以ITO∕ZnO基复合膜为p电极的LED电极制作方法技术

本发明专利技术公开了一种以ITO∕ZnO基复合膜为p电极的LED电极制作方法，包括：1)清洗基片；2)在基片上沉积ITO导电膜；3)对ITO导电膜光刻，形成n电极区域和ITO导电膜覆盖的p电极区域，所述的ITO导电膜覆盖的面积略大于p电极区域；4)在n电极区域和p电极区域上沉积ZnO基导电膜；5)对ZnO基导电膜光刻，去掉n电极区域的ZnO膜，在p电极区域上形成ITO/ZnO基复合膜；6)在n电极区域上刻蚀台阶；7)在n电极区域的台阶和ITO/ZnO基复合膜上依次沉积电极金属和钝化层，所述的钝化层覆盖在电极金属之上；8)刻蚀去除电极金属上的钝化层，制得以ITO/ZnO基复合膜为p电极的LED电极。本发明专利技术的方法工艺效果良好，产品可靠性高，制备过程简单，易于推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发光二级管电极的制作方法，尤其涉及一种以ITO/ZnO基复合膜为P电极的LED电极的制作方法。
技术介绍
由于发光二极管(LED)具有节能环保的双重优势，被认为是二十一世纪最有发展 前景的新一代节能照明光源，得到了广泛的应用，但是LED的制备方法还需要不断改进，主要是降低成本和提高发光效率。LED常用的p电极材料为Ni/Au，但Ni/Au是不透明的，影响了 LED的发光效率，如果使用透明电极，会明显提高发光效率。目前，LED透明电极材料主要采用氧化铟锡(IT0)，但由于In为稀有金属，价格昂贵而且有毒性，因此寻找一种物美价廉的透明电极材料取代ITO —直备受关注。氧化锌(ZnO)是一种II -VI族的化合物半导体，对于可见光具有很高的透明度，通过III族元素掺杂，ZnO可以实现较低的电阻率；同时，ZnO自然界储量丰富，具有成本低、无毒、在氢等离子体环境下相对稳定等优良特性，是极佳的LED的电极材料。由于发光二极管p型层材料高的功函数和低的空穴浓度，与ZnO之间很难形成良好的欧姆接触，ZnO直接用作p电极材料，开启电压较高。王书方(王书方，表面化学处理和退火对P-GaN /ZnOiGa接触特性的影响.发光学报 2010. 31 (6) :848-853)等人研究了表面处理和退火对p_GaN/ZnO:Ga接触特性的影响，不论是对GaN表面化学处理还是在凡气氛中退火，GaN层与ZnO层之间均表现出较高的接触电阻；中国专利CN102142496A报道了一种GaN基LED中P型GaN上双层透明电极，该透明电极由ITO薄膜和ZnO基薄膜双层结构组成，采用ZnO取代部分IT0，节约了成本，减少了环境污染，但是，此专利仅涉及到电极的双层结构以及电极材料的生长方法，并未涉及到此种电极的刻蚀方法；中国专利CN102169943A报道了采用ITO/ZnO基复合膜作为LED透明电极，用ZnO替代部分IT0，节约了成本，减少了污染；但是在刻蚀ITO/ZnO基复合膜时，采用干法刻蚀ITO膜，相对于湿法刻蚀，刻蚀效率低，灵活性差。由于IT0、ZnO两种材料在同种腐蚀液中腐蚀速率差别较大，腐蚀速率较快的ZnO基导电膜先被腐蚀掉，腐蚀速率较慢的ITO导电膜后被腐蚀。在光刻腐蚀ITO/ZnO基复合膜的过程中，首先是未被光刻胶保护的ZnO基导电膜被腐蚀掉，暴露出ITO导电膜，随着腐蚀时间的推进，暴露出的ITO导电膜逐渐被腐蚀掉，但是由于ZnO基导电膜腐蚀速率较快，在腐蚀暴露出的ITO导电膜的同时，光刻胶保护部分的ZnO基导电膜也会被腐蚀掉一部分，甚至会出现ZnO基导电膜全部被腐蚀掉而ITO导电膜还未被腐蚀的状况，无法形成ITO/ZnO基复合膜覆盖的电极区域，不能满足实际生产的需求
