一种LED透明导电层的制备方法

摘要

本申请公开了一种LED透明导电层的制备方法，该方法包括：在LED芯片表面蒸镀ITO透明导电层；在氧气流量为Q1毫升/分钟，合金温度为D1度下，对所述ITO透明导电层进行合金，时间为T1秒后，静置2分钟；在氧气流量为Q2毫升/分钟，合金温度为D2度下，对所述ITO透明导电层进行合金，时间为T2秒后，静置2分钟；在氧气流量为Q3毫升/分钟，合金温度为D3度下，对所述ITO透明导电层进行合金，时间为T3秒；其中，Q1>Q2>Q3，D1＜D2＜D3，且T1＞T2＞T3；常温冷却5分钟。本发明使ITO透明导电层与LED的P‑GaN形成更好的欧姆接触，得到了更均匀，质量更好的ITO透明导电膜层。

权利要求

1.一种LED透明导电层的制备方法，其特征在于，该方法包括：在LED芯片表面蒸镀ITO透明导电层；

在氧气流量为Q1毫升/分钟，合金温度为D1度下，对所述ITO透明导电层进行合金，时间为T1秒后，静置2分钟；

在氧气流量为Q2毫升/分钟，合金温度为D2度下，对所述ITO透明导电层进行合金，时间为T2秒后，静置2分钟，Q2＝0.7Q1～0.95Q1，D2＝D1～1.2D1，T2＝0.7T1～0.95T1；

在氧气流量为Q3毫升/分钟，合金温度为D3度下，对所述ITO透明导电层进行合金，时间为T3秒；其中，Q1>Q2>Q3，D1＜D2＜D3，且T1＞T2＞T3；

常温冷却5分钟。

2.根据权利要求1所述的LED透明导电层的制备方法，其特征在于，所述在芯片表面蒸镀ITO透明导电层，进一步包括：在镀膜速率为2～4埃/秒，温度为320度，氧气流量为2～8毫升/分钟，腔体压力为3.0×

10-6托，ITO膜厚为1000-2400埃，镀膜时间为500～1000秒的条件下在所述LED芯片表面蒸镀ITO透明导电层。

3.根据权利要求1所述的LED透明导电层的制备方法，其特征在于，所述在氧气流量为Q1毫升/分钟，合金温度为D1度下，对所述ITO透明导电层进行合金，时间为T1秒，进一步包括：氧气流量为8～11毫升/分钟，合金温度为500～540度下，对所述ITO透明导电层进行合金，时间为300～400秒。

4.根据权利要求1所述的LED透明导电层的制备方法，其特征在于，进一步为：Q2＝0.9Q1，D2＝1.1D1，T2＝0.85T1。

5.根据权利要求1所述的LED透明导电层的制备方法，其特征在于，所述在氧气流量为Q3毫升/分钟，合金温度为D3度下，对所述ITO透明导电层进行合金，时间为T3秒，进一步包括：Q3＝0.7Q2～0.95Q2，D3＝D2～1.2D2，T3＝0.7T2～0.95T2。

6.根据权利要求5所述的LED透明导电层的制备方法，其特征在于，所述在氧气流量为Q3毫升/分钟，合金温度为D3度下，对所述ITO透明导电层进行合金，时间为T3秒，进一步包括：Q3＝0.85Q1，D3＝1.1D2，T3＝0.9T2。

说明书

一种LED透明导电层的制备方法

技术领域

[0001] 本申请涉及半导体照明技术领域，具体地说，是涉及一种LED透明导电层的制备方法。

背景技术

[0002] 发光二极管(Light-Emitting Diode，简称LED)是一种能将电能转化为光能的半导体电子元件。这种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当的光度。而用途也由初时作为指示灯、显示板等；随着技术的不断进步，发光二极管已被广泛的应用于显示器、电视机采光装饰和照明。

[0003] LED的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个P-N结构的过渡层。

[0004] 随着LED技术的不断发展，尤其是伴随着第三代半导体技术的蓬勃发展，半导体照明以节能、环保、亮度高、寿命长等优点，成为社会发展的焦点，也带动了整个行业上中下游产业。GaN基LED芯片是半导体照明的“动力”，近年来性能得到大幅提升，生产成本也不断降低，为半导体照明走进千家万户做出突出贡献。

