双层ITO膜的LED芯片结构及其制作方法与流程

本发明涉及半导体技术领域，尤其是一种双层ito膜的led芯片结构及其制作方法。

背景技术：

发光二极管（led）是一种将电能转化为光能的固体发光器件，其中gan基的led芯片得到了长足的发展和应用。led芯片的发光单元具有n-gan层、多量子阱层和p-gan层，通常会通过刻蚀工艺将n-gan层的一部分暴露于外部，在暴露于外部的p-gan层和n-gan层部分形成施加电流的电极结构。在p-gan层上部形成发光区域，通常使用具有隧道结构的ito（氧化铟锡）作为透明电极层形成欧姆接触。目前，现有技术中采用sputter溅射工艺制作的单一ito导电层存在阻抗高、欧姆接触性能差、光透过性有待提高等缺点。

技术实现要素：

本申请人针对上述现有技术中单一ito导电层存在阻抗高、欧姆接触性能差、光透过性有待提高等缺点，提供了一种结构合理的双层ito膜的led芯片结构及其制作方法，采用两种不同的工艺制成双层ito导电层结构，实现降低阻抗、欧姆接触佳等良好导电性以及高光透过性等效果。

本发明所采用的技术方案如下：

一种双层ito膜的led芯片结构，在芯片衬底上生长led芯片外延结构，通过icp刻蚀技术将暴漏区域的n-gan层刻蚀出来，形成n-gan台阶，在芯片结构上镀sio2电流扩散层，第一层ito膜包覆在sio2电流扩散层的整面上，在第一层ito膜表面上镀第二层ito膜，第二层ito膜是在高温快速退火同时通入氧气而形成。

作为上述技术方案的进一步改进：

利用sputter溅射技术在芯片结构表面上镀第一层ito膜。

利用sputter溅射技术在第一层ito膜表面上镀第二层ito膜。

在第二层ito膜和暴露的n-gan台阶部分分别制作n、p焊盘电极。

本发明还采用的技术方案如下：

一种双层ito膜的led芯片结构制作方法，包括以下步骤：

步骤s1，提供芯片衬底，在芯片衬底上生长led芯片外延结构；

步骤s2，通过icp刻蚀技术将暴漏区域的n-gan层刻蚀出来，形成n-gan台阶；

步骤s3，利用物理气相沉积和黄光蚀刻技术制作sio2电流扩散层；

步骤s4，在芯片结构表面上镀第一层ito膜，利用退火炉的高温快速退火，使ito膜和p-gan层形成良好的欧姆接触，第一层ito膜包覆在sio2电流扩散层的整面上；

步骤s5，在第一层ito膜表面上镀第二层ito膜，利用退火炉的高温快速退火同时通入氧气的工艺制成。

作为上述技术方案的进一步改进：

步骤s2进一步包括，利用正性光刻掩膜技术制作掩膜图形，通过icp刻蚀技术将暴漏区域的n-gan层刻蚀出来，形成n-gan台阶。

步骤s4进一步包括，利用sputter溅射技术在芯片结构表面上镀第一层ito膜。

步骤s5进一步包括，利用sputter溅射技术在第一层ito膜表面上镀第二层ito膜。

还包括步骤s6，在第二层ito膜和暴露的n-gan台阶部分分别制作n、p焊盘电极。

步骤s6进一步包括，利用负性光刻掩膜技术制作焊盘电极图形，并通过电子束蒸发技术在第二层ito膜和暴露的n-gan台阶部分分别制作n、p焊盘电极。

本发明的有益效果如下：

本发明在led芯片外延结构上用两次sputter溅射技术镀膜，经过两次高温退火，采用两种不同的工艺制成双层ito导电层结构，第一层ito膜实现降低阻抗、欧姆接触佳等良好导电性的效果，第二层ito膜在退火工艺中通入氧气实现高光透过性等效果。双层ito导电层结构兼顾良好的导电性和更优的亮度，具有优良的工艺效果，还具有简单易实现的优点。本发明利用物理气相沉积和黄光蚀刻技术制作sio2电流扩散层，第一层ito膜包覆在sio2电流扩散层的整面上，形成稳定可靠的结构，具有良好的光电性能。

