[发明专利]一种GaN基LED制造工艺中ITO图形的制作方法

说明书

技术领域

木发明涉及光电技术领域，尤其涉及一种GaN（氮化镓）基LED制造工艺中ITO图形的制作方法。

背景技术

GaN基材料是最常用的制备LED芯片的材料之一。通过GaN基材料而制备的GaN基发光二极管（Light Emitting Diode，简称LED）作为一种光电子器件，实现了蓝光发光，完善了色谱，在彩色显示和照明领域得到了广泛的应用，并且它因为体积小、寿命长、抗震、不易破损、启动响应时间快且无公害等优点而赢得了各国政府和公司的高度重视，市场前景越来越宽广。

氧化铟锡（Indium Tin Oxide，简称ITO）薄膜作为一种用半导体材料制备而成的透明导电薄膜，具有高电导率、高可见光透过率、与衬底结合牢固、抗擦伤等众多优良的物理性能，以及良好的化学稳定性和一些其他的半导体特性，容易制备成电极图形，已经被广泛地应用于LED制造工艺中。在LED制造工艺中，需要将ITO制成特定的图形来充当器件透明电极。

目前GaN基LED工艺中，已知ITO图形的形成通常采用四种方法：

方法一、先刻蚀出Mesa（台面）图形，再生长ITO层，进行光刻工艺做出ITO图形，方法一的工艺缺点是产生的漏电比例较大；

方法二、先生长ITO层，再进行Mesa光刻，腐蚀掉ITO，进行反应耦合等离子体（Inductively Coupled Plasma,简称ICP）刻蚀，之后再进行一次光刻形成ITO图形，方法二的工艺缺点是需要进行两次光刻过程；

方法三、先生长ITO层，再进行Mesa光刻，腐蚀掉ITO，进行ICP刻蚀，方法三的工艺缺点是ITO图形不缩边不开孔，后续与电极的粘附性是主要问题；

方法四、先生长ITO层，再进行Mesa光刻，腐蚀掉ITO，进行ICP刻蚀，进行ITO腐蚀，使图形进一步缩小达到形成ITO图形的，方法四的工艺缺点是重复性不佳，精度控制较难。

在上述四种方法中，方法二的ITO图形的形成过程是性能最稳定的。具体而言，所述方法二的ITO图形的形成过程主要包括以下步骤：

第1步、在蓝宝石衬底(Sapphire)上生长N型氮化镓(N-GaN)层、多量子阱（MQW，multiquantum well）层，以及P型氮化镓(P-GaN)层；

第2步、在P型氮化镓层表面蒸镀一层透明导电层ITO；

第3步、在透明导电层ITO上涂布光刻胶，并用光刻版掩模（mask）制造第一次ITO图形；

第4步、用ITO腐蚀溶液腐蚀掉显影后露出来的ITO；

第5步、进行ICP刻蚀，达到N型氮化镓层并去除光刻胶；

第6步、第二次涂光刻胶，并用光刻版掩模制作第二次ITO图形；

第7步、用ITO腐蚀溶液腐蚀掉显影后露出来的ITO并去除光刻胶，最终形成ITO图形。

如上所述，在方法二中ITO图形的形成需要通过两次光刻工艺来完成，第一次的光刻胶作为掩膜会在刻蚀后表面变质并且厚度较薄，较难去除，第二次光刻也需要重新涂胶。本发明主要针对方法二中存在的问题进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提出一种GaN基LED制造工艺中ITO图形的制作方法，能够通过光刻工艺及相关工艺的改进，使Mesa刻蚀和ITO图形的形成通过一次涂胶、再次曝光即可完成，在简化了工艺的同时，获得了正常涂胶两次才能形成的ITO图形。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种GaN基LED制造工艺中ITO图形的制作方法，包括步骤：

1）在衬底上依次外延生长N型GaN层、多量子阱层，以及P型GaN层；

2）在P型GaN层表面蒸镀ITO层；

3）在ITO层上形成光刻胶层；

4）利用光刻掩模，通过对光刻胶层的第一次曝光操作、第一次显影操作而制作第一次ITO图形；

5）腐蚀掉显影操作后露出来的ITO层并继续向下刻蚀到N型GaN层；

6）第二次利用光刻掩模，通过对光刻胶层的第二次曝光操作、第二次显影操作而制作第二次ITO图形；

7）第二次腐蚀掉显影后露出来的ITO层并去除光刻胶，形成最终ITO图形。

进一步的，所述光刻胶是聚酰亚胺，所述衬底是蓝宝石衬底。

进一步的，所述“向下刻蚀”操作采用的是干法刻蚀方法，所述干法刻蚀方法采用的是ICP刻蚀设备。