[0005] 为了提高LED照明所占的市场比例，加快替代白炽灯、荧光灯等传统光源，还需进一步提升LED器件的光效，降低LED的成本。氧化铟锡(Indium Tin Oxide，简称ITO)材料凭借良好的穿透率与导电率为LED芯片提升光效做出了极大贡献。氧化铟锡主要的特性是其电学传导和光学透明的组合。通常地，使用ITO合金制作LED的透明导电层，ITO合金的作用是使LED的电极与外延层形成很好的欧姆接触，若不用ITO合金的话会使电流在电极表面扩散，不能使电流很好的通到电极里面，造成VF偏高，影响电极的电化学性能。

[0006] V代表电压，F代表正向，VF代表正向电压，一般小功率LED红、黄、橙、黄绿的VF是1.8-2.4V，纯绿、蓝、白的VF是3.0-3.6V。

[0007] 铟锡金属氧化物，具有很好的导电性和透明性，可以切断对人体有害的电子辐射，紫外线及远红外线。因此，喷涂在玻璃，塑料及电子显示屏上后，在增强导电性和透明性的同时切断对人体有害的电子辐射及紫外、红外。ITO是一种N型氧化物半导体-氧化铟锡，ITO薄膜即铟锡氧化物半导体透明导电膜，通常有两个性能指标：电阻率和透光率。

[0008] 在LED制作过程中所说的退火是指在氧气氛围下将PGaN层里面的Mg-H键打开，活化Mg的作用。ITO合金即退火的主要作用有两个：一是使ITO透明导电层与P-GaN形成良好的欧姆接触，二是使ITO膜层的光透光率提高。通过合金可以达到降低ITO透明导电层与P-GaN的接触电阻，从而降低整个LED的正向电压以及提高LED的亮度。

[0009] 现有技术的ITO透明导电层的制备步骤如下：

[0010] 步骤101，采用电子束真空镀膜设备在LED芯片表面蒸镀ITO透明导电层；

[0011] 设定ITO透明导电层膜厚为1000-2400埃，镀膜速率为2～4埃/秒，镀膜时间为500～1000秒，氧气流量为2～8毫升/分钟，温度为320度，腔体压力为3.0×10-6托，在LED芯片表面蒸镀ITO透明导电层。

[0012] 步骤102，ITO透明导电层合金；

[0013] 在氧气流量为8～11毫升/分钟，温度为5008度～654度条件下，合金771.75秒～1029秒。

[0014] 步骤103，冷却

[0015] 合金完成后，常温冷却5分钟。

[0016] 现有的传统ITO透明导电层的合金方法为一次性合金法，按照一次性合金方法所制备的ITO透明导电层与LED的P-GaN之间的接触电阻较大，导致正向电压升高和LED芯片亮度低。

[0017] 如何解决上述应用ITO透明导电层一次性合金制备的LED芯片亮度低且正向电压高的问题，便成为亟待解决的技术问题。

发明内容

[0018] 为了解决在上述现有技术中出现的问题，本发明的目的是提供一种LED透明导电层的制备方法。

[0019] 本发明提供了一种LED透明导电层的制备方法，该方法包括：

[0020] 在LED芯片表面蒸镀ITO透明导电层；

[0021] 在氧气流量为Q1毫升/分钟，合金温度为D1度下，对所述ITO透明导电层进行合金，时间为T1秒后，静置2分钟；

[0022] 在氧气流量为Q2毫升/分钟，合金温度为D2度下，对所述ITO透明导电层进行合金，时间为T2秒后，静置2分钟；

[0023] 在氧气流量为Q3毫升/分钟，合金温度为D3度下，对所述ITO透明导电层进行合金，时间为T3秒；其中，

[0024] Q1>Q2>Q3，D1＜D2＜D3，且T1＞T2＞T3；

[0025] 常温冷却5分钟。

[0026] 进一步地，其中，所述在芯片表面蒸镀ITO透明导电层，进一步包括：

[0027] 在镀膜速率为2～4埃/秒，温度为320度，氧气流量为2～8毫升/分钟，腔体压力为3.0×10-6托，ITO膜厚为1000-2400埃，镀膜时间为500～1000秒的条件下在所述LED芯片表面蒸镀ITO透明导电层。