附图说明

图1为本发明双层ito膜的led芯片结构的结构示意图。

图2为本发明双层ito膜的led芯片结构中双层ito导电层的示意图。

图中：1、芯片衬底；2、缓冲层；3、u-gan层；4、n-gan层；5、多量子阱层；6、p-gan层；7、sio2电流扩散层；8、第一层ito膜；9、第二层ito膜；10、焊盘电极。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明所述的双层ito膜的led芯片结构在芯片衬底1上生长led芯片外延结构，芯片衬底1包括但不限于蓝宝石、硅片、碳化硅片或金属。例如利用mocvd设备（mocvd，metal-organicchemicalvapordeposition，金属有机化合物化学气相沉淀）在芯片衬底1上生长led芯片外延结构，led芯片外延结构是多层结构，根据实际需要而定，例如可以是依次生长的缓冲层2、u-gan层3、n-gan层4、多量子阱层5和p-gan层6，也可以是依次生长的n-gan层4、多量子阱层5和p-gan层6，所述led芯片外延结构覆盖在芯片衬底1的整面。mocvd是在气相外延生长（vpe）的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术。

利用正性光刻掩膜技术制作掩膜图形，通过icp刻蚀技术（icp，inductivelycoupledplasma，感应耦合等离子体刻蚀）将暴漏区域的n-gan层4刻蚀出来，形成n-gan台阶。利用物理气相沉积(pvd，physicalvapourdeposition)和黄光蚀刻技术制作sio2电流扩散层7。利用sputter溅射技术在芯片结构表面上镀第一层ito膜8（ito，indiumtinoxide，氧化铟锡），利用退火炉的高温快速退火（rta，rapidthermalannealing），使ito膜和p-gan层6形成良好的欧姆接触。第一层ito膜8包覆在sio2电流扩散层7的整面上。然后利用sputter溅射技术在第一层ito膜8表面上镀第二层ito膜9，利用退火炉的高温快速退火同时通入o2的工艺技术，提高ito膜的高光透过性（见图2）。第一层ito膜8的阻抗低于第二层ito膜9。第二层ito膜9的光透过性高于第一层ito膜8。

利用负性光刻掩膜技术制作焊盘电极10图形，并通过电子束蒸发技术在第二层ito膜9和暴露的n-gan台阶部分分别制作n、p焊盘电极10。

参照图1和图2，本发明还提供了一种双层ito膜的led芯片结构制作方法，包括以下步骤：

步骤s1：提供芯片衬底1包括但不限于蓝宝石、硅片、碳化硅片或金属，利用mocvd设备在芯片衬底1上生长led芯片外延结构，led芯片外延结构是多层结构，根据实际需要而定，例如可以是依次生长n-gan层4、多量子阱层5和p-gan层6，也可以是依次生长的缓冲层2、u-gan层3、n-gan层4、多量子阱层5和p-gan层6，所述led芯片外延结构覆盖在芯片衬底1的整面。

步骤s2：将生长完成的led芯片结构清洗干净，利用正性光刻掩膜技术制作掩膜图形，通过icp刻蚀技术将暴漏区域的n-gan层4刻蚀出来，形成n-gan台阶。

步骤s3：利用物理气相沉积和黄光蚀刻技术制作sio2电流扩散层7。

步骤s4：利用sputter溅射技术在芯片结构表面上镀第一层ito膜8，利用退火炉的高温快速退火，使ito膜和p-gan层6形成良好的欧姆接触。第一层ito膜8包覆在sio2电流扩散层7的整面上。

步骤s5：利用sputter溅射技术在第一层ito膜8表面上镀第二层ito膜9，利用退火炉的高温快速退火同时通入o2的工艺技术，提高ito膜的高光透过性。

步骤s6：利用负性光刻掩膜技术制作焊盘电极图形，并通过电子束蒸发技术在第二层ito膜9和暴露的n-gan台阶部分分别制作n、p焊盘电极10。

步骤s7：利用砂轮将上述芯片结构进行减薄处理。

步骤s8：利用砂轮刀将芯片衬底1上的器件沿切割道进行切割，并利用裂片技术将芯片分离。通过探针台和分选机设备对切割后的芯片进行光电参数测试并分类，形成成品芯片。

在本发明中，正性光刻掩膜技术是利用正性光刻胶制成掩膜图形的技术，凡是在能量束（光束、电子束、离子束等）的照射下，以降解反应为主的光刻胶称为正性光刻胶，简称正胶。负性光刻掩膜技术是利用负性光刻胶制成掩膜图形的技术，凡是在能量束（光束、电子束、离子束等）的照射下，以交联反应为主的光刻胶称为负性光刻胶，简称负胶。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。