[發明專利]低損傷、高致密性膜的制備方法以及具有該膜的LED芯片

有效

• 申請號: 201310336854.2
• 申請日: 2013-08-05
• 公開（公告）號: CN103390703A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 魏天使;劉撰;陳立人;余長治;李忠武
• 申請（專利權）人: 聚燦光電科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/44;H01L33/58
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮

技術領域

本發明屬于LED芯片制造領域，具體涉及了一種低損傷、高致密性膜的制備方法以及具有該膜的LED芯片。?

背景技術

隨著氮化物（市場上一般為GaN）基第三代半導體材料的興起，藍色以及白色LED（Light?Emitting?Diode，發光二極管）的研制成功，發光強度發光效率的不斷提高，LED已經被公認為最有可能進入通用照明領域的新型固態冷光源，因而在近年來成為全球關注的焦點。?

LED的核心部件為LED芯片，將LED芯片進行封裝后即可得到LED。LED芯片的制作工藝主要為：采用在襯底上依次制作由N型導電層、發光層和P型導電層組成的外延層得到LED外延片，然后在LED外延片上制作透明導電層（TCL，Transparent?Contact?Layer）和由P型電極、N型電極組成的連接電極得到LED芯片，其中，N型電極與N型導電層相連通，P型電極與透明導電層相連通。?

在LED芯片的設計及制造中，由于傳統LED芯片結構的一部分電流會從P型電極直接流入位于其正下方的P型導電層和發光層，而位于P型電極正下方的發光層發出的光基本上會被P型電極擋住，基本屬于無效發光區，這部分光會被反射或者被吸收，而被反射的部分在LED芯片內部經過多次反射后也有相當大的一部分會被吸收，最終導致LED芯片的出光量大大降低。為了對上述問題進行改善，現有一般在P型電極正下方及其周圍處設置一層采用絕緣材料組成的電流阻擋層，其材料一般為Si化合物，主要為二氧化硅，電流阻擋層將原本從P型電極直接流入P型導電層和發光層的電流截斷，有?效確保P型電極的全部電流通過透明導電層再流入P型導電層和發光層的有效發光區，提高LED芯片有效發光區的電流密度，進而提高LED芯片電流的利用率，最終提高LED芯片的出光量。?

此外，為了確保LED芯片與外界隔絕，避免LED芯片的正向工作電壓受到影響以及漏電，通常在LED芯片的透明導電層以及N型導電層的表面生長沉積一層由絕緣介質組成的絕緣膜，絕緣膜的材料同樣一般為Si化合物，主要為二氧化硅，同時由于這些絕緣膜材料的折射率大于空氣，因而絕緣膜還能增加LED芯片的出光量，且不會影響其外觀和電學性能。?

然而如果選用的制備方法不理想，會導致制備得到的電流阻擋層和絕緣膜易損傷、致密性低，會嚴重影響電流阻擋層和絕緣膜以上所述的基本功能，進而導致LED芯片的出光量大大降低，同時易損傷、致密性低的絕緣膜會還導致LED芯片的正向工作電壓（也稱為開啟電壓）受到影響，即導致LED芯片發生漏電，影響LED器件的性能受損。而通過現有技術制備得到的電流阻擋層和絕緣膜，其抗損傷性以及致密性均是不夠理想的。?

正如公開號為CN102916093A的中國專利中的背景技術記載到：“通常采用PECVD（Plasma?Enhanced?Chemical?Vapor?Deposition，等離子體增強型化學氣相沉積法)沉積二氧化硅薄膜，一般為了增加二氧化硅薄膜的致密性和絕緣性，需要較大的射頻功率（大于80W）。但增大射頻功率會對GaN發光材料造成損傷，致使LED器件電壓升高、發光強度下降。但若采取降低PECVD射頻功率的方法制備二氧化硅薄膜，二氧化硅薄膜表面會存在大量未氧化游離Si離子，導致二氧化硅薄膜的致密性和絕緣性能下降。為此，公開號為CN102916093A的中國專利公開了一種二氧化硅薄膜，在沉積過程中多次引入氣體N₂O對二氧化硅薄膜進行氧化和純化處理，N₂O電離后產生的氧離子與二氧化硅膜層表面存在的游離Si離子發生氧化反應生成二氧化硅，與游離的H離子發生反應生成水，進而提高了二氧化硅薄膜的抗損傷性以及致密性。?然而由于該專利的N₂O氣體與硅烷氣體同時通入反應腔中，在LED基片上直接沉積二氧化硅膜，然而由于N₂O氣體電離形成負氧離子過程需要耗費一定的時間，若將反應氣體直接混合添加入反應腔，會直接影響初步沉積的二氧化硅膜在LED基片上的附著效果，易剝落，抗損傷性和致密性均較差；進一步地，該專利在后續多次引入N₂O氣體之前，均未進行抽真空處理，又會大大弱化N₂O對二氧化硅薄膜進行氧化和純化處理的效果以及后續沉積反應的效果，最終影響沉積得到二氧化硅膜的抗損傷性和致密性。?

同時通過上述方法制備得到的絕緣二氧化硅薄膜的抗損傷性和致密性仍然是較低的，更不適合作為具有更高抗損傷性和致密性要求的電流阻擋層，因此在上述現有技術基礎上，仍然有必要尋求一種低損傷、高致密性膜的制備方法來解決上述技術問題。?

發明內容