[0028] 进一步地，其中，所述在氧气流量为Q1毫升/分钟，合金温度为D1度下，对所述ITO透明导电层进行合金，时间为T1秒，进一步包括：

[0029] 氧气流量为8～11毫升/分钟，合金温度为500～540度下，对所述ITO透明导电层进行合金，时间为300～400秒。

[0030] 进一步地，其中，所述在氧气流量为Q2毫升/分钟，合金温度为D2度下，对所述ITO透明导电层进行合金，时间为T2秒，进一步包括：

[0031] Q2＝0.7Q1～0.95Q1，D2＝D1～1.2D1，T2＝0.7T1～0.95T1。

[0032] 进一步地，其中，进一步为：

[0033] Q2＝0.9Q1，D2＝1.1D1，T2＝0.85T1。

[0034] 进一步地，其中，所述在氧气流量为Q3毫升/分钟，合金温度为D3度下，对所述ITO透明导电层进行合金，时间为T3秒，进一步包括：

[0035] Q3＝0.7Q2～0.95Q2，D3＝D2～1.2D2，T3＝0.7T2～0.95T2。

[0036] 进一步地，其中，所述在氧气流量为Q3毫升/分钟，合金温度为D3度下，对所述ITO透明导电层进行合金，时间为T3秒，进一步包括：

[0037] Q3＝0.85Q1，D3＝1.1D2，T3＝0.9T2。

[0038] 与现有技术相比，本申请所述的一种LED透明导电层的制备方法，具有以下优点：

[0039] (1)本发明的LED透明导电层的制备方法，通过对LED芯片表面蒸镀ITO透明导电层进行三步合金，逐步规律性地减少合金时间及氧气流量，并规律性地增加合金温度，使ITO透明导电层与LED的P-GaN形成更好的欧姆接触，得到了更均匀，质量更好的ITO透明导电膜层。

[0040] (2)本发明的LED透明导电层的制备方法，通过对LED芯片表面蒸镀ITO透明导电层进行三步合金，降低ITO透明导电层与P-GaN的接触电阻，从而降低整个LED的正向电压以及提高了LED的亮度。

[0041] 当然，实施本申请的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

附图说明

[0042] 此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

[0043] 图1是现有技术的LED透明导电层的制备方法流程示意图；

[0044] 图2是本发明实施例1的LED透明导电层的制备方法流程示意图；

[0045] 图3是本发明实施例2的LED透明导电层的制备方法流程示意图；

[0046] 图4是本发明一个具体实施例的LED透明导电层的制备方法流程示意图。

具体实施方式

[0047] 如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

[0048] 以下结合附图对本申请作进一步详细说明，但不作为对本申请的限定。

[0049] 实施例1：

[0050] 如图2所示，为本发明的LED透明导电层的制备方法流程示意图，该方法包括：

[0051] 步骤201，在LED芯片表面蒸镀ITO透明导电层；

[0052] 先将ITO透明导电层蒸镀在LED芯片表面，使用ITO透明导电层避免了电流在电极表面扩散，使LED的电流很好地通到电极里面，能获得准确的VF值，保证了电极的电化学性能。

[0053] 步骤202，在氧气流量为Q1毫升/分钟，合金温度为D1度下，对所述ITO透明导电层进行合金，时间为T1秒后，静置2分钟。

[0054] 步骤203，在氧气流量为Q2毫升/分钟，合金温度为D2度下，对所述ITO透明导电层进行合金，时间为T2秒后，静置2分钟。

[0055] 步骤204，在氧气流量为Q3毫升/分钟，合金温度为D3度下，对所述ITO透明导电层进行合金，时间为T3秒；其中，

[0056] Q1>Q2>Q3，D1＜D2＜D3，且T1＞T2＞T3。

[0057] 本方法的ITO透明导电层的总合金时间为T，T＝T1+T2+T3＝771.75～1029秒，通过分三步合金，逐步规律性地减少合金时间及氧气流量，并规律性地增加合金温度，使ITO与p-GaN形成更好的欧姆接触，得到了更均匀，质量更好的ITO膜层。