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种以ITO/ZnO基复合膜为p电极的LED电极制作方法，其工艺效果良好，产品可靠性高。本专利技术采用下述技术方案以ITO/ZnO基复合膜为p电极的LED电极制作方法，包括 1)清洗基片； 2)在基片上沉积ITO导电膜； 3)对ITO导电膜光刻，形成n电极区域和ITO导电膜覆盖的p电极区域，所述的ITO导电膜覆盖的面积略大于P电极区域； 4)在n电极区域和p电极区域上沉积ZnO基导电膜(3); 5)对ZnO基导电膜光刻，去掉n电极区域的ZnO膜，在p电极区域上形成ITO/ZnO基复合膜； 6)在n电极区域上刻蚀台阶； 7)在n电极区域的台阶和ITO/ZnO基复合膜上依次沉积电极金属和钝化层，所述的钝化层覆盖在电极金属之上； 8)刻蚀去除电极金属上的钝化层，制得以ITO/ZnO基复合膜为p电极的LED电极。其中，所述步骤I)中清洗基片的方法包括酸清洗、有机清洗或水清洗； 所述步骤3)中的光刻腐蚀液为盐酸、硝酸或硫酸； 所述步骤4)中沉积ZnO基导电膜的方法为电子束蒸发、磁控溅射或脉冲激光沉积； 所述步骤5)中的光刻腐蚀液为酸或碱溶液； 所述步骤6)中刻蚀台阶的方法为电感耦合等离子体刻蚀或反应离子刻蚀； 所述步骤7)中沉积电极金属的方法为电子束蒸发、热蒸发或磁控溅射； 所述步骤7)中沉积钝化层的方法为等离子增强化学气相沉积法。。本专利技术针对IT0、ZnO腐蚀速率不同，将两种膜分开腐蚀首先对腐蚀速率较慢的ITO导电膜进行光刻腐蚀，形成ITO导电膜覆盖的p电极区域，然后再对腐蚀速率较快的ZnO基导电膜进行光刻腐蚀，考虑到第二次腐蚀对ITO导电膜的影响，第一次腐蚀保留ITO导电膜略大于P电极。本专利技术解决了由于IT0、ZnO腐蚀速率不同，湿法腐蚀无法形成以ITO/ZnO基复合膜为P电极的问题；两次腐蚀过程可以选用同种腐蚀液，也可以选用不同种腐蚀液，灵活性闻。本专利技术方法有以下优点 1)采用湿法刻蚀ITO膜和ZnO膜，刻蚀效率高，可灵活操作； 2)ZnO基导电膜，透光率高，化学稳定性好，价格低廉； 3)采用ZnO取代部分IT0，环境友好，降低材料成本； 4)腐蚀液可以选用一种或多种，灵活性高； 5)制备过程简单，易于推广应用。附图说明图f 12为本专利技术的ITO / ZnO基复合膜为p电极的LED电极的制作过程 图12为本专利技术的方法制得的LED电极的结构示意图。图中所示 I——基片，2——ITO导电膜，3——ZnO基导电膜， 4-电极金属，5-钝化层，6-p电极区域， 7——n电极区域，8——光刻胶，9——窗口。具体实施例方式 下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例I 参见附图广12，本专利技术的制备方法包括以下步骤 1)如图I所示对基片I进行常规的酸清洗、有机清洗、水清洗； 2)如图2所示将清洗好的基片I放入ITO蒸发台，在350°C的温度和氧气下蒸镀IOOnm厚的ITO导电膜2 ; 3)如图3所示在沉积ITO导电膜2的基片I上均匀涂覆光刻胶8，进行光刻，刻蚀出ITO导电膜的窗口 9 ； 4)如图4所示采用质量浓度37%的浓盐酸腐蚀ITO导电膜2，窗口9暴露出的ITO导电膜2被腐蚀液腐蚀，露出n电极区域7，窗口 9之外的ITO导电膜2被光刻胶8保护，不被腐蚀液腐蚀，光刻胶8保护区域较p电极区域6略大； 5)如图5所示去掉光刻胶8，然后采用磁控溅射法在n电极区域7和p电极区域6上沉积ZnO基导电膜3，沉积条件为基体温度350°C，背底真空度为9. 0 X 10_4Pa，沉积压强为0. 7Pa,lS氧比为 50: 3 ； 6)如图6所示光刻暴露出ZnO基导电膜3的窗口9 ; 7)如图7所示采用质量分数为37%的浓盐酸腐蚀ZnO基导电膜3，去掉n电极区域7的ZnO膜，在p电极区域6上形成ITO/ZnO基复合膜； 8)如图8所示采用电感耦合等离子体刻蚀法在n电极区域7上刻蚀台阶，刻蚀深度0.5 u m ； 9)如图9、10所示在n电极区域7的台阶和ITO/ZnO基复合膜上光刻，采用磁控溅射法沉积电极金属4 ； 10)如图11所示在n电极区域7的台阶和ITO/ZnO基复合膜上采用等离子增强化学气相沉积法沉积钝化层5，所述的钝化层5覆盖在电极金属4之上； 11)如图12所示刻蚀去除电极金属4上的钝化层5，制得以ITO/ZnO基复合膜为p电极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕建国，陈丹，叶志镇，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：