[发明专利]一种高紫外透光率的P型欧姆接触层制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于LED芯片制备技术领域，主要涉及一种新的用以提高紫外LED芯片亮度的P型欧姆接触层制备方法。

背景技术：

随着LED应用的发展，紫外LED因其光谱范围更宽(发光波长能够覆盖210-400nm波段)，更节能，且不含有毒物质汞，具有其它传统紫外光源无法比拟的优势，被广泛地应用于生活中多个方面，例如紫外光消毒、紫外线硬化，光学传感器、紫外线身份验证、体液检测和分析等领域。紫外LED技术目前的主要挑战是效率较低，波长低于365nm的芯片，紫外LED的输出功率仅为输入功率的5％-8％。当波长为385nm以上时，紫光LED的效率有所提高，但也只有输入功率的15％。

目前蓝绿光LED芯片电流扩展层材质常用ITO材质，ITO膜对可见光(380-760nm)透过率较高，对可见光透光率达90％以上；而对于380nm以下的紫外波段，由于ITO材料的禁带宽带为3.75-4.0ev，大部分紫外光子照射到ITO薄膜表面时会被吸收，并且引起本征激发，再加上干涉相消的作用，而造成薄膜的吸收率提高，紫外透过率明显下降。

发明内容：

本发明是一种新的紫外LED芯片P型欧姆接触层的制备方法，该方法根据增透膜原理，同时考虑到ITO对紫外的吸收以及ITO膜的方阻，通过优化ITO膜层的蒸镀参数并对ITO膜进行图形化，从而提高紫外LED芯片的外量子效率，进而提高LED芯片亮度。方案如下：

一种高紫外透光率的P型欧姆接触层制备方法，主要包括以下环节：

(1)ITO膜蒸镀

使用真空镀膜机在表面处理后的紫外LED外延片上进行ITO薄膜蒸镀，蒸镀使用材料为质量比In₂O₃/SnO₂＝95:5的高密ITO料，蒸发过程中温度260～290℃，通入的氧气流量为3.0～5.0sccm，薄膜沉积速率小于薄膜蒸发厚度115～155nm；

(2)光刻图形

对ITO膜表面旋涂光刻胶并对其进行曝光，使得曝光显影后光刻胶上均匀分布直径小于2μm的圆柱状通孔，相邻通孔圆心之间的距离小于4μm；100℃下烘烤30min；

(3)ITO图形化

对ITO膜层进行腐蚀处理，然后使用去光阻剂浸泡去除光刻胶，再依次使用ACE(丙酮)及IPA(异丙醇)分别浸泡处理，完成ITO图形化，此时ITO膜表面均匀分布直径小于2μm的圆柱状通孔，相邻通孔圆心之间的距离小于4μm；

(4)欧姆接触退火

氮气保护环境下470～520℃退火15～20min，氮气流量为2L/min；图形化的P型欧姆接触层即制备完成。

基于上述方案，本发明还进一步作如下优化限定：

步骤(3)具体是使用ITO蚀刻液在45℃下对ITO膜层腐蚀7min，然后使用去光阻剂80℃下浸泡20min进行光刻胶去除，使用ACE(丙酮)及IPA(异丙醇)分别浸泡10min，图形化完成。

上述ITO蚀刻液的主要组分及配比为FeCl₃：HCl＝1:7。

本发明还请求保护利用上述图形化的P型欧姆接触层加工得到的紫外LED芯片。

本发明的有益效果如下：

根据增透膜原理，薄膜对一定波长光的透射率，与膜的厚度及折射率关系较大。本发明通过优化ITO蒸发过程中的材料、温度、氧气流量、蒸发速率来控制ITO膜的折射率，并且根据紫外波长的要求制备出紫外增透膜，同时对其增透膜进行图形化，可以减少ITO膜对紫外光的吸收，形成高紫外增透性的薄膜。本发明可提高紫外LED芯片的外量子效率，提高芯片亮度；并结合对氮气保护下退火工艺的优化，使ITO膜的致密性以及膜质量更好，有利于ITO膜与氮化镓的接触，形成图形化的P型欧姆接触层，降低芯片电压。

附图说明

图1为本发明图形化的P型欧姆接触层。

图2为本发明制备方法的一个实施例流程图。

具体实施方式：

图1为本发明图形化的P型欧姆接触层，其制备流程图如图2所示，主要环节有ITO蒸发、匀胶、曝光、显影、ITO蚀刻、去胶以及退火处理。

实施例一