CN108198925A - 采用氧化铟锡作为插入层的反射镜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种采用氧化铟锡作为插入层后蒸镀金属的反射镜的制备方法，其包括以下步骤：步骤1、在外延片上蒸镀一层氧化铟锡ITO，并对蒸镀上氧化铟锡的外延片进行退火处理；步骤2、将退火后附有氧化铟锡的外延片进行化学腐蚀的处理；步骤3、化学腐蚀之后，对外延片的表面进行等离子体轰击处理；步骤4、经过表面处理之后进行金属蒸镀形成反射镜。根据本发明的制备方法制备的反射镜的结构自下而上包括：外延片，ITO层，金属层。本发明可以获得低阻抗、高热稳定性、高反射率的欧姆接触，达到提高芯片出光效率的效果。本发明具有制备工艺条件易控制，步骤操作简单，成本低、易于大规模生产等优点。
Description
技术领域
本发明属于半导体技术领域，特别是指一种采用氧化铟锡(ITO)作为插入层后蒸镀金属的反射镜及其制备方法。
背景技术
发光二极管(LED)p-GaN的掺杂浓度较低，功函数会非常的高，导致很难有合适的金属跟它的功函数相匹配，因此很难形成很好的欧姆接触。为了解决这一问题，一方面，我们可以选择功函数更好的金属，减小金属与p-GaN的功函数差，从而获得相对更好的欧姆接触；另一方面，我们也在探索新的接触材料，研究新的表面处理的工艺，以期望获得低阻抗、高热稳定性、高反射率的p型欧姆接触。常用的反射镜金属体系有Ag、Al、Au等金属，而在这三种金属之中，金属Ag作为反射镜在440nm至500nm的波段有更高的反射率，而且Ag基反射镜与湿法腐蚀的工艺相兼容，因此常常被用来做p-GaN的接触金属。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于上述技术问题，本发明提供了一种采用氧化铟锡(ITO)作为插入层后蒸镀金属的反射镜及其制备方法。ITO插入层的存在能够很大程度上提高金属与外延片的欧姆接触特性，并且提高反射率。
(二)技术方案
根据本发明的一个方面，提供了一种采用氧化铟锡作为插入层后蒸镀金属的反射镜的制备方法，其包括以下步骤：
步骤1、在外延片上蒸镀一层氧化铟锡ITO，并对蒸镀上氧化铟锡的外延片进行退火处理；
步骤2、将退火后附有氧化铟锡的外延片进行化学腐蚀的处理；
步骤3、化学腐蚀之后，对外延片的表面进行等离子体轰击处理；
步骤4、经过表面处理之后进行金属蒸镀形成反射镜。
根据本发明的另一个方面，提供了一种反射镜，其结构自下而上包括：外延片，ITO层，金属层。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本发明采用氧化铟锡(ITO)作为插入层后蒸镀金属的反射镜及其制备方法至少具有以下有益效果其中之一：
(1)本发明可以获得低阻抗、高热稳定性、高反射率的欧姆接触，达到提高芯片出光效率的效果；
(2)本发明制备的工艺条件易控制，步骤操作简单，成本低。
附图说明
图1为本发明实施例反射镜制备方法的流程图。
图2为本发明实施例经过BOE腐蚀后的氧化铟锡的表面形貌。
图3为本发明实施例蓝宝石衬底上生长外延层蒸镀Ag反射镜的结构剖面图。
图4为采用了ITO插入层(a)和不含ITO插入层(b)的样品表面圆环测试曲线。
图5为本发明实施例反射镜的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
在本发明的示例性实施例中，提供了一种采用氧化铟锡(ITO)作为插入层后蒸镀金属的反射镜的制备方法。图1为本发明实施例反射镜制备方法的流程图。如图1所示，本发明采用氧化铟锡(ITO)作为插入层后蒸镀金属的反射镜的制备方法包括以下步骤：步骤1、在外延片上蒸镀一层氧化铟锡ITO，并对蒸镀上氧化铟锡的外延片进行退火处理；步骤2、将退火后附有氧化铟锡的外延片进行化学腐蚀的处理；步骤3、化学腐蚀之后，对外延片的表面进行等离子体轰击处理；步骤4、经过表面处理之后进行金属蒸镀形成反射镜。
在本实施例中，外延片的结构包括：n型氮化物、多层氮化物量子阱、p型氮化物，并且以蓝宝石为衬底。具体地，采用c面蓝宝石衬底上生长GaN作为外延片样品，外延层采用了金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)制备而成。外延层的结构自下而上包括：2000nm厚的n型GaN、100nm厚的多层AlGaN/GaN量子阱、100nm厚的p型GaN。
在步骤1中，蒸镀氧化铟锡时采用电子束蒸发的方法，反应条件包括：温度为150℃至300℃，压强为1*10-5Torr至1*10-8Torr，生成氧化铟锡的厚度为500A至2000A之间。进行退火时的退火条件为：在流动氮气的情况下，温度300℃至800℃，时间20min至40min。优选地，蒸镀ITO后的外延片在555℃的温度下，N2氛围退火30分钟。
在步骤2中，进行化学腐蚀的具体过程为：将外延片放置在BOE溶液(NH4F:HF＝6:1)中浸泡30s至90s后快速取出，用去离子水冲洗干净。通过BOE腐蚀外延片表面的ITO层，部分去除ITO，在外延片表面形成了岛状的ITO残余。经过BOE腐蚀后的氧化铟锡表面的起伏在10nm至40nm之间。如图2所示，为样品经过BOE腐蚀后的氧化铟锡的表面形貌。优选地，将外延片放置在BOE溶液(NH4F:HF＝6:1)中浸泡60s，然后快速取出，用去离子水冲洗干净。
