一种GaN基LED中ITO图形的制作方法技术

一种GaN基LED中ITO图形的制作方法，包括以下步骤：（1）制作掩膜图形，在衬底表面上进行涂胶、曝光和显影，制作出需要的光阻掩膜图形；（2）低温蒸镀ITO膜；（3）剥离ITO膜；（4）微腐蚀处理：将步骤（3）得到的衬底放置到ITO腐蚀液中浸泡，进行微腐蚀处理处理；（5）高温退火：对步骤（4）得到的衬底在氮气氛围内进行高温退火。本发明专利技术实现了在较低温度下蒸镀ITO，直接使用粘性膜剥离掉多余ITO薄膜，实现了低电阻高透过率的ITO薄膜图形的制作。整个过程简便易操作，且成本较低，形成的ITO膜层，致密且边缘整齐，方阻较低透过率较高，从外观和质量两方面，大大提高了产品良率。

A method for making ITO graphics in GaN based LED

A method of making ITO graphics in GaN based LED, including the following steps: (1) making a mask pattern, coating, exposing and developing the substrate surface, making the required photoresist mask; (2) low temperature evaporation of the ITO film; (3) stripping the ITO film; (4) the micro corrosion mechanism: placing the substrate obtained by step (3) to the substrate. Immersion in ITO corrosive solution, micro corrosion treatment; (5) high temperature annealing: high temperature annealing of substrate obtained in step (4) in nitrogen atmosphere. The invention realizes the evaporation of ITO at low temperature, and the superfluous ITO film is stripped off by the adhesive film directly, and the production of ITO film with low resistance and high transmittance is realized. The whole process is simple and easy to operate, and the cost is low. The ITO film formed is compact, the edge is neat, the resistance of the square resistance is low, and the product yield is greatly improved from the two aspects of appearance and quality.

