[發明專利]ITO薄膜的沉積方法及GaN基LED芯片

在審

• 申請號: 201410272974.5
• 申請日: 2014-06-18
• 公開（公告）號: CN105331936A
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發明（設計）人: 耿波;王厚工;趙夢欣;文莉輝;夏威;陳鵬;劉建生;丁培軍
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C14/08
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 李芙蓉

本發明公開了一種ITO薄膜的沉積方法，采用磁控濺射工藝進行ITO薄膜的沉積，包括以下步驟：利用射頻和直流共濺射在基片表面沉積ITO緩沖層；利用DC濺射在所述ITO緩沖層表面沉積ITO薄膜層。其通過射頻和直流共濺射，有效降低了濺射粒子對基片表面轟擊造成的損傷。此外，本發明還提供了一種GaN基LED芯片，該芯片的ITO透明電極采用本發明的ITO薄膜的沉積方法制備而成。在進行ITO透明電極的沉積時，由于采用本發明的ITO薄膜的沉積方法，有效降低了濺射粒子對GaN基片表面轟擊造成的損傷，從而降低了ITO透明電極與GaN基片之間的接觸電阻，進而降低了LED芯片的能耗，增加了LED芯片的光電轉化效率，提高了LED芯片的壽命。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，特別是涉及一種ITO(indium tin oxide，氧化銦錫)薄膜的沉積方法及GaN基LED芯片。

背景技術

近年來，隨著發光二極管(light emitting diode，LED)技術的不斷成熟，GaN基LED芯片被廣泛應用于大功率照明、汽車儀表顯示、大面積的戶外顯示屏、信號燈以及普通照明等不同領域。在LED芯片的制造過程中，ITO薄膜由于具有可見光透過率高、導電性好、抗磨損及耐腐蝕等優點被廣泛應用于GaN基LED芯片的透明導電層。

在ITO薄膜的制備方面，與傳統的蒸鍍工藝相比，磁控濺射技術制備的ITO薄膜不僅能夠提升LED芯片的出光效率，而且能夠降低生產消耗。此外，磁控濺射制備的ITO薄膜還具有更低的電阻率、更高的透過率、更高的折射率及更致密等優點。因此，一般用磁控濺射技術在外延層P-GaN表面沉積ITO透明導電層來制備LED。

在傳統的磁控濺射ITO薄膜沉積中，一般采取直流(Direct Current，DC)濺射方式。基片(如P-GaN基片)傳輸至磁控濺射儀的腔室后，抽真空，然后通入工藝氣體，在靶材上施加DC功率啟輝濺射，直接沉積ITO薄膜至所需厚度。在此過程中，啟輝瞬間靶材的負偏壓過高(約為-1000V)，維持濺射時靶材的偏壓依然很高(約-260V)。

由于磁控濺射主要是依靠濺射粒子沉積成膜，較高的瞬時電壓和維持電壓會使啟輝瞬間和濺射過程中濺射粒子能量過高，對P-GaN基片的轟擊較大，在ITO薄膜沉積過程中會造成P-GaN基片表面損傷，導致ITO薄膜與P-GaN的歐姆接觸電阻升高，最終造成LED芯片能耗過高、電光轉換效率降低甚至造成LED芯片的報廢。

發明內容

基于上述問題，本發明提供了一種ITO薄膜的沉積方法，有效減小了ITO薄膜沉積過程中對基片表面造成的損傷。同時，本發明還提供了一種GaN基LED芯片。

為達到上述技術效果，本發明提供了：

一種ITO薄膜的沉積方法，包括以下步驟：

S100，利用射頻和直流共濺射在基片表面沉積ITO緩沖層；

S200，利用直流濺射在所述ITO緩沖層表面沉積ITO薄膜層。

作為一種可實施方式，所述步驟S100中，靶材的偏壓為-5V～-150V。

作為一種可實施方式，所述步驟S100中，射頻功率為100W～600W，直流功率為5W～50W；

所述步驟S200中，直流功率為300～800W。

作為一種可實施方式，所述ITO緩沖層與所述ITO薄膜層的沉積厚度之比為1:1.6～20。

作為一種可實施方式，所述ITO緩沖層的沉積厚度為10nm～50nm，所述ITO薄膜層的沉積厚度為80nm～200nm。

作為一種可實施方式，在所述步驟S100和S200中，還包括以下步驟：