在步骤3中，对外延片的表面进行等离子体轰击处理的条件包括：能量为200W至400W，时间为2min至4min。优选地，对外延片的表面进行等离子体轰击处理，采用300W的能量轰击表面3分钟。
在步骤4中，蒸镀的金属包括：银Ag、铝Al、金Au，蒸镀金属时采用电子束蒸镀的方法，反应条件包括：压强为1*10-5Torr至1*10-8Torr，温度为100℃至400℃。优选地，蒸镀的金属为Ag，采用电子束蒸镀(EB)的方法蒸镀Ag反射镜，反应压强为1*10-6Torr，反应温度为150℃，结构剖面如图3所示，图中1为蓝宝石衬底，2为氮化物外延层，3为反射镜插入层氧化铟锡，4为金属层银。
在本实施例中，采用环形传输线模型测试(CTLM)的方法，表征Ag与p-GaN之间的欧姆接触特性。在蒸镀Ag反射镜后的外延片的表面制作了环形传输线的图形，图形区域的尺寸为1000um×1000um，圆环间距分别为：20，40，60，80，100，120，130，140和150um。圆环测试结果如图4所示，(a)为采用了氧化铟锡插入层的Ag反射镜的测试结果，(b)为不含氧化铟锡插入层的Ag反射镜的测试结果，(a)中形成的接触特性为欧姆接触，而(b)中有很高的接触电阻，不能形成欧姆接触。
在本实施例中，采用上述制备方法得到的反射镜，其结构自下而上包括：外延片，ITO层，金属层，如图5所示。
至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明采用氧化铟锡(ITO)作为插入层后蒸镀金属的反射镜及其制备方法有了清楚的认识。本发明可以获得低阻抗、高热稳定性、高反射率的欧姆接触，达到提高芯片出光效率的效果。同时，本发明具有制备工艺条件易控制，步骤操作简单，成本低、易于大规模生产等优点。
需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。
还需要说明的是，本文可提供包含特定值的参数的示范，但这些参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种采用氧化铟锡作为插入层后蒸镀金属的反射镜的制备方法，其包括以下步骤：
步骤1、在外延片上蒸镀一层氧化铟锡ITO，并对蒸镀上氧化铟锡的外延片进行退火处理；
步骤2、将退火后附有氧化铟锡的外延片进行化学腐蚀的处理；
步骤3、化学腐蚀之后，对外延片的表面进行等离子体轰击处理；
步骤4、经过表面处理之后进行金属蒸镀形成反射镜。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤1中，蒸镀氧化铟锡时采用电子束蒸发的方法，反应条件包括：温度为150℃至300℃，压强为1*10-5Torr至1*10-8Torr。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，生成氧化铟锡的厚度为500A至2000A之间。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤1中，进行退火时的退火条件为：在流动氮气的情况下，温度300℃至800℃，时间20min至40min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤2中，进行化学腐蚀的具体步骤为：将外延片放置在BOE溶液中浸泡30s至90s后快速取出，用去离子水冲洗干净。
6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其中，通过BOE溶液腐蚀外延片表面的ITO层，部分去除ITO，在外延片表面形成了岛状的ITO残余，经过BOE溶液腐蚀后的氧化铟锡表面的起伏在10nm至40nm之间。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤3中，对外延片的表面进行等离子体轰击处理的条件包括：能量为200W至400W，时间为2min至4min。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤4中，蒸镀的金属包括：银Ag、铝Al、或金Au，蒸镀金属时采用电子束蒸镀的方法，反应条件包括：压强为1*10-5Torr至1*10-8Torr，温度为100℃至400℃。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述外延片的结构包括：衬底、n型氮化物、多层氮化物量子阱、p型氮化物。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的制备方法制备的反射镜，其结构自下而上包括：外延片，ITO层，金属层。
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