【技术实现步骤摘要】
一种GaN基LED中ITO图形的制作方法
本专利技术涉及一种GaN基LED(发光二极管)中ITO图形的制作工艺，属于半导体中的LED加工

技术介绍
ITO(IndiumTinOxide,氧化铟锡)，是氧化铟和氧化锡一定比例的混合物。ITO薄膜是一种宽能带薄膜材料，其带隙为3.5-4.3ev，在可见光区透光率非常高，它是液晶显示器(LCD)、等离子显示器(PDP)、电致发光显示器(EL/OLED)、触摸屏(TouchPanel)、太阳能电池以及其他电子仪表的透明电极最常用的薄膜材料。目前，在LED半导体加工
，主要通过电子束热蒸发、磁控溅射、等离子体辅助等技术进行制作ITO薄膜，其中磁控溅射、等离子体辅助技术制作出的ITO薄膜结构致密、质地均匀，整体质量较高，但是整体成本较高，而电子束蒸发蒸镀ITO薄膜，成本相对较低，但是传统技术制作的ITO薄膜致密性较差，成膜颗粒较大，对后续ITO图形的制作影响较大。现在制作ITO图形，主要通过以下方法得到：方法一，先生长ITO膜层，在进行光刻掩膜，使用湿发腐蚀掉不需要的ITO，从而得到需要的ITO图形；方法二，先生长ITO膜层，在进行光刻掩膜进行保护，使用ICP(InductivelyCoupledPlasma，电感耦合等离子体)进行干法刻蚀，得到需要的图形。方法一中，使用腐蚀性溶液进行腐蚀，由于ITO本身生长过程的差异性，使得该项技术存在腐蚀不均匀、侧蚀等问题；方法二中通过干法刻蚀来实现，同样存在刻蚀均匀性和厚度的较难控制等问题。中国专利文献CN10295675956A公开了一种剥离制备ITO图形的方法，该方法是先蒸镀一层厚度高于ITO的SiO2层，并使用光刻胶制作掩膜腐蚀出所需要的SiO2图形，去胶后在SiO2层上制作ITO薄膜，然后使用SiO2腐蚀液进行适当腐蚀，最后通过膜剥离法剥离掉多于的ITO膜层。该技术的有点在于避免了湿法腐蚀ITO造成的边缘毛刺，提高了芯片的漏电良率，同时，因为N区无残留，避免了由于ITO残留出现的N区刻蚀尖峰的现象，提高了芯片的漏电以及ESD良率，并使芯片的外观质量大大提高。本专利技术中没有使用光刻胶作为ITO掩膜图形的制作，避开了高温蒸镀ITO中，较高温度对光刻胶的破坏，整个过程中使用了二氧化硅制作的图形作为了光刻胶的替代，来作底层为ITO图形剥离提供基础，以此实现膜剥离。但是，二氧化硅的制作使整个过程复杂化，成本较高，增加了整个制程的风险。中国专利文献CN1818129A公开了一种电子束蒸发低温制备锡掺杂氧化铟ITO薄膜的方法，是保持基底温度在100℃条件下进行的低温蒸发，实现了低温蒸镀ITO的可能性，但是该专利技术的使用温度仍然较高，不适合涂覆有光阻的基底的蒸镀。中国专利文献CN101114126A公开了一种ITO图案的形成方法，是在使用正向光刻胶作为掩膜，然后进行真空磁控溅射ITO薄膜后，使用KOH进行多于ITO的脱膜处理，得到需要的ITO图形。该专利技术，整个过程较容易实现但是使用的磁控溅射和正向光刻胶成本较高,并且在使用磁控溅射ITO薄膜时使用温度控制在小于或等于230℃，该温度下对正向光刻胶很容易造成破坏，使溅射出的ITO薄膜边缘不平整。鉴于此，有必要研究一种简便而且成本较低的制作ITO图形的方法。
技术实现思路
针对现有ITO图形制作技术存在的不足，本专利技术提供一种过程简便易操作，成本较低，形成的ITO膜层致密且边缘整齐的GaN基LED中ITO图形的制作方法；本专利技术的GaN基LED中ITO图形的制作方法，包括以下步骤：(1)制作掩膜图形：在衬底表面上进行涂胶、曝光和显影，制作出需要的光阻掩膜图形；所述步骤(1)的具体过程如下所述：①使用负向光刻胶，涂胶厚度为10000埃-35000埃，涂胶转速为1600rpm-3000rpm。②曝光时间为10-20秒，曝光功率为300-500w。③显影时间为60-80秒，显影液温度为40-60℃，保持恒温。所述步骤①中优选的涂胶厚度为20000埃，优选的涂胶转速为2400rpm。所述述步骤②中优选的曝光时间为15秒，曝光功率为350W。所述步骤③中优选的显影时间为65秒，显影液温度为45℃，保持恒温。(2)低温蒸镀ITO膜；所述步骤(2)的具体过程如下所述：①将带有光阻掩膜图形的衬底放入蒸发台的腔室内，对腔室进行抽真空，真空值至少为3.0E-6Torr。②对腔室预通氧气5-20分钟，加热温度为60-100℃，保持恒温。③完成预通氧气并达到设定温度保持5-30分钟后，开始进行镀膜；镀膜速率为0.1-3埃/秒，厚度为400-3600埃。④达到镀膜厚度后，停止加热，冷却5-20分钟后，取出生长有ITO膜的衬底。所述步骤②中优选的预通氧时间为15分钟，加热温度为80℃，保持恒温。所述步骤③中优选的镀膜速率优选为1埃/秒，厚度为600埃。所述步骤④中优选的冷却时间为10分钟。(3)剥离ITO膜：所述步骤(3)的具体过程如下所述：①将蒸镀有ITO膜的衬底置入45-90℃的恒温有机溶剂中浸泡5-30分钟(使负向光刻胶能够部分溶解于该有机溶剂中)。②使用粘性膜均匀的覆盖在ITO膜表面并压实后撕下，重复2-4次，将多余的ITO膜剥离掉。③使用去光阻液，将残留的负向光刻胶彻底去除。所述步骤①中有机溶剂优选为丙酮，浸泡时间优选为10分钟，温度优选为60℃。(4)微腐蚀处理：将步骤(3)得到的衬底放置到ITO腐蚀液中浸泡，进行微腐蚀处理处理。所述步骤(4)中，ITO腐蚀液为FeCl3、HCl和H2O的混合溶液，FeCl3、HCl和H2O的比例为1g：40ml：40ml，HCl的质量分数为36-38％；浸泡时间为10-60秒，进一步优选的浸泡时间为30秒。(5)高温退火：对步骤(4)得到的衬底在氮气氛围内进行高温退火。所述步骤(5)中退火温度为500-650℃，退火时间为3-8分钟，氮气流量为2-10SLPM。优选的退火温度为600℃，退火时间为5分钟，氮气流量为3SLPM。所有步骤涉及的氧气的纯度为不小于99.999％，保证氧气的纯净和使用安全。所有步骤涉及的氮气的纯度不小于等于99.999％，保证氮气的纯净和使用安全。本专利技术使用首先使用负向光刻胶制作掩膜图形，再使用电子束蒸发台进行低温蒸镀ITO薄膜，然后使用膜剥离方法直接将多余的ITO进行剥离掉，并通过特殊的微腐蚀工艺处理表面，来得到边缘整齐的ITO图形，最后通过接触式高温退火工艺得到低电阻高透过率的ITO薄膜。具有以下特点：1.实现了在较低低温度下(保证负胶结构不被破坏)蒸镀ITO，直接使用粘性膜剥离掉多于ITO薄膜的方法，完成了ITO图形的制作过程。本专利技术实现的关键在于低温蒸镀ITO并配合后续的接触式氮气氛围下的高温退火，实现了低电阻高透过率的ITO薄膜图形的制作。通过有机溶剂溶解负向光刻胶进行膜剥离，并通过微腐蚀处理来得到边缘整齐的ITO图形。2.整个过程操作步骤简洁，使用常规设备完成了ITO膜层的制作过程，中间无大量使用腐蚀性溶液，没有额外增加辅助性膜层与材料，仅仅使用负向光刻胶进行掩膜制作完成了ITO图形的制作，与传统的腐蚀法相比，成本低廉，耗用时间较少，效率较高，操作过程完全可靠。与增加辅助性膜层(如中国专利文献CN1029567595本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GaN基LED中ITO图形的制作方法，包括以下步骤：(1)制作掩膜图形：在衬底表面上进行涂胶、曝光和显影，制作出需要的光阻掩膜图形；(2)低温蒸镀ITO膜；(3)剥离ITO膜：(4)微腐蚀处理：将步骤(3)得到的衬底放置到ITO腐蚀液中浸泡，进行微腐蚀处理处理；(5)高温退火：对步骤(4)得到的衬底在氮气氛围内进行高温退火。

