金属膜和氧化硅钝化膜
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PECVD的RF功率对GaN epi 的PL强度的影响
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氧化硅的生长工艺 功率 15 w 温度 250 度 真空度 1000 mtorr SiH4 170 sccm N2O 710 sccm 沉积速率 650 A/min 时间 210 秒 厚度 2300A 氧化硅的腐蚀 BOE(HF:NH4F:H2O=3ml:6g:10ml) 时间 25s
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等离子体增强型 (PE) CVD
气体从顶部或盖进入 反应器. 磁感因加热器加热晶 片. 射频电路打击离子. (沉积膜)厚度根据时 间而定.
气体 反应器 活塞 面板
晶片 射频电源 灯丝
上极板加RF，下极板接地
10
一般来讲，在高功率密度下沉积速率增加。反应气体的流
量，腔室气压，温度等都会影响到膜的质量。过低的流量会引 起反应气体的耗尽，而且均匀性差。高的流量可提高沉积速度。 高温可增加膜的致密性。 氧化硅的折射率为1.46。 含氢量增 加，折射率增加。耐腐蚀性变差。
5
分步制备P,N-GaN的欧姆接触，然后再作金 属电极引线的办法。 另外，前面也提到欧姆接触金属体系的 反射率的问题，二者若能兼顾更好，但前者 更为重要（影响工作电压Vf值）。 对于照明用的LED来讲，Ag,Al是两 种反射率较高的金属，Ag>95%,Al在75%左右 。Ag的黏附性差，Al的黏附性还好，但抗蚀 性差。一般来讲，在正装结构中铝被用来背 镀（在芯片的背面的蓝宝石面上）作为反射 镜。Ag在垂直结构中有被采用。
氧化硅除了作PN结的钝化保护之外，在LED中还常用作 为台面上P电极局部区域的电流阻挡层（CBL—current blocking layer，)即介质层也采用氧化硅（可画图再解释一 下）。 CBL的做法可在ITO蒸镀之前，也可在其后。氧化硅 的厚度不同一般是1000-2000A左右，要小于ITO的厚度。 此外,射频功率对有源器件的损伤应引起关注(见下页PL 谱测试结果).
金属膜和氧化硅钝化膜 2012.7
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*常用的金属膜及介质膜体系及应用:
半导体器件及集成电路中常用的薄膜包括金属膜 （单层和多层）及介质膜（钝化膜及光学膜）。金属膜 中如Au、Pt、TI、TIN、Cr、Al、AlCu、AuGeNi、 TiPtAu、ZnAu、AuSn等金属及合金，主要用于N型P 型半导体材料的肖特基接触、欧姆接触、阻挡层、金属 引线及键合金属。在硅器件中还常用到一些硅化物，如 TISi、AlSiCu、W5Si3等金属硅化物。 介质膜往往用作为钝化保护、多层布线的中间介 层.SiO2, Si3N4、 PI胶、多晶硅、AL2O3等。不同的介 质膜按照一定的光学厚度又可以组合成光学膜,例如 Ta2O5与SiO2多对组合等，可起到对某一波长的出射光 的增透（减反射Ar）或高反射(Hr)的作用。总之薄膜技 术在半导体技术中占有重要地位。
7
进炉准备:
制作前基片的清洗，如去除基片的自然氧化层等； 清洗后的基片尽快进炉； 基片清洗不净不但污染腔室，而且薄膜粘附不牢； 粘附性能不好的材料一定要加过渡金属，常用的粘好附性材 料是Ni、Ti、Cr，Al等，但具体情况要根据它们的物理和化 学性质综合考虑。例如，Al任何酸碱都能被酸碱腐蚀，既是 显影液，去胶剂也能腐蚀，这就需要考虑工艺兼容性问题了。
6
Cr是一种黏附性好的金属，但氧化铬则 与金属的黏附性差。所以，在蒸镀 过程中要 注意予镀（Cr对气体有吸附性）和晶片的加 热温度（加热有利于增加黏附性）。 Cr的厚度一般是200-800A; Pt的厚度一般是200-500A; Au的厚度一般是1.2-1.5um; Cr的厚度调整主要是考虑其粘附性， Pt 的厚度主要是考虑其抗Au的向内的扩散， Au 的厚度决定了电极的可焊性，同时也影响到 LED的正向电压Vf值。
N-GaN的欧姆接触用Cr或TiAlTiAu（Ti/Al 的组分比决定了退火温度，第二层Ti是阻挡 层）.
