Ito薄膜的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体领域，特别是涉及一种IT0薄膜的制备方法。
【背景技术】
[0002] ITO(indiumtinoxide，氧化铟锡）是一种半导体技术行业中重要的透明导电氧 化物，在可见光范围的透过率高达90%以上，能大大提高半导体器件的光电性能。目前，IT0 已经被应用于一种可以替代传统的白炽灯和突光灯的节能器件，即LED(lightemitting diode,发光二极管）器件。LED器件的结构主要包括n-GaN层、MQW(multiplequantum well，量子阱）层、p-GaN层、IT0薄膜层以及合金电极层等。这些薄膜层中，IT0薄膜层对 LED器件的发光性能十分重要。IT0薄膜在可见光范围内的透过率，远高于合金电极的透过 率；与此同时，IT0薄膜导电性能良好，起到扩展p-GaN层的表面电流的作用。因此，IT0薄 膜是提高LED器件发光效率的重要结构部分。
[0003] 图1为常用的磁控溅射的工艺腔室基本结构示意图。IT0薄膜磁控溅射沉积IT0 薄膜的主要过程：在高真空度的情况下，将基片3放置在基座4的正上方，通入一定流量的 气体（Ar，02)，其中，流量计6为Ar气流量计，流量计7为02气流量计，通过旋转磁控管1和 施加一定功率的RF-Dc电源5来消耗IT0靶材2,最后将IT0薄膜沉积在基片3上。
[0004] IT0薄膜的沉积通常采用单步法和两步法，通过改变RF(radiofrequency,射频） 功率、Dc(directcurrent，直流）功率、Ar和02气体流量等参数进行调节，每一步的Ar和 〇2气体流量是固定的。通常来讲，Ar和02气体流量是影响IT0薄膜折射率的最敏感的因 素，目前的单步法和两步法磁控溅射工艺制备的IT0薄膜折射率范围较窄，在1. 9到2. 1之 间。
[0005] 在LED器件中，IT0位于GaN和封装材料之间，GaN折射率通常在2. 5以上，封装材 料通常在1.0以上。由于材料间的折射率不匹配，导致出光效率难以进一步提升。如果IT0 薄膜的折射率调整到适当的范围，就可以有效地降低全反射造成的出光损耗，从而提高LED 器件的出光效率。但目前的IT0薄膜的折射率范围较窄，往往不能满足提高出光效率的需 要。
【发明内容】
[0006] 基于上述问题，本发明提供了一种IT0薄膜的制备方法，利用该方法可使IT0薄膜 的折射率调整到较宽的范围。
[0007] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0008] -种IT0薄膜的制备方法，所述制备方法采用磁控溅射制备工艺，工艺过程中通 入的〇2流量随时间变化，其变化过程为：
[0009] IT0薄膜沉积步骤之前，只通Ar气，02流量为0 ;
[0010]IT0薄膜沉积的第一阶段，02流量分步增加，从0 -直增加到最大值。
[0011] 在其中一个实施例中，所述IT0薄膜的制备方法还包括如下步骤：
[0012]IT0薄膜沉积的第二阶段，02流量分步减小，由最大值逐步减小到0。
[0013] 在其中一个实施例中，所述第一阶段为RF和DC共同溅射；所述第二阶段为DC溅 射。
[0014] 在其中一个实施例中，在〇2流量分步增加或分步减小的过程中，分步时间为2s~ 10s;分步02流量为0. 02~0.lsccm。
[0015] 在其中一个实施例中，〇2流量呈等差数列分步增加或分步减小。
[0016] 在其中一个实施例中，02流量的变化率为0. 01~0. 05SCCm/S ;02流量的变化次数 为40~200。
[0017] 在其中一个实施例中，所述IT0薄膜沉积的第二阶段，在02流量分步减小之前，还 包括过渡步骤，所述过渡步骤中〇2流量保持最大值不变。
[0018] 在其中一个实施例中，所述分步时间为5s，分步02流量为0. 05SCCm;
[0019]IT0薄膜沉积步骤之前，第1-3步，只通Ar气，02流量为0 ;
[0020] IT0薄膜沉积的第一阶段，第4-24步，每一步增加0. 05sccm，从0增加到最大值 lsccm；
[0021] 第25步为过渡步骤，02流量保持最大值lsccm不变；
[0022] 第26步-第46步为IT0薄膜沉积的第二阶段，第26步02流量最大值lsccm，每 一步减小0. 05sccm，从最大值减小到0。
[0023] 在其中一个实施例中，所述IT0薄膜的折射率为1. 8~2. 8。
[0024] 本发明提供的IT0薄膜的制备方法，镀膜过程中02流量会发生变化，02流量会影 响IT0薄膜中氧空位的浓度，从而影响IT0薄膜的折射率。利用该方法，可制得折射率范围 较宽的IT0薄膜，使之与GaN和封装材料的折射率相匹配，可以有效地降低全反射造成的出 光损耗，从而提高LED器件的出光效率。
【附图说明】
[0025] 图1为常用的磁控溅射的工艺腔室基本结构示意图；
[0026] 图2为本发明一实施例中02流量变化的流程图。
【具体实施方式】
[0027] 下面将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明 中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0028] 参见图2,本发明提供了一种IT0薄膜的制备方法，该制备方法采用磁控溅射制备 工艺，工艺过程中通入的〇2流量随时间变化，该变化过程为：在IT0薄膜沉积步骤之前，只 通Ar气，02流量为0 ;在IT0薄膜沉积的第一阶段，02流量分步增加，从0 -直增加到最大 值。
[0029]IT0薄膜的主要成分为ln203,Sn掺入后，代替ln203晶格中的In元素，以SnO和 Sn02的形式存在，同时对应一定浓度的氧空位。在工艺过程中，02流量变化后，形成的SnO和 Sn02的浓度随之改变，薄膜中氧空位的浓度也会发生变化，从而引起IT0薄膜的折射率发生 变化。在IT0薄膜沉积步骤开始后，由于每一步具有一定的02流量，这相当于把IT0薄膜 分成几十层小层薄膜，每一小层薄膜对于最后的IT0薄膜具有一定的折射率贡献（02流量 越大，ITO薄膜的折射率越大)，通过几十层薄膜折射率的综合效应，