一种提高led抗esd能力的ito薄膜的电子束蒸镀方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种ITO薄膜的电子束蒸镀方法，特别是一种提高LED抗ESD能力的 ITO薄膜的电子束蒸镀方法，属于光电技术领域。
【背景技术】
[0002] 在氮化镓上制备ITO薄膜采用的方法有电子束蒸镀、溅射、等离子体辅助电子束 蒸镀三类。其中，电子束蒸镀与溅射、等离子体辅助电子束蒸镀相比，其设备价格便宜、设备 维护简单，而且所制备的ITO薄膜产量高，成为LED产业内普遍采用的蒸镀方法。
[0003] 但是电子束蒸镀不及溅射、等离子体辅助电子束蒸镀所制备的ITO薄膜晶粒细、 致密，常会出现因 ITO和氮化镓接触不致密而造成局部欧姆接触不良，当遇到大于500伏 特的大电压冲击时，会因欧姆接触不良，而产生热效应，从而导致芯片的击穿，即芯片抗ESD 能力差。
[0004] 为了解决这个问题，已经有专利提到了电子束蒸镀ITO条件优化促进ITO结晶质 量的提高，如中国专利CN101645336A "氧化铟锡层的形成"，此专利详细地提出了促进ITO 由非晶到结晶的方法。其中提到的一种方法是让基片在其温度增加超过预定的阈值温度之 前快速通过高温ITO沉积室，以沉积一层较薄的结晶ΙΤ0。让基片多次通过沉积室，直至ITO 层达到期望厚度。在每次通过之间，让基片充分冷却以便在下一次通过的过程中保持基片 温度低于预定的阈值温度。此方法能提高ITO的结晶质量，从而提高ITO的致密度、抗ESD 能力；但是这种方法需要在电子束蒸发台之外添加其他昂贵设备，如高低温沉积室、冷却室 等，大大增加了生产成本，而且非蒸镀步骤增加，延长了整个ITO生产时间，降低了生产效 率。
[0005] 另外，中国专利CN103451605A"一种ITO粗化的蒸镀方法"，公开了一种用分步ITO 蒸镀代替传统ITO蒸镀进行ITO粗化的方法，采用ITO分步蒸镀的方式，改变每层ITO蒸镀 时的速率和氧流量，从而使外延片上层ITO达到粗化的效果，同时也能提高ITO薄膜的结晶 质量。但是本专利仅考虑了蒸镀时速率、氧流量，对其他蒸镀条件如真空度、通氧位置没有 进行优化，无法保证最底层ITO初始晶核的大小及分布情况。如果在蒸镀底层ITO时，真空 度低、通氧位置高，会造成晶核因原子入射到氮化镓表面速度低而造成结晶度差、晶核分布 零散等情况产生，这些均会使在此类晶核上生长的晶体出现松散，甚至出现空洞的情况，这 些松散、空洞地方欧姆接触差，在大电压、大电流冲击时，会出现电流在此处拥挤的现象，所 产生的热量足以击穿芯片，即抵抗ESD的能力差。
[0006] 中国专利CN102194956A "蒸镀ITO的方法"，提供一种蒸镀ITO的方法，其 首先将待蒸镀ITO的半导体结构放置在承片盘上，抽真空至电子束蒸镀机腔体真空度 达5X 10-6T〇rr以上后，再使所述承片盘开始转动，并对其进行加热至预设温度后稳定 10-30min，然后开启氧气阀门，待氧流量稳定在预设流量时开始对所述半导体结构进行预 镀，预镀时间为l_5min，最后以预设的蒸镀速率开始蒸镀ΙΤ0,使所述半导体结构上蒸镀出 预设厚度的ΙΤ0,可见，本发明蒸镀ITO的方法是通过控制氧流量、蒸镀温度、ITO厚度、蒸 镀速率来控制ITO阻值，同时保持较高的透光率，使ITO阻值与外延GaN层相匹配，从而使 电流扩展更均匀，可有效提高芯片亮度。但该专利是恒定蒸镀速率I A/s完成3600 A ITO蒸 镀。而本发明专利是分三段蒸镀速率（〇. 3- 0. 5A/s、〇. 5- 0. 7A/s、0. 7- lA/s )并采取不同 的真空度、通氧量、通氧位置完成ITO薄膜蒸镀，完成ITO薄膜蒸镀，采用14mil X 28mil人 体模式下测试ESD良率在95%以上，薄膜结构致密，抗ESD能力相对更强。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术的不足，本发明提供一种提高LED抗ESD能力的ITO薄膜的电子束 蒸镀方法，在提高LED抗ESD能力的同时，还保证了 ITO的高透过率。