4
值得一提的是在微电子和光电子技术中， Al和Au 很容易形成合金（称为紫斑），且 随温度的变化，Al和Au 组分变化，阻值变化， 影其稳定性，所以在Au层前要加一层Ti作为 阻挡层。 N-GaN的欧姆接触CrPtAu中的Pt也 是同样的道理。 此外，Al的使用一定要谨慎，一是它的 抗蚀性差，二是作欧姆接触的稳定性差。 wenku.baidu.com量产和良率角度来考虑，希望工艺制 程尽量简单，所以N-GaN的欧姆接触和P,N 电极均采用CrPtAu一次完成，而不采用分别
w5 Si3
2
目前LED中常用的金属膜（电极）是 CrPtAu。 PN结断面的钝化保护用氧化硅. 4.1 欧姆接触及电极 N-GaN: CrPtAu金属膜系中的Cr属于功 函数较低的金属，容易与N-GaN形成欧姆接 触，除此之外，还有TiAlTiAu等。 欧姆接触的金属膜系的选择往往在考虑其 与P或N型GaN形成欧姆接触之外，还要兼顾 其反射率及金属膜系中温度对不同金属间互 扩散的影响，以保证欧姆接触的稳定性及可 靠性。
3
P-GaN:传统的LED P-GaN的欧姆接触一 般用NiAu（厚度决定了光的穿透率，即影响 亮度），在含有氧的气氛中退火。 目前，蓝光LED中P-GaN的欧姆接触用 ITO, N-GaN的欧姆接触用CrPtAu（也是P,N 电极引线）,同时与ITO形成良好的接触，工 艺要简单。Pt是防止Au扩散的阻挡层，从而 保持稳定的欧姆接触特性。
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PECVD生长氧化硅（SiH4,N2O）、氮化硅的反应气体 （SiH4,NH3）,由于在射频下的离子轰击而裂开的Si-H,N-H 键可使膜在小区内开裂。高频高温下氢解析速度加快，增加 了膜的致密性（一般情况下为250度或更高）。 NH3中含氢量较高，有时用N2代替NH3。膜中含H量高折 射率上升，所以，优化反应气体的流量比是必要的。
相关因素;
* 膜厚测量多采用石英膜厚控制器。最终厚度可用台阶仪校正. * EB蒸镀金属的过程是无损伤的过程。 * 合金的蒸镀要考虑其组分变化。 * 加热烘烤可提高粘附性，但要考虑温度对lift-off工艺的影响。 尤其是蒸镀厚膜时更要注意。
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4.2 P-N结断面（台面断面）的钝化保护 LED的P-N结断面（台面断面）的钝化保 护一般采用氧化硅（或氮化硅），厚度10002000A. 氧化硅的生长采用PECVD（PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposition ）方 法。值得注意的这种方法一起的射频损伤问 题。
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PECVD的RF功率对GaN epi 的PL强度的影响
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氧化硅的生长工艺 功率 15 w 温度 250 度 真空度 1000 mtorr SiH4 170 sccm N2O 710 sccm 沉积速率 650 A/min 时间 210 秒 厚度 2300A 氧化硅的腐蚀 BOE(HF:NH4F:H2O=3ml:6g:10ml) 时间 25s
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等离子体增强型 (PE) CVD
气体从顶部或盖进入 反应器. 磁感因加热器加热晶 片. 射频电路打击离子. (沉积膜)厚度根据时 间而定.
气体 反应器 活塞 面板
晶片 射频电源 灯丝
上极板加RF，下极板接地
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一般来讲，在高功率密度下沉积速率增加。反应气体的流
量，腔室气压，温度等都会影响到膜的质量。过低的流量会引 起反应气体的耗尽，而且均匀性差。高的流量可提高沉积速度。 高温可增加膜的致密性。 氧化硅的折射率为1.46。 含氢量增 加，折射率增加。耐腐蚀性变差。
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分步制备P,N-GaN的欧姆接触，然后再作金 属电极引线的办法。 另外，前面也提到欧姆接触金属体系的 反射率的问题，二者若能兼顾更好，但前者 更为重要（影响工作电压Vf值）。 对于照明用的LED来讲，Ag,