CN118007075A - 一种提高led芯片亮度的ito溅射工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高LED芯片亮度的ITO溅射工艺，涉及芯片制备技术领域，包括：在图形化衬底上依次沉积N型GaN层、发光层MQW和P‑GaN层，以得到具有芯片外延的晶圆；在得到的晶圆上进行N电极平台工艺；在完成N电极平台工艺的晶圆上进行电流阻挡层工艺；在完成电流阻挡层工艺的晶圆上进行电流扩展层ITO镀膜工艺；在完成ITO镀膜工艺的晶圆上进行快速热退火工艺；在完成快速热退火工艺的晶圆上进行ITO光刻及蚀刻去胶工艺；在完成ITO光刻及蚀刻去胶工艺后的晶圆上进行金属电极层工艺；在完成金属电极层工艺的晶圆上进行保护钝化层工艺从而获得LED芯片。采用本发明的方法获得的LED芯片在能够维持芯片电压的情况下，实现芯片亮度的提升。
Description
技术领域
本发明涉及芯片制备技术领域，具体是一种提高LED芯片亮度的ITO(Indium TinOxide，氧化铟锡)溅射工艺。
背景技术
目前LED芯片结构中主要包括电流阻挡层、电流扩展层、反射层、金属层和钝化保护层。其中电流扩展层一般采用铟锡氧化物ITO靶材，成分比例In2O3：SnO2＝90:10，使用磁控溅射技术进行ITO镀膜(利用磁控溅射技术在透明有机薄膜材料上溅射透明氧化铟锡(ITO)导电薄膜镀层并经高温退火处理得到高技术产品)，ITO镀膜包括cnt层与blk层，cnt层主要指用于数据通信的控制器(Cnt)层，它通常包含传输协议控制和网络驱动程序控制两部分。在该层中，数据被封装成帧，通过设备驱动程序与传输协议进行交互，最终到达目的地。该层的设计有助于数据在复杂的网络环境中更加高效和可靠地传输。而blk层指的是块层(Block Layer)，块层在计算机I/O体系结构中起着重要的作用，主要负责数据的传输和管理，如硬盘驱动器和USB设备的I/O操作。该层涉及的任务包括对磁盘块的管理、分配、寻址以及提供访问接口等。
在进行ITO溅射处理时，ITO膜质的透过率与接触电阻与面阻好坏直接影响着芯片的亮度与电压。而现有技术的制备的芯片存在亮度低的问题，二亮度低直接影响ITO膜质好坏，为了解决该技术问题现提出一种提高LED芯片亮度的ITO溅射工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高LED芯片亮度的ITO溅射工艺，以解决现有技术的制备的芯片存在亮度低的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种提高LED芯片亮度的ITO溅射工艺，包括：
在图形化衬底上依次沉积N型GaN层、发光层MQW和P-GaN层，以得到具有芯片外延的晶圆；
在得到晶圆上进行N电极平台工艺；
在完成N电极平台工艺的晶圆上进行电流阻挡层工艺；
在完成电流阻挡层工艺的晶圆上进行电流扩展层ITO镀膜工艺；
在完成ITO镀膜工艺的晶圆上进行快速热退火工艺；
在完成快速热退火工艺的晶圆上进行ITO光刻及蚀刻去胶工艺；
在完成ITO光刻及蚀刻去胶工艺后的晶圆上进行金属电极层工艺；
在完成金属电极层工艺的晶圆上进行保护钝化层工艺。
本发明在完成电流阻挡层(CBL)工艺的晶圆上进行电流扩展层ITO镀膜工艺，如此在ITO溅射过程中通氧可以把铟In和锡Sn原子充分氧化成高价离子，薄膜中低价氧化物减少，晶化性提高，从而使透过率增大，进而在维持芯片电压的情况下，实现芯片亮度的提升。
