專利名稱：蒸鍍ito的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管芯片制造領(lǐng)域，特別涉及一種蒸鍍ITO的方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)具有體積小、省電、綠色環(huán)保等優(yōu)勢，已被廣泛使用于顯示器背光源模塊、通訊、計(jì)算機(jī)、交通標(biāo)志及玩具等消費(fèi)市場，但目前因?yàn)榱炼炔粔虻膯栴}，尚未能廣泛使用于照明市場。為了解決發(fā)光二極管亮度不夠的問題，業(yè)內(nèi)人士都在不斷地尋找各種提高亮度的方法。ITO是英文hdium Tin Oxides的縮寫，意思是氧化銦錫。與其它透明的半導(dǎo)體導(dǎo)電薄膜相比，ITO具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，對半導(dǎo)體襯底具有良好的附著性和圖形加工特性。ITO為一種N型氧化物半導(dǎo)體，作為納米銦錫金屬氧化物，具有很好的導(dǎo)電性和透明性，可以切斷對人體有害的電子輻射，紫外線及遠(yuǎn)紅外線。因此，噴涂在玻璃，塑膠及電子顯示幕上后，在增強(qiáng)導(dǎo)電性和透明性的同時(shí)可切斷對人體有害的電子輻射及紫外、紅外。ITO透明導(dǎo)電膜是平面顯示器上重要之組件，其特性會與鍍膜工藝中的參數(shù)及材料有密切的關(guān)系。在眾多可作為透明電極的材料中，ITO是被最廣泛應(yīng)用的一種，主要是由于ITO 同時(shí)具有低電阻率及高光穿透率的特性，符合了導(dǎo)電性及透光性良好的要求。在氧化物導(dǎo)電膜中，以摻Sn的h203 (ITO)膜的透過率最高和導(dǎo)電性能最好，而且容易在酸液中蝕刻出細(xì)微的圖形。早在幾年前，ITO作為透明導(dǎo)電薄膜已用于制作LED芯片，芯片的發(fā)光功率由 NiAu的4. 44mW提升到ITO工藝的6. 72mW，提升了 51. 4%，老化試驗(yàn)后管芯發(fā)光功率衰減 5. 1%、優(yōu)于NiAu工藝的7. 2%0然而，ITO現(xiàn)有技術(shù)是通過厚度來控制透光率(如圖1至圖幻，從而提高LED芯片的亮度。但I(xiàn)TO蒸鍍技術(shù)不只如此，如何通過其他方法優(yōu)化ΙΤ0、提高LED芯片的亮度、以更好發(fā)揮ITO的優(yōu)勢，實(shí)已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種蒸鍍ITO的方法，以提高所形成的芯片的亮度。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的蒸鍍ITO的方法，包括步驟1)將待蒸鍍ITO 的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)放置在承片盤上，抽真空至電子束蒸鍍機(jī)腔體真空度達(dá)5 X KT6Torr以上，其中，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括外延生長形成的GaN層，所述GaN層包括P-GaN層和N-GaN層；2) 使所述承片盤開始轉(zhuǎn)動，并對其進(jìn)行加熱且控制其加熱溫度至預(yù)設(shè)溫度后穩(wěn)定10-30min ； 3)加熱后再開啟氧氣閥門，控制氧流量以使氧流量穩(wěn)定在預(yù)設(shè)流量時(shí)開始對所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)鍍，預(yù)鍍時(shí)間為l-5min ；以及4)預(yù)鍍后再控制蒸鍍速率，以便以預(yù)設(shè)的蒸鍍速率開始蒸鍍ΙΤ0，使得所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上蒸鍍出預(yù)設(shè)厚度的ΙΤ0，所述預(yù)設(shè)厚度的ITO的阻值與外延GaN層相匹配。其中，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可為用于制備發(fā)光芯片的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，例如，可為用于制備 LED芯片的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
其中，所述ITO 阻值與外延 GaN層相匹配為 RITQ+RP_CaN = RN_CaN，其中，RITO、RP_CaN、RN_CaN 分別為ITO阻值、P-GaN阻值、N-GaN阻值。其中，所述預(yù)設(shè)溫度在240_350°C內(nèi)。其中，所述預(yù)設(shè)流量在l-30sCCm內(nèi)。其中，所述預(yù)設(shè)的蒸鍍速率在0.5- lOA/sec內(nèi)。其中，所述預(yù)設(shè)厚度為k λ /4η，其中，k = 1,3,5- ； λ為所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的波長； η為ITO的折射率。綜上所述，本發(fā)明的蒸鍍ITO的方法通過控制氧流量、蒸鍍溫度、ITO厚度、蒸鍍速率來控制ITO阻值，同時(shí)保持較高的透光率，使ITO阻值與外延GaN層相匹配，從而使電流擴(kuò)展更均勻，可有效提高芯片亮度。


圖1至圖3是現(xiàn)有的LED芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明蒸鍍ITO的方法的操作流程示意圖。圖5是本發(fā)明ITO蒸鍍技術(shù)與現(xiàn)有ITO蒸鍍技術(shù)所制備的LED芯片發(fā)光效率對比圖。圖6是本發(fā)明蒸鍍ITO阻值與其制備的LED芯片亮度(mW)的關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式以下將通過具體實(shí)施例來對本發(fā)明的蒸鍍ITO的方法進(jìn)行詳細(xì)說明。請參見圖4，本發(fā)明的蒸鍍ITO的方法主要包括以下步驟首先，將待蒸鍍ITO(氧化銦錫薄膜)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)放置在承片盤上，抽真空至電子束蒸鍍機(jī)腔體真空度達(dá)5X IO-6Torr以上。在本實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)為用于制備 LED芯片的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其包括藍(lán)寶石襯底、GaN半導(dǎo)體層，其中，所述GaN半導(dǎo)體層包括 N-GaN層、量子阱及P-GaN層。