形成中间层，且所述中间层的折射率为1.42～1.52，包括端点值；