[0058] 步骤205，常温冷却5分钟。

[0059] 实施例2：

[0060] 如图3所示，为本实施例的LED透明导电层的制备方法的流程示意图，该方法，包括：

[0061] 步骤301，在LED芯片表面蒸镀ITO透明导电层；其中，

[0062] 在镀膜速率为2～4埃/秒，温度为320度，氧气流量为2～8毫升/分钟，腔体压力为3.0×10-6托，ITO膜厚为1000-2400埃，镀膜时间为500～1000秒的条件下在所述LED芯片表面蒸镀ITO透明导电层。

[0063] 步骤302，在氧气流量为Q1毫升/分钟，合金温度为D1度下，对所述ITO透明导电层进行合金，时间为T1秒后，静置2分钟。

[0064] 步骤303，在氧气流量为Q2＝0.7Q1～0.95Q1毫升/分钟，合金温度为D2＝D1～1.2D1度下，对所述ITO透明导电层进行合金，时间为T2＝0.7T1～0.95T1秒后，静置2分钟。

[0065] 步骤304，在氧气流量为Q3＝0.7Q2～0.95Q2毫升/分钟，合金温度为D3＝D2～1.2D2度下，对所述ITO透明导电层进行合金，时间为T3＝0.7T2～0.95T2秒。

[0066] 步骤305，常温冷却5分钟。

[0067] 实施例3：

[0068] 如图4所示，为本发明的LED透明导电层的制备方法一个具体实施例的流程示意图，本实施例的LED透明导电层的制备方法，包括：

[0069] 步骤401，在LED芯片表面蒸镀ITO透明导电层；其中，

[0070] 在镀膜速率为2～4埃/秒，温度为320度，氧气流量为2～8毫升/分钟，腔体压力为3.0×10-6托，ITO膜厚为1000-2400埃，镀膜时间为500～1000秒的条件下在所述LED芯片表面蒸镀ITO透明导电层。

[0071] 步骤402，在氧气流量为8～11毫升/分钟，合金温度为500～540度下，对所述ITO透明导电层进行合金，时间为300～400秒后，静置2分钟。

[0072] 步骤403，在氧气流量为Q2＝0.81～0.99毫升/分钟，合金温度为D2＝550～594度下，对所述ITO透明导电层进行合金，时间为T2＝255～340秒后，静置2分钟。

[0073] 步骤404，在氧气流量为Q3＝0.729～0.891毫升/分钟，合金温度为D3＝605～653.4度下，对所述ITO透明导电层进行合金，时间为T3＝216.75～289秒。

[0074] 步骤405，常温冷却5分钟。

[0075] 通过本发明方法的LED透明导电层的制备方法，得到质量更好的ITO透明导电膜层，可以使LED芯片亮度提升2％-5％，同时LED芯片电压下降0.03V-0.07V。该发明既提升了芯片亮度，又降低了芯片电压，对LED芯片的光效提升更为显著，从而使LED芯片更加节能环保。以下是使用本发明LED透明导电层的制备方法得到LED芯片与使用传统方法获得LED芯片的性能测试对比。

[0076] 表一，本发明方法获得LED芯片与传统方法制得LED芯片的性能对比表[0077]

[0078] 由上表可以看出，本发明分步合金方法可以使LED芯片的亮度提升3％-6％，同时使LED芯片电压下降0.03V-0.07V，在提升LED芯片性能的基础上还节约了能源。

[0079] 与现有技术相比，本申请所述的一种LED透明导电层的制备方法，具有以下优点：

[0080] (1)本发明的LED透明导电层的制备方法，通过对LED芯片表面蒸镀ITO透明导电层进行三步合金，逐步规律性地减少合金时间及氧气流量，并规律性地增加合金温度，使ITO与LED的P-GaN形成更好的欧姆接触，得到了更均匀，质量更好的ITO透明导电膜层。

[0081] (2)本发明的LED透明导电层的制备方法，通过对LED芯片表面蒸镀ITO透明导电层进行三步合金，降低ITO透明导电层与P-GaN的接触电阻，从而降低整个LED的正向电压以及提高了LED的亮度。

[0082] 上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。