Ito薄膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，特別是涉及一種IT0薄膜的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] ITO(indiumtinoxide，氧化銦錫）是一種半導(dǎo)體技術(shù)行業(yè)中重要的透明導(dǎo)電氧 化物，在可見光范圍的透過率高達(dá)90%以上，能大大提高半導(dǎo)體器件的光電性能。目前，IT0 已經(jīng)被應(yīng)用于一種可以替代傳統(tǒng)的白熾燈和突光燈的節(jié)能器件，即LED(lightemitting diode,發(fā)光二極管）器件。LED器件的結(jié)構(gòu)主要包括n-GaN層、MQW(multiplequantum well，量子阱）層、p-GaN層、IT0薄膜層以及合金電極層等。這些薄膜層中，IT0薄膜層對 LED器件的發(fā)光性能十分重要。IT0薄膜在可見光范圍內(nèi)的透過率，遠(yuǎn)高于合金電極的透過 率；與此同時，IT0薄膜導(dǎo)電性能良好，起到擴(kuò)展p-GaN層的表面電流的作用。因此，IT0薄 膜是提高LED器件發(fā)光效率的重要結(jié)構(gòu)部分。
[0003] 圖1為常用的磁控濺射的工藝腔室基本結(jié)構(gòu)示意圖。IT0薄膜磁控濺射沉積IT0 薄膜的主要過程：在高真空度的情況下，將基片3放置在基座4的正上方，通入一定流量的 氣體（Ar，02)，其中，流量計6為Ar氣流量計，流量計7為02氣流量計，通過旋轉(zhuǎn)磁控管1和 施加一定功率的RF-Dc電源5來消耗IT0靶材2,最后將IT0薄膜沉積在基片3上。
[0004] IT0薄膜的沉積通常采用單步法和兩步法，通過改變RF(radiofrequency,射頻） 功率、Dc(directcurrent，直流）功率、Ar和02氣體流量等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，每一步的Ar和 〇2氣體流量是固定的。通常來講，Ar和02氣體流量是影響IT0薄膜折射率的最敏感的因 素，目前的單步法和兩步法磁控濺射工藝制備的IT0薄膜折射率范圍較窄，在1. 9到2. 1之 間。
[0005] 在LED器件中，IT0位于GaN和封裝材料之間，GaN折射率通常在2. 5以上，封裝材 料通常在1.0以上。由于材料間的折射率不匹配，導(dǎo)致出光效率難以進(jìn)一步提升。如果IT0 薄膜的折射率調(diào)整到適當(dāng)?shù)姆秶涂梢杂行У亟档腿瓷湓斐傻某龉鈸p耗，從而提高LED 器件的出光效率。但目前的IT0薄膜的折射率范圍較窄，往往不能滿足提高出光效率的需 要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 基于上述問題，本發(fā)明提供了一種IT0薄膜的制備方法，利用該方法可使IT0薄膜 的折射率調(diào)整到較寬的范圍。
[0007] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0008] -種IT0薄膜的制備方法，所述制備方法采用磁控濺射制備工藝，工藝過程中通 入的〇2流量隨時間變化，其變化過程為：
[0009] IT0薄膜沉積步驟之前，只通Ar氣，02流量為0 ;
[0010]IT0薄膜沉積的第一階段，02流量分步增加，從0 -直增加到最大值。
[0011] 在其中一個實施例中，所述IT0薄膜的制備方法還包括如下步驟：
[0012]IT0薄膜沉積的第二階段，02流量分步減小，由最大值逐步減小到0。
[0013] 在其中一個實施例中，所述第一階段為RF和DC共同濺射；所述第二階段為DC濺 射。
[0014] 在其中一個實施例中，在〇2流量分步增加或分步減小的過程中，分步時間為2s~ 10s;分步02流量為0. 02~0.lsccm。
[0015] 在其中一個實施例中，〇2流量呈等差數(shù)列分步增加或分步減小。
[0016] 在其中一個實施例中，02流量的變化率為0. 01~0. 05SCCm/S ;02流量的變化次數(shù) 為40~200。
[0017] 在其中一個實施例中，所述IT0薄膜沉積的第二階段，在02流量分步減小之前，還 包括過渡步驟，所述過渡步驟中〇2流量保持最大值不變。
[0018] 在其中一個實施例中，所述分步時間為5s，分步02流量為0. 05SCCm;
[0019]IT0薄膜沉積步驟之前，第1-3步，只通Ar氣，02流量為0 ;
[0020] IT0薄膜沉積的第一階段，第4-24步，每一步增加0. 05sccm，從0增加到最大值 lsccm；
[0021] 第25步為過渡步驟，02流量保持最大值lsccm不變；
[0022] 第26步-第46步為IT0薄膜沉積的第二階段，第26步02流量最大值lsccm，每 一步減小0. 05sccm，從最大值減小到0。
[0023] 在其中一個實施例中，所述IT0薄膜的折射率為1. 8~2. 8。
[0024] 本發(fā)明提供的IT0薄膜的制備方法，鍍膜過程中02流量會發(fā)生變化，02流量會影 響IT0薄膜中氧空位的濃度，從而影響IT0薄膜的折射率。利用該方法，可制得折射率范圍 較寬的IT0薄膜，使之與GaN和封裝材料的折射率相匹配，可以有效地降低全反射造成的出 光損耗，從而提高LED器件的出光效率。
【附圖說明】
[0025] 圖1為常用的磁控濺射的工藝腔室基本結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖2為本發(fā)明一實施例中02流量變化的流程圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面將結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明 中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0028] 參見圖2,本發(fā)明提供了一種IT0薄膜的制備方法，該制備方法采用磁控濺射制備 工藝，工藝過程中通入的〇2流量隨時間變化，該變化過程為：在IT0薄膜沉積步驟之前，只 通Ar氣，02流量為0 ;在IT0薄膜沉積的第一階段，02流量分步增加，從0 -直增加到最大 值。
[0029]IT0薄膜的主要成分為ln203,Sn摻入后，代替ln203晶格中的In元素，以SnO和 Sn02的形式存在，同時對應(yīng)一定濃度的氧空位。在工藝過程中，02流量變化后，形成的SnO和 Sn02的濃度隨之改變，薄膜中氧空位的濃度也會發(fā)生變化，從而引起IT0薄膜的折射率發(fā)生 變化。在IT0薄膜沉積步驟開始后，由于每一步具有一定的02流量，這相當(dāng)于把IT0薄膜 分成幾十層小層薄膜，每一小層薄膜對于最后的IT0薄膜具有一定的折射率貢獻(xiàn)（02流量 越大，ITO薄膜的折射率越大)，通過幾十層薄膜折射率的綜合效應(yīng)，