在一些实施例中：在得到晶圆的图形化衬底进行N电极平台工艺(N电极平台是一种特殊的设计，它通过在半导体材料上形成多个小的金属电极，每个电极都与半导体材料接触，但彼此之间不接触。这种设计可以增加光电器件的光吸收效率和响应速度，同时也可以提高器件的稳定性)，包括：
在晶圆上涂布正性光刻胶，然后进行曝光和显影；其中，晶圆部分有光刻胶保护，部分无光刻胶保护；
对晶圆进行刻蚀与去胶。
在一些实施例中：对晶圆进行刻蚀与去胶，包括：
采用ICP干法蚀刻工艺，刻蚀深度约-1.2um，刻蚀到N型氮化镓；
对晶圆进行去胶工艺。
在一些实施例中：在完成N电极平台工艺的晶圆上进行电流阻挡层工艺，包括：
使用等离子增强化学气象沉积技术在晶圆表面沉积二氧化硅；再涂布正性光刻胶，经过曝光与显影，在晶圆上形成电流阻挡层。
在一些实施例中：在完成快速热退火工艺的晶圆上进行ITO光刻及蚀刻去胶工，包括：
涂布正性光刻胶，并曝光和显影；
光刻后采用湿法刻蚀的方法对ITO进行刻蚀；
刻蚀后进行去胶。
在一些实施例中：在完成ITO光刻及蚀刻去胶工艺后的晶圆上进行金属电极层工艺，包括：
进行负性光刻胶的涂布；
进行离子清洗与水洗处理。
在一些实施例中：离子清洗包括使用氧离子对晶圆表面进行轰击，以确保无残留胶膜。
在一些实施例中：进行离子清洗与水洗处理，包括：
在离子清洗过后进行金属蒸镀，金属蒸镀后进行剥离。
在一些实施例中：进行离子清洗与水洗处理，包括：
剥离后利用纯水清洗晶圆，再用IPA进行脱水后氮气烘干。
在一些实施例中：在完成金属电极层工艺的晶圆上进行保护钝化层工艺，包括：
进行钝化层保护层二氧化硅的沉积；
再进行光刻与蚀刻工艺；
光刻后采用ICP刻蚀工艺(电感耦合等离子体刻蚀，是一种利用高频电场感应在低压气体中产生的高温等离子体对材料进行刻蚀的工艺。其原理是利用高频电场在低气压环境下产生等离子体，等离子体与材料表面发生化学反应和物理溅射，从而达到刻蚀的目的)进行干法刻蚀与去胶。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在完成电流阻挡层(CBL)工艺的晶圆上进行电流扩展层ITO镀膜工艺，如此在ITO溅射过程中通入氧气可以把铟(In)和锡(Sn)原子充分氧化成高价离子，薄膜中低价氧化物减少，晶化性提高，从而透过率越大，进而在维持芯片电压的情况下，实现提高芯片亮度。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
本实施例提供了一种提高LED芯片亮度的ITO溅射工艺，包括如下步骤：
步骤S1、在图形化衬底上依次沉积N型GaN层、发光层MQW和P-GaN层，以得到具有芯片外延的晶圆；
所述图形化衬底可以为蓝宝石图形化衬底。
步骤S2、在得到晶圆上进行N电极平台(MESA，金属半导体接触工艺，是一种用于制造光电器件的技术，它通过在半导体材料上形成金属电极来产生电子-空穴对，从而实现光电转换)工艺。
在一些实施例中，步骤S2、在得到晶圆的图形化衬底进行N电极平台(MESA)工艺，包括：
步骤S21、在晶圆上涂布正性光刻胶，然后进行曝光和显影；其中，晶圆部分有光刻胶保护，部分无光刻胶保护；
步骤S22、对晶圆进行刻蚀与去胶。
在一些实施例中，步骤S22、对晶圆进行刻蚀与去胶，包括：
步骤S221、采用ICP干法蚀刻工艺，刻蚀深度约1um、1.05um、1.1um、1.15um、1.2um，刻蚀到N型氮化镓。
步骤S222、对晶圆进行去胶工艺。
