[发明专利]以ITO∕ZnO基复合膜为p电极的LED电极制作方法

说明书

 

技术领域

本发明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。

背景技术

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(ITO)，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一直备受关注。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 /ZnO:Ga接触特性的影响[J].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N₂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ITO，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ITO，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ITO、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。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种以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。

本发明采用下述技术方案：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1)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；