[發明專利]一種LED晶片表面ITO膜層粗化的制作工藝

有效

• 申請號: 201710989564.6
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN109698261B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 徐曉強;劉琦;閆寶華;湯福國;彭璐;肖成峰
• 申請（專利權）人: 山東浪潮華光光電子股份有限公司
• 主分類號: H01L33/22
• 分類號: H01L33/22;H01L33/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種LED晶片表面ITO膜層粗化的制作工藝，包括如下步驟：a)在LED芯片表面對ITO接觸層的ITO膜層蒸鍍；b)高溫退火；c)在蒸鍍后的ITO接觸層上蒸鍍ITO粗化層；d)對LED芯片的ITO粗化層進行粗化處理。通過進行兩次蒸鍍ITO，底層ITO膜層即ITO接觸層在低速率、無氧環境下沉積的膜層表面較為光滑，整體顆粒較小，與外延層表面之間能夠形成良好的接觸，頂層ITO膜層即ITO粗化層在高速率、有氧環境下進行蒸鍍，初步完成粗化過程，然后進行完全粗化形成ITO完全粗化層，實現了不同折射率ITO膜層的堆疊.這樣，外延層、ITO接觸層、ITO粗化層、空氣之間折射率逐漸變化，能夠更大幅度的增加整個LED管芯的出光效率，有益于整體亮度的提升。

技術領域

本發明涉及LED芯片制造領域，具體涉及一種LED晶片表面ITO膜層粗化的制作工藝。

背景技術

發光二極管（Light Emitting Diode，LED），是一種電致發光的半導體元件，是由P電極和N電極構成的PN節組成,一般由含鎵（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物制作而成。

發光二極管被稱為第四代照明光源，因為具有體積小、環保、壽命長、節能、穩定性高等諸多優點，被廣泛應用。目前，我國正在逐步成為全球LED產業基地，并且，海外新興市場正為國內LED企業帶來更大的機會，海外新興市場快速增長將會持續利好國內LED廠商。據《2015-2020年中國LED照明產業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告前瞻》的解析，LED照明市場一直是被認為是LED最重要、最具有發展前景的應用領域之一。那么，LED的發光亮度和其穩定性能就成為了整個LED制程中的重要指標和關鍵技術。

目前，提升LED的亮度主要通過，粗化晶片表面的外延層、粗化晶片表面的電流擴展層、進行制作反射電極、使用高溫腐蝕側壁工藝、制作金屬反射鏡、進行隱形切割等技術方案，而對晶片表面電流擴展層的粗化因為其對晶片表面無損傷、電流擴展層易于操作，設備成本低等優點而被廣泛使用。但在電流擴展層的實際粗化中，經常存在粗化不徹底、粗化程度過度、粗化過程額外增加制程、粗化不穩定等問題而達不到想要的亮度提升目的。

中國專利文獻CN106340574 A（申請號為201610949920.7）公開了一種具有粗化電流擴展層的GaAs基LED晶片及其制備方法。該方法首先在外延層上利用光刻膠制作出粗化圖形，然后在整個掩模圖形上生長ITO電流擴展層，利用負性光刻進行膠剝離得到具有粗化表面的ITO膜層，從而在P型區上制作出P電極，最后對GaAs襯底減薄而生長N型電極。該發明方法避免了現有技術中直接對GaAs外延層使用腐蝕液進行粗化的弊端，提高了晶片制作的穩定性，但是在ITO粗化時利用光刻膠進行制作，多了一步光刻膠制作過程，而且制作完成后的光刻膠在進行ITO蒸鍍時需要進行高溫，使用電子束蒸發臺制作ITO薄膜，要保證ITO的高透過率和較低的電阻，傳統方法一般需要250-400℃高溫，普通光刻膠很難在該高溫下保持不變形，而在低溫時制作出的ITO透過率較低且電阻較大，對管芯正向電壓有較大的增幅，管芯良率較低。

中國專利文獻CN103451605 A（申請號為201310414877.0）公開了一種ITO粗化的蒸鍍方法。該方法使用分步ITO蒸鍍代替傳統ITO蒸鍍的方法來得到粗化的ITO表面，但是該專利中提到的ITO厚度限制在900埃，最高速率使用3埃/秒，形成ITO薄膜的顆粒仍然較小，起到粗化效果的僅為最頂層的約300埃ITO薄膜的厚度，在使用電子束蒸發臺的實際制作過程中粗化效果不徹底對整個管芯亮度的提升及其有限。