[发明专利]一种以氧化锌为电流扩展层的发光二极管芯片的制备方法

说明书

一种以氧化锌为电流扩展层的发光二极管芯片的制备方法，包括以下步骤：本发明中的工艺方法，包括以下步骤：(1)蒸镀ZnO透明导电膜，并对ZnO作高温退火处理；(2)ZnO图形制作出台面结构；(3)P‑GaN台面制作；(4)ICP刻蚀台面结构；(5)电极掩膜图形制作；(6)金属电极制作；(7)蒸镀氧化硅钝化层；(8)光刻氧化硅钝化层，将电极上的氧化硅钝化层位置露出；(9)ICP干法刻蚀电极上的氧化硅，露出金属电极。此处以先长电极后长氧化硅钝化层，钝化层使用ICP干法刻蚀的方法避免了ZnO的透明导电膜在腐蚀氧化硅钝化层时被腐蚀。

技术领域

本发明涉及一种以氧化锌为电流扩展层的发光二极管芯片的制备方法，属于光电子技术领域。

背景技术

氧化铟锡(ITO)是一种铟(III族)氧化物(In₂O₃)and锡(IV族)氧化物(SnO₂)的混合物，通常质量比为95％In₂O₃，5％SnO₂；因其具有良好的导电性、在可见光范围内有高透过率的特性，被广泛应用到光电元件上。ITO薄膜导电机理为Sn替代氧空位，Sn和In的化学状态对ITO薄膜的光电特性影响很大，其中Sn替换氧化铟晶格中的In可以提供一个电子给导带，高价态的Sn可以提高载流子浓度，ITO薄膜的导电性得到了提高，而氧空位可以提供两个空穴导电。膜厚一定时，锡的氧化程度对ITO薄膜的透射率影响较大，而其电阻率更大程度取决于有薄膜中氧空位数量的多少。目前制备ITO膜的方法主要有蒸发、热喷涂和溅射沉积。

铟属于稀缺资源。全球预估铟储量仅5万吨，其中可开采的占50％。由于未发现独立铟矿，工业通过提纯废锌、废锡的方法生产金属铟，回收率约为50-60％，这样，真正能得到的铟只有1.5-1.6万吨，所以导致了铟的价格非常高昂和供应受限，又因ITO层的脆弱和柔韧性的缺乏、氧化铟锡正在被寻求其他物质来替代。

氧化锌(ZnO)是一种重要的直接宽禁带半导体材料，室温下其禁带宽度为3.37eV。因其原料丰富、成本低廉、无毒无污染的特性，近年来氧化锌备受关注。

使用ZnO(氧化锌)作为电流扩展层时，因ZnO极易与酸碱反应，在按常规步骤光刻电极步骤中腐蚀氧化硅钝化层容易将ZnO连带腐蚀。

中国专利文献CN103972338A公开了一种氧化锌透明电极发光二极管，包括蓝宝石衬底、缓冲层、n型氮化镓、量子阱、p型氮化镓、氧化锌保护层、氧化锌基透明电流扩展层、p型金属电极和n型金属电极；所述缓冲层、n型氮化镓、量子阱、p型氮化镓是在MOCVD中从蓝宝石衬底上依次生长；所述的氧化锌保护层沉积在p型氮化镓的表面；所述氧化锌基透明电流扩展层沉积在氧化锌保护层上；所述n型金属电极连接n型氮化镓，所述p型金属电极连接氧化锌基透明电流扩展层。

中国专利文献CN101777616A公开了一种氧化锌基透明电极发光二极管及其制作工艺。本发光二极管包括：在蓝宝石衬底上依次有缓冲层、本征层、n型氮化镓、量子阱、p型氮化镓和氧化锌基透明电流扩展层、并有n型金属电极(PAD)连接n型氮化镓，p型金属电极(PAD)连接氧化锌透明电流扩展层。其制作方法是：缓冲层、本征层、n型氮化镓、量子阱、p型氮化镓是在MOCVD中依次生长完毕；氧化锌基透明电流扩展层是利用磁控溅射方法沉积在p型氮化镓表面；利用干法刻蚀将n型氮化镓暴露出来，退火处理后利用热蒸发或电子束蒸发等薄膜沉积方法生长金属电极。

中国专利文献CN101789479A公开了一种透明电发光二极管及其制作方法。本发光二极管包括：蓝宝石衬底、缓冲层、本征层、n型氮化镓、量子阱、p型氮化镓、氧化锌基透明电流扩展层、n型金属电极(PAD)、p型金属电极(PAD)，其中缓冲层、本征层、n型氮化镓、量子阱、p型氮化镓是在MOCVD中依次生长完毕；氧化锌基透明电流扩展层是利用磁控溅射方法沉积在p型氮化镓表面；用湿法刻蚀将氧化锌透明导电层腐蚀掉，再利用干法刻蚀将n型氮化镓暴露出来，利用热蒸发或电子束蒸发等薄膜沉积方法生长金属电极。