CN214336736U - 双层ito膜的led芯片结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双层ITO膜的LED芯片结构，包括：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。本实用新型在LED芯片外延结构上用两次sputter溅射技术镀膜，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。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体技术领域，尤其是一种双层ITO膜的LED芯片结构。
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。
实用新型内容
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，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。
本实用新型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。
第一层ITO膜的阻抗低于第二层ITO膜。
第二层ITO膜的光透过性高于第一层ITO膜。
芯片衬底为蓝宝石、硅片、碳化硅片或金属。
LED芯片外延结构是依次生长的缓冲层、U-GaN层、N-GaN层、多量子阱层和P-GaN层，或者是依次生长的N-GaN层、多量子阱层和P-GaN层。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型在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。本实用新型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为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型中双层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，说明本实用新型的具体实施方式。
如图1所示，本实用新型所述的双层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-organic Chemical Vapor Deposition，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，InductivelyCoupled Plasma，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，Physical Vapour Deposition)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，Indium TinOxide，氧化铟锡），利用退火炉的高温快速退火（RTA，Rapid Thermal Annealing），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，本实用新型所述双层ITO膜的LED芯片结构的制作方法，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。
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。
在本实用新型中，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。
以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，在不违背本实用新型精神的情况下，本实用新型可以作任何形式的修改。
Claims (8)
1.一种双层ITO膜的LED芯片结构，其特征在于：在芯片衬底(1)上生长LED芯片外延结构，所述LED芯片外延结构的N-GaN层(4)的端部刻蚀形成N-GaN台阶，在芯片结构上设有SiO2电流扩散层(7)，第一层ITO膜(8)包覆在SiO2电流扩散层(7)的整面上，在第一层ITO膜(8)表面上设有第二层ITO膜(9)，第二层ITO膜(9)是在高温快速退火同时通入氧气而形成。
2.根据权利要求1所述的双层ITO膜的LED芯片结构，其特征在于：采用sputter溅射技术在SiO2电流扩散层(7)的整面上形成第一层ITO膜(8)。
3.根据权利要求1所述的双层ITO膜的LED芯片结构，其特征在于：采用sputter溅射技术在第一层ITO膜(8)表面上形成第二层ITO膜(9)。
4.根据权利要求1所述的双层ITO膜的LED芯片结构，其特征在于：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)。
5.根据权利要求1所述的双层ITO膜的LED芯片结构，其特征在于：第一层ITO膜(8)的阻抗低于第二层ITO膜(9)。
6.根据权利要求1所述的双层ITO膜的LED芯片结构，其特征在于：第二层ITO膜(9)的光透过性高于第一层ITO膜(8)。
7.根据权利要求1所述的双层ITO膜的LED芯片结构，其特征在于：芯片衬底(1)为蓝宝石、硅片、碳化硅片或金属。
8.根据权利要求1所述的双层ITO膜的LED芯片结构，其特征在于：LED芯片外延结构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)，或者是依次生长的N-GaN层(4)、多量子阱层(5)和P-GaN层(6)。
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| CN202023089217.4U CN214336736U (zh) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | 双层ito膜的led芯片结构 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN116364827A (zh) * | 2023-05-29 | 2023-06-30 | 江西兆驰半导体有限公司 | 一种mini LED及其制备方法 |
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2020
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