接著，使所述承片盤開始轉(zhuǎn)動，并對其進(jìn)行加熱至240-350°C后穩(wěn)定10-30min。然后，開啟氧氣閥門，待氧流量穩(wěn)定在l-30sCCm時(shí)開始對所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)鍍，預(yù)鍍時(shí)間為l-5min。最后，開始蒸鍍ΙΤ0，蒸鍍速率為0.5 — lOA/sec，使所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上蒸鍍出的ITO 厚度至kX/4n，其中，k= 1，3，5…；λ為所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的波長；η為ITO的折射率。具體的，對于IOMaiiil LED芯片，電子束蒸鍍機(jī)腔體真空度達(dá)SXlO-e^Torr時(shí)腔體開始加熱，同時(shí)承片盤開始轉(zhuǎn)動、以利于受熱均勻。待蒸鍍溫度達(dá)到260°C并穩(wěn)定15min 后，氧氣閥門打開，待氧流量穩(wěn)定在4Sccm時(shí)開始進(jìn)行預(yù)鍍，預(yù)鍍的目的是去除ITO材料表面的雜質(zhì)和污染物，打出的雜質(zhì)被蒸鍍至ITO材料上面的擋板上、不會污染腔體和LED芯片。預(yù)鍍aiiin后擋板打開，開始進(jìn)行蒸鍍ΙΤ0，蒸鍍速率為lA/SeC，IT0厚度為3600 A。該蒸鍍方法蒸鍍的ITO透光率為99% (在460nm測試)，ITO阻值為48 Ω /cm2。采用本發(fā)明ITO蒸鍍技術(shù)與現(xiàn)有ITO蒸鍍技術(shù)所制備的LED芯片光電參數(shù)對比如下表所示，可看出，采用本發(fā)明ITO蒸鍍技術(shù)，LED芯片亮度(mW)提高7%，發(fā)光效率提高 1.79%, ESD、壽命測試亦有改善，這是因?yàn)镮TO優(yōu)化后電流擴(kuò)展明顯改善，從而ESD抗靜電
權(quán)利要求
1.一種蒸鍍ITO的方法，其特征在于包括步驟1)將待蒸鍍ITO的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)放置在承片盤上，抽真空至電子束蒸鍍機(jī)腔體真空度達(dá)5Χ10-6ΤΟΠ·以上，其中，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括外延生長形成的GaN層，所述GaN層包括 P-GaN 層和 N-GaN 層；2)使所述承片盤開始轉(zhuǎn)動，并對其進(jìn)行加熱且控制其加熱溫度至預(yù)設(shè)溫度后穩(wěn)定 10-30min ；3)加熱后再開啟氧氣閥門，且控制氧流量使氧流量穩(wěn)定在預(yù)設(shè)流量時(shí)開始對所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)鍍，預(yù)鍍時(shí)間為l-5min ；4)預(yù)鍍后再控制蒸鍍速率，以便以預(yù)設(shè)的蒸鍍速率開始蒸鍍ΙΤ0，使得所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上蒸鍍出預(yù)設(shè)厚度的ΙΤ0，所述預(yù)設(shè)厚度的ITO的阻值能與外延GaN層相匹配。
2.如權(quán)利要求1所述的蒸鍍ITO的方法，其特征在于所述ITO阻值與外延GaN層相匹配為 RITO+RP-eaN = RN-eaN，其中，RIT0> RP-GaN> RN-GaN 分別為 ITO 阻值、P-GaN 阻值、N-GaN 阻值。
3.如權(quán)利要求1所述的蒸鍍ITO的方法，其特征在于所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)為用于制備發(fā)光芯片的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的蒸鍍ITO的方法，其特征在于所述發(fā)光芯片為LED芯片。
5.如權(quán)利要求1所述的蒸鍍ITO的方法，其特征在于所述預(yù)設(shè)溫度在240-350°C內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的蒸鍍ITO的方法，其特征在于所述預(yù)設(shè)流量在l-30sCCm內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的蒸鍍ITO的方法，其特征在于所述預(yù)設(shè)的蒸鍍速率在0.5— 10 A/sec 內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的蒸鍍ITO的方法，其特征在于所述預(yù)設(shè)厚度為kλ /4η，其中， k= 1,3,5... ；λ為所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的波長；η為ITO的折射率。
全文摘要
本發(fā)明提供一種蒸鍍ITO的方法，其首先將待蒸鍍ITO的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)放置在承片盤上，抽真空至電子束蒸鍍機(jī)腔體真空度達(dá)5×10-6Torr以上后，再使所述承片盤開始轉(zhuǎn)動，并對其進(jìn)行加熱至預(yù)設(shè)溫度后穩(wěn)定10-30min，然后開啟氧氣閥門，待氧流量穩(wěn)定在預(yù)設(shè)流量時(shí)開始對所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)鍍，預(yù)鍍時(shí)間為1-5min，最后以預(yù)設(shè)的蒸鍍速率開始蒸鍍ITO，使所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上蒸鍍出預(yù)設(shè)厚度的ITO，可見，本發(fā)明蒸鍍ITO的方法是通過控制氧流量、蒸鍍溫度、ITO厚度、蒸鍍速率來控制ITO阻值，同時(shí)保持較高的透光率，使ITO阻值與外延GaN層相匹配，從而使電流擴(kuò)展更均勻，可有效提高芯片亮度。
文檔編號C23C14/30GK102194956SQ20101012059
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月9日
發(fā)明者李士濤, 袁根如, 郝茂盛, 陳誠 申請人:上海藍(lán)光科技有限公司