一種提高led抗esd能力的ito薄膜的電子束蒸鍍方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種ITO薄膜的電子束蒸鍍方法，特別是一種提高LED抗ESD能力的 ITO薄膜的電子束蒸鍍方法，屬于光電技術領域。
【背景技術】
[0002] 在氮化鎵上制備ITO薄膜采用的方法有電子束蒸鍍、濺射、等離子體輔助電子束 蒸鍍三類。其中，電子束蒸鍍與濺射、等離子體輔助電子束蒸鍍相比，其設備價格便宜、設備 維護簡單，而且所制備的ITO薄膜產量高，成為LED產業內普遍采用的蒸鍍方法。
[0003] 但是電子束蒸鍍不及濺射、等離子體輔助電子束蒸鍍所制備的ITO薄膜晶粒細、 致密，常會出現因 ITO和氮化鎵接觸不致密而造成局部歐姆接觸不良，當遇到大于500伏 特的大電壓沖擊時，會因歐姆接觸不良，而產生熱效應，從而導致芯片的擊穿，即芯片抗ESD 能力差。
[0004] 為了解決這個問題，已經有專利提到了電子束蒸鍍ITO條件優化促進ITO結晶質 量的提高，如中國專利CN101645336A "氧化銦錫層的形成"，此專利詳細地提出了促進ITO 由非晶到結晶的方法。其中提到的一種方法是讓基片在其溫度增加超過預定的閾值溫度之 前快速通過高溫ITO沉積室，以沉積一層較薄的結晶ΙΤ0。讓基片多次通過沉積室，直至ITO 層達到期望厚度。在每次通過之間，讓基片充分冷卻以便在下一次通過的過程中保持基片 溫度低于預定的閾值溫度。此方法能提高ITO的結晶質量，從而提高ITO的致密度、抗ESD 能力；但是這種方法需要在電子束蒸發臺之外添加其他昂貴設備，如高低溫沉積室、冷卻室 等，大大增加了生產成本，而且非蒸鍍步驟增加，延長了整個ITO生產時間，降低了生產效 率。
[0005] 另外，中國專利CN103451605A"一種ITO粗化的蒸鍍方法"，公開了一種用分步ITO 蒸鍍代替傳統ITO蒸鍍進行ITO粗化的方法，采用ITO分步蒸鍍的方式，改變每層ITO蒸鍍 時的速率和氧流量，從而使外延片上層ITO達到粗化的效果，同時也能提高ITO薄膜的結晶 質量。但是本專利僅考慮了蒸鍍時速率、氧流量，對其他蒸鍍條件如真空度、通氧位置沒有 進行優化，無法保證最底層ITO初始晶核的大小及分布情況。如果在蒸鍍底層ITO時，真空 度低、通氧位置高，會造成晶核因原子入射到氮化鎵表面速度低而造成結晶度差、晶核分布 零散等情況產生，這些均會使在此類晶核上生長的晶體出現松散，甚至出現空洞的情況，這 些松散、空洞地方歐姆接觸差，在大電壓、大電流沖擊時，會出現電流在此處擁擠的現象，所 產生的熱量足以擊穿芯片，即抵抗ESD的能力差。
[0006] 中國專利CN102194956A "蒸鍍ITO的方法"，提供一種蒸鍍ITO的方法，其 首先將待蒸鍍ITO的半導體結構放置在承片盤上，抽真空至電子束蒸鍍機腔體真空度 達5X 10-6T〇rr以上后，再使所述承片盤開始轉動，并對其進行加熱至預設溫度后穩定 10-30min，然后開啟氧氣閥門，待氧流量穩定在預設流量時開始對所述半導體結構進行預 鍍，預鍍時間為l_5min，最后以預設的蒸鍍速率開始蒸鍍ΙΤ0,使所述半導體結構上蒸鍍出 預設厚度的ΙΤ0,可見，本發明蒸鍍ITO的方法是通過控制氧流量、蒸鍍溫度、ITO厚度、蒸 鍍速率來控制ITO阻值，同時保持較高的透光率，使ITO阻值與外延GaN層相匹配，從而使 電流擴展更均勻，可有效提高芯片亮度。但該專利是恒定蒸鍍速率I A/s完成3600 A ITO蒸 鍍。而本發明專利是分三段蒸鍍速率（〇. 3- 0. 5A/s、〇. 5- 0. 7A/s、0. 7- lA/s )并采取不同 的真空度、通氧量、通氧位置完成ITO薄膜蒸鍍，完成ITO薄膜蒸鍍，采用14mil X 28mil人 體模式下測試ESD良率在95%以上，薄膜結構致密，抗ESD能力相對更強。
