[發(fā)明專利]一種LED芯片的Al2O3/SiON鈍化層結(jié)構(gòu)及其生長(zhǎng)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410596788.7
• 申請(qǐng)日: 2014-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN104362240B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王波;郝銳;葉國光;易翰翔;李方芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東德力光電有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/44
• 分類號(hào): H01L33/44;H01L33/00;H01L21/205
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及LED芯片的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種LED芯片的Al₂O₃/SiON鈍化層結(jié)構(gòu)及其生長(zhǎng)方法。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管（LED）在政府的大力支持下儼然成為了高新能源開發(fā)領(lǐng)域的主流產(chǎn)品，其具有體積小、壽命長(zhǎng)（5萬個(gè)小時(shí)）、光效高、節(jié)能的諸多優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用到日常生活中。LED芯片表面對(duì)外界環(huán)境非常敏感，會(huì)吸附其他雜質(zhì)從而降低器件性能，因此往往需要在晶片表面沉積一層絕緣材料來隔絕外界環(huán)境與晶片表面的接觸，起到鈍化作用。除此之外該鈍化層還需起到增透膜的作用，提高芯片出光效率，增加芯片亮度。

目前市場(chǎng)上主流LED芯片都采用的是二氧化硅薄膜（SiO2）作為晶片的鈍化層，而且都是采用PECVD法來生長(zhǎng)SiO2薄膜。眾所周知，SiO2作為鈍化層并不能很好的起到鈍化作用，這是因?yàn)殁g化層是在電極制備后沉積的，因此生長(zhǎng)溫度不能過高，否則會(huì)影響電極性能；生長(zhǎng)溫度較低的話，沉積的SiO2薄膜粘附性較差，很容易脫離芯片表面，同時(shí)材質(zhì)致密性也會(huì)降低，針孔密度大，對(duì)芯片性能有很大影響。綜上所述，SiO2鈍化膜并不能很好的改善LED芯片的光電特性。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種新型的Al₂O₃/SiON疊層結(jié)構(gòu)鈍化膜以及其生長(zhǎng)方法來解決現(xiàn)有芯片制程中鈍化層材料致密性低的問題，本發(fā)明所提供的Al₂O₃/SiON鈍化層是一種疊層結(jié)構(gòu)，生長(zhǎng)順序?yàn)橄壬L(zhǎng)Al₂O₃薄膜，然后生長(zhǎng)SiON膜層，共同充當(dāng)芯片的鈍化層結(jié)構(gòu)，同時(shí)新型結(jié)構(gòu)中SiON材料不僅黏性好，致密性好、針孔密度小，并且可以有效的提升LED芯片的出光效率。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種LED芯片的Al₂O₃/SiON鈍化層結(jié)構(gòu)，包括依次生長(zhǎng)在襯底上的n型半導(dǎo)體層、發(fā)光層、p型半導(dǎo)體層和氧化銦錫（ITO）透明導(dǎo)電層，n型半導(dǎo)體層制作有n型電極，ITO導(dǎo)電層上制作p型電極，其特征在于：所述n型電極、p型電極外側(cè)的芯片上表面依次沉積有Al₂O₃層和SiON層。

所述的SiON層的光學(xué)厚度為L(zhǎng)ED發(fā)光波長(zhǎng)四分之一的奇數(shù)倍，且SiON層的折射率為n=（n_空氣×n_P-GaN）^1/2。

所述的Al₂O₃層和SiON層構(gòu)成了新型的鈍化層，該鈍化層采用兩步法生長(zhǎng)，第一步先使用自制的專用于生長(zhǎng)氧化物材料的LP-MOCVD設(shè)備生長(zhǎng)Al₂O₃薄膜，第二步使用PECVD設(shè)備生長(zhǎng)SiON薄膜材料，兩層結(jié)構(gòu)分別起電極鈍化和增透膜提高出光效率的作用。

一種LED芯片的Al₂O₃/SiON鈍化層結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)方法，包括如下步驟：

A、 將完成ITO蝕刻后的LED芯片使用丙酮（ACE）、異丙醇（IPA）、去離子水進(jìn)行清洗、甩干；

B、將甩干后的LED產(chǎn)品放入到生長(zhǎng)Al₂O₃薄膜的MOCVD腔體中，再將MOCVD腔體升溫到400-680℃，通入腔體Al源與O源，生長(zhǎng)Al2O3薄膜充當(dāng)電極鈍化層；

C、 使用負(fù)性光刻膠對(duì)Al₂O₃薄膜進(jìn)行PAD光刻，在光刻膠上形成PAD圖形；

D、 使用ICP設(shè)備對(duì)Al₂O₃薄膜進(jìn)行干法刻蝕，去除PAD圖形區(qū)域里的Al₂O₃薄膜；

E、 在刻蝕掉的鈍化層上蒸鍍金屬電極，形成P、N電極結(jié)構(gòu)，然后去除光刻膠，并將去膠后的芯片放入管式爐中退火處理；

F、 將制備好電極的LED芯片放入等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積PECVD設(shè)備腔體中，通入N2預(yù)熱，然后通入稀釋濃度為2-3%的硅烷、一氧化二氮（笑氣）和氨氣的混合氣體，生長(zhǎng)SiON增透膜；

G、使用濕法刻蝕工藝刻蝕掉P、N電極表面上的SiON，至此鈍化層生長(zhǎng)完畢。

所述的步驟B中，Al₂O₃薄膜采用MOCVD方法生長(zhǎng)，包括以下具體步驟：