【技术特征摘要】
1.一种GaN基LED中ITO图形的制作方法，包括以下步骤：(1)制作掩膜图形：在衬底表面上进行涂胶、曝光和显影，制作出需要的光阻掩膜图形；(2)低温蒸镀ITO膜；(3)剥离ITO膜：(4)微腐蚀处理：将步骤(3)得到的衬底放置到ITO腐蚀液中浸泡，进行微腐蚀处理处理；(5)高温退火：对步骤(4)得到的衬底在氮气氛围内进行高温退火。2.根据权利要求1所述的GaN基LED中ITO图形的制作方法，其特征是：所述步骤(1)的具体过程如下所述：①使用负向光刻胶，涂胶厚度为10000埃-35000埃，涂胶转速为1600rpm-3000rpm。②曝光时间为10-20秒，曝光功率为300-500w。③显影时间为60-80秒，显影液温度为40-60℃，保持恒温。3.根据权利要求2所述的GaN基LED中ITO图形的制作方法，其特征是：所述步骤①中的涂胶厚度为20000埃，涂胶转速为2400rpm。4.根据权利要求2所述的GaN基LED中ITO图形的制作方法，其特征是：所述述步骤②中的曝光时间为15秒，曝光功率为350W；所述步骤③中使用的显影时间为65秒，显影液温度为45℃，保持恒温。5.根据权利要求1所述的GaN基LED中ITO图形的制作方法，其特征是：所述步骤(2)的具体过程如下所述：①将带有光阻掩膜图形的衬底放入蒸发台的腔室内，对腔室进行抽真空，真空值至少为3.0E-6Torr。②对腔室预通氧气5-20分钟，加热温度为60-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉鹏，刘琦，徐晓强，汤福国，闫宝华，
申请(专利权)人：山东浪潮华光光电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37