【發明內容】
[0007] 針對現有技術的不足，本發明提供一種提高LED抗ESD能力的ITO薄膜的電子束 蒸鍍方法，在提高LED抗ESD能力的同時，還保證了 ITO的高透過率。
[0008] 術語解釋：
[0009] LED :Light Emitting Diode，發光二極管；
[0010] ESD :Electro_Static discharge，靜電釋放。
[0011] ITO :Indium Tin Oxide，氧化銦錫，是一種透明導電薄膜。
[0012] 發明概述：
[0013] 本發明從四個方面對蒸鍍條件進行優化：ΙΤ0蒸鍍速率，真空度，通氧量，通氧位 置。最底層ITO蒸鍍采用較低速率、高真空、低通氧量、近源通氧位置，保證最底層ITO初始 晶核細密，在晶核上生長ITO晶粒尺寸小，晶粒間無空隙，從而使晶體更加致密；中間層ITO 采用較高蒸鍍速率、低真空、較高通氧量、近源通氧位置，保證最底層ΙΤ0、中間層ITO及上 層ITO的折射率有過渡；上層ITO蒸鍍采用高速率、低真空、高通氧量、遠源通氧位置，保證 ITO薄膜的高透過率和高蒸鍍效率、抗ESD能力相對更強。
[0014] 發明詳述：
[0015] 一種提高LED抗ESD能力的ITO薄膜的電子束蒸鍍方法，包括如下步驟：
[0016] (1)在LED外延片表面先蒸鍍最底層ΙΤ0,其蒸鍍速率0.3-0. 5A/s，厚度為 150-300A,蒸鍍腔體內真空度5xl(T5-7xl(r5Torr，通氧量5-10sccm，通氧位置為近源位置， 即氧氣入口距離蒸發源5-lOcm ;
[0017] (2)在步驟（1)所述最底層ITO表面蒸鍍中間層ΙΤ0,蒸鍍速率0· 5-0. 7A/s，厚度 為300- 700A,真空度7xKT5-8xl(T5Torr，通氧量8-15sccm，通氧位置為近源位置，即氧氣入 口距離蒸發源5-lOcm;
[0018] (3)在步驟⑵所述中間層ITO表面蒸鍍上層ΙΤ0,蒸鍍速率0.7-lA/s，厚度為 500- 700A，真空度SxKT5-!. 0xl0-4Torr，通氧量10-2〇 sccm，高通氧量位置，即氧氣入口在蒸 鍍腔體的最頂端。
[0019] 優選的，所述步驟（1)外延片包括氮化鎵基藍光LED外延片、鋁鎵銦磷四元紅光 LED外延片；外延片的結構自下而上依次為襯底、緩沖層、N型層、多量子阱、P型層；
[0020] 優選的，所述步驟（1)中近源通氧位置可以將氧氣入口對準蒸發源，使得蒸鍍時 銦、錫原子能和氧原子充分接觸氧化，在高真空情況下，銦、錫的氧化物和其他空氣分子的 碰撞幾率減少，保證ITO初始晶核細密，晶核上生長ITO晶粒尺寸小，晶粒間無空隙，從而晶 體更加致密；
[0021] 優選的，所述步驟（1)中得到的ITO晶粒直徑可以達到10-20nm ;
[0022] 優選的，所述步驟（2)的蒸鍍條件可以保證最底層ΙΤ0、中間層ITO及上層ITO的 折射率形成過渡；
[0023] 優選的，所述步驟（3)的高通氧量能保證ITO薄膜的高透過率，其退火后波長在 455nm透過率達到90%以上。
[0024] 本發明上述技術方案中未做詳細說明和限定的，均參照LED制作的現有技術。
[0025] 本發明的有益效果：
[0026] 1、本發明除電子束蒸發臺之外無需再添加等離子體裝置、高