[0008] 术语解释：
[0009] LED :Light Emitting Diode，发光二极管；
[0010] ESD :Electro_Static discharge，静电释放。
[0011] ITO :Indium Tin Oxide，氧化铟锡，是一种透明导电薄膜。
[0012] 发明概述：
[0013] 本发明从四个方面对蒸镀条件进行优化：ΙΤ0蒸镀速率，真空度，通氧量，通氧位 置。最底层ITO蒸镀采用较低速率、高真空、低通氧量、近源通氧位置，保证最底层ITO初始 晶核细密，在晶核上生长ITO晶粒尺寸小，晶粒间无空隙，从而使晶体更加致密；中间层ITO 采用较高蒸镀速率、低真空、较高通氧量、近源通氧位置，保证最底层ΙΤ0、中间层ITO及上 层ITO的折射率有过渡；上层ITO蒸镀采用高速率、低真空、高通氧量、远源通氧位置，保证 ITO薄膜的高透过率和高蒸镀效率、抗ESD能力相对更强。
[0014] 发明详述：
[0015] 一种提高LED抗ESD能力的ITO薄膜的电子束蒸镀方法，包括如下步骤：
[0016] (1)在LED外延片表面先蒸镀最底层ΙΤ0,其蒸镀速率0.3-0. 5A/s，厚度为 150-300A,蒸镀腔体内真空度5xl(T5-7xl(r5Torr，通氧量5-10sccm，通氧位置为近源位置， 即氧气入口距离蒸发源5-lOcm ;
[0017] (2)在步骤（1)所述最底层ITO表面蒸镀中间层ΙΤ0,蒸镀速率0· 5-0. 7A/s，厚度 为300- 700A,真空度7xKT5-8xl(T5Torr，通氧量8-15sccm，通氧位置为近源位置，即氧气入 口距离蒸发源5-lOcm;
[0018] (3)在步骤⑵所述中间层ITO表面蒸镀上层ΙΤ0,蒸镀速率0.7-lA/s，厚度为 500- 700A，真空度SxKT5-!. 0xl0-4Torr，通氧量10-2〇 sccm，高通氧量位置，即氧气入口在蒸 镀腔体的最顶端。
[0019] 优选的，所述步骤（1)外延片包括氮化镓基蓝光LED外延片、铝镓铟磷四元红光 LED外延片；外延片的结构自下而上依次为衬底、缓冲层、N型层、多量子阱、P型层；
[0020] 优选的，所述步骤（1)中近源通氧位置可以将氧气入口对准蒸发源，使得蒸镀时 铟、锡原子能和氧原子充分接触氧化，在高真空情况下，铟、锡的氧化物和其他空气分子的 碰撞几率减少，保证ITO初始晶核细密，晶核上生长ITO晶粒尺寸小，晶粒间无空隙，从而晶 体更加致密；
[0021] 优选的，所述步骤（1)中得到的ITO晶粒直径可以达到10-20nm ;
[0022] 优选的，所述步骤（2)的蒸镀条件可以保证最底层ΙΤ0、中间层ITO及上层ITO的 折射率形成过渡；
[0023] 优选的，所述步骤（3)的高通氧量能保证ITO薄膜的高透过率，其退火后波长在 455nm透过率达到90%以上。
[0024] 本发明上述技术方案中未做详细说明和限定的，均参照LED制作的现有技术。
[0025] 本发明的有益效果：
[0026] 1、本发明除电子束蒸发台之外无需再添加等离子体装置、高