[发明专利]一种GaP表面处理的ITO结构LED的制备方法

说明书

本发明涉及LED技术领域，具体涉及一种GaP表面处理的ITO结构LED的制备方法，包括以下具体步骤：生长LED外延材料；SiO₂掩膜与GaP腐蚀；GaP窗口层表面处理；ITO薄膜沉积；P电极制备；N电极制备；切割，得到所需芯片。本发明制备方法通过使用氩气等离子体轰击处理减薄后的GaP材料表面，可有效降低该表面薄层的P型掺杂浓度，同时将表层刻蚀为粗糙界面，增大该位置的接触电阻，提高电流的横向扩展能力，提升出光效率。

技术领域

本发明涉及LED技术领域，具体涉及一种GaP表面处理的ITO结构LED的制备方法。

背景技术

发光二极管(LED)具有高光效、低能耗、长寿命、高可靠性、高安全性及环保性等优势，是公认的新一代绿色光源。目前，LED已广泛应用于高效固态照明领域中，如显示屏、汽车用灯、背光源、交通信号灯、景观照明等。四元系的AlGaInP材料制备的LED发光波长可以覆盖红、橙、黄以及黄绿光波段，业内普遍采用具有透光率高、导电性好的ITO(铟锡氧化物)薄膜来作为提高AlGaInP基LED芯片亮度的透明电极材料。

一般实际LED芯片生长工艺中，会在外延片的GaP层上沉积一层ITO薄膜，然后再蒸镀金属电极作为导电焊盘材料，然而由于金属电极是完全挡光的，如果电流过多地集中在电极正下方发光会导致整个LED的出光效率非常低，亮度也随之受到影响。行业内一般通过将金属电极下方的GaP材料进行腐蚀减薄，从而达到提高出光效率的目的，但是电流扩展和发光亮度仍不理想。因此，解决ITO结构LED芯片的电流扩展问题非常关键。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种GaP表面处理的ITO结构LED的制备方法，本发明的制备方法通过对电极下方的GaP表面采用氩气等离子体轰击处理，可有效降低GaP表面薄层的P型掺杂浓度，从而使得电极下方的接触电阻偏大，有助于引导电流横向扩展，提升出光效率。

本发明的第一个目的是提供一种GaP表面处理的ITO结构LED的制备方法，包括以下具体步骤：

S1、生长LED外延材料：在GaAs衬底上向上依次生长GaAs缓冲层、N型限制层、N面空间层、多量子阱有源层、P面空间层、P型限制层、P型过渡层、GaP窗口层；

S2、SiO₂掩膜与GaP腐蚀：在所述GaP窗口层的GaP表面沉积SiO₂作为掩膜，然后通过光刻图形化，用腐蚀溶液腐蚀与预设的P电极正下方对应位置的SiO₂和GaP；

S3、GaP窗口层表面处理：将晶圆放入ICP(电感耦合等离子体)刻蚀机中，对预设的P电极正下方对应位置的GaP材料进行氩气等离子体轰击处理，用去离子水冲洗后再用腐蚀液浸泡去除表面SiO₂；

S4、ITO薄膜沉积：利用PECVD(等离子体增强化学的气相沉积法)技术，在S3处理好的GaP窗口层表面沉积ITO薄膜；

S5、P电极制备：利用光刻图形化技术在ITO薄膜表面涂覆负性光刻胶、烘烤、曝光、显影后，将晶圆片放入电子束蒸发设备中，蒸镀P电极；

S6、N电极制备：利用研磨、抛光技术对GaAs衬底减薄后，将晶圆片放入电子束蒸发设备中，蒸镀N电极；

S7、切割：利用砂轮或激光沿所制备的晶圆片四周进行切割、分离，得到所需芯片。

氩气等离子轰击作为一种纯物理刻蚀的表面处理方法，可以将GaP表面薄层的磷元素轰击出来，产生大量的五族元素空位，这对三五族元素半导体而言是一种施主杂质，达到表面改性的作用。本发明在对GaP窗口层减薄后，利用ICP设备，通过氩气等离子体轰击处理减薄后的GaP材料表面，再沉积ITO透明导电薄膜，然后再蒸镀P电极可以有效降低该表面薄层的P型掺杂浓度，从而使得电极下方的接触电阻偏大，电流不容易在遮光的金属电极下方聚集，有助于引导电流横向扩展，提升出光效率。