步骤S3、在完成N电极平台(MESA)工艺的晶圆上进行电流阻挡层(CBL)工艺。
在一些实施例中，步骤S3、在完成N电极平台(MESA)工艺的晶圆上进行电流阻挡层(CBL)工艺，包括：
使用等离子增强化学气象沉积(PECVD)技术在晶圆表面沉积二氧化硅，厚度2100±100埃；再涂布正性光刻胶，经过曝光与显影，部分二氧化硅被光刻胶保护，光刻后进行干法蚀刻与去胶，在晶圆上形成电流阻挡层。
步骤S4、在完成电流阻挡层(CBL)工艺的晶圆上进行电流扩展层ITO镀膜工艺。
需要说明的是，在电流扩展层ITO镀膜工艺处理过程中，为了提高芯片亮度，发现在ITO溅射过程中通氧可以把铟In和锡Sn原子充分氧化成高价离子，薄膜中低价氧化物减少，晶化性提高，从而透过率越大。
在一些实施例中，步骤S4、在完成电流阻挡层(CBL)工艺的晶圆上进行电流扩展层ITO镀膜工艺，包括：
电流扩展层ITO镀膜工艺处理过程中：cnt层直流功率70W、射频功率170W、氩气流量55sccm、氧气流量0sccm、转速550s/圈、圈数1圈、blk层直流功率600W、射频功率400W、氩气流量40sccm、氧气流量0.4sccm、转速3s/圈和圈数29圈。且此处与常规ITO镀膜相比，blk层不通氧气。
步骤S5、在完成ITO镀膜工艺的晶圆上进行快速热退火(RTA)工艺。
在一些实施例中，步骤S5、在完成ITO镀膜工艺的晶圆上进行快速热退火(RTA)工艺，包括：
机台采用钜安设备，温度550℃，O2 3.5sccm,时间15min。
需要说明的是，退火后进行面阻与透过率测量，满足需求后，进行下一步工艺。
步骤S6、在完成快速热退火(RTA)工艺的晶圆上进行ITO光刻及蚀刻去胶工艺。
在一些实施例中，步骤S6、在完成快速热退火(RTA)工艺的晶圆上进行ITO光刻及蚀刻去胶工，包括：
步骤S61、涂布正性光刻胶，并曝光和显影；其中，显影后部分铟锡氧化物被保护，部分裸露于表面。
步骤S62、光刻后采用湿法刻蚀的方法对ITO进行刻蚀，未被光刻胶保护的ITO被刻蚀掉，被保护的ITO得以保留。
步骤S63、刻蚀后进行去胶，去除所有光刻胶。
步骤S7、在完成ITO光刻及蚀刻去胶工艺后的晶圆上进行金属电极层(PAD)工艺。
在一些实施例中，步骤S7、在完成ITO光刻及蚀刻去胶工艺后的晶圆上进行金属电极层(PAD)工艺，包括：
步骤S71、进行负性光刻胶的涂布，曝光显影后，晶圆部分被光刻胶保护，部分未被保护。
步骤S72、进行离子清洗与水洗处理。
其中，离子清洗主要使用氧离子对晶圆表面进行轰击，以确保无残留胶膜，清洗后进行金属蒸镀，具体的使用Cr，Al，Ti，Pt，Au等金属一层一层进行蒸镀，且蒸镀后进行剥离，然后利用纯水清洗晶圆，再用IPA进行脱水后氮气烘干。
需要说明的是，剥离采用全自动去胶剥离机，全自动去胶剥离机利用高压NMP(N甲基吡咯烷酮)脱离光刻胶上的金属层并去除光刻胶，利用常温丙酮去除残胶及NMP。
步骤S8、在完成金属电极层(PAD)工艺的晶圆上进行保护钝化层(PV)工艺。如此完成整个ITO溅射工艺。
在一些实施例中，步骤S8、在完成金属电极层(PAD)工艺的晶圆上进行保护钝化层(PV)工艺，包括：
步骤S81、进行钝化层保护层(PV)二氧化硅的沉积，其中，沉积厚度750-850埃。
步骤S82、再进行光刻与蚀刻工艺。光刻采用正性光刻胶涂布，经过曝光、显影后，只将PAD区暴露，其他部分均被光刻胶保护。
步骤S83、光刻后采用ICP刻蚀工艺进行干法刻蚀与去胶。刻蚀将电极孔处二氧化硅蚀刻掉，露出电极，在进行去胶，此时只有电机孔处无二氧化硅保护，其他区域均被二氧化硅保护。
本发明在完成电流阻挡层(CBL)工艺的晶圆上进行电流扩展层ITO镀膜工艺，如此在ITO溅射过程中通氧可以把铟In和锡Sn原子充分氧化成高价离子，薄膜中低价氧化物减少，晶化性提高，从而透过率越大，进而在维持芯片电压的情况下，实现提高芯片亮度。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种提高LED芯片亮度的ITO溅射工艺，其特征在于，该提高LED芯片亮度的ITO溅射工艺包括：
在图形化衬底上依次沉积N型GaN层、发光层MQW和P型GaN层，以得到具有芯片外延的晶圆；
在得到晶圆的图形化衬底上实施N电极平台工艺；
在完成N电极平台工艺的晶圆上施加电流阻挡层；
在施加了电流阻挡层的晶圆上实施电流扩展层ITO镀膜；
在完成ITO镀膜的晶圆上实施快速热退火；
在完成快速热退火的晶圆上进行ITO光刻及蚀刻去胶；
在完成ITO光刻及蚀刻去胶后的晶圆上施加金属电极层；
在施加了金属电极层的晶圆上施加保护钝化层。
2.根据权利要求1所述的提高LED芯片亮度的ITO溅射工艺，其特征在于，在得到晶圆上实施N电极平台工艺，包括：
在晶圆上涂布正性光刻胶，然后进行曝光和显影；其中，晶圆部分有光刻胶保护，部分无光刻胶保护；
对晶圆进行刻蚀与去胶。
3.根据权利要求2所述的提高LED芯片亮度的ITO溅射工艺，其特征在于，对晶圆进行刻蚀与去胶，包括：
采用ICP干法蚀刻工艺，刻蚀深度约-1.2um，刻蚀到N型氮化镓；以及
对晶圆进行去胶工艺。
4.根据权利要求1所述的提高LED芯片亮度的ITO溅射工艺，其特征在于，在完成N电极平台工艺的晶圆上施加电流阻挡层，包括：
使用等离子增强化学气象沉积法在晶圆表面沉积二氧化硅；再涂布正性光刻胶，经过曝光与显影，在晶圆上形成电流阻挡层。
5.根据权利要求1所述的提高LED芯片亮度的ITO溅射工艺，其特征在于，在完成快速热退火的晶圆上进行ITO光刻及蚀刻去胶工，包括：
涂布正性光刻胶，并曝光和显影；
光刻后采用湿法刻蚀的方法对ITO进行刻蚀；以及
刻蚀后进行去胶。
6.根据权利要求1所述的提高LED芯片亮度的ITO溅射工艺，其特征在于，在完成ITO光刻及蚀刻去胶后的晶圆上施加金属电极层，包括：
进行负性光刻胶的涂布；以及
实施离子清洗与水洗处理。
7.根据权利要求6所述的提高LED芯片亮度的ITO溅射工艺，其特征在于，离子清洗包括使用氧离子对晶圆表面进行轰击以确保无残留胶膜。
8.根据权利要求7所述的提高LED芯片亮度的ITO溅射工艺，其特征在于，进行离子清洗与水洗处理，包括：
在离子清洗过后进行金属蒸镀，金属蒸镀后进行剥离。
9.根据权利要求8所述的提高LED芯片亮度的ITO溅射工艺，其特征在于，进行离子清洗与水洗处理，包括：
剥离后利用纯水清洗晶圆，再用IPA进行脱水后氮气烘干。
10.根据权利要求9所述的提高LED芯片亮度的ITO溅射工艺，其特征在于，在完成金属电极层工艺的晶圆上进行保护钝化层工艺，包括：
进行钝化层保护层二氧化硅的沉积；
再进行光刻与蚀刻工艺；
光刻后采用ICP刻蚀工艺进行干法刻蚀与去胶。
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| PB01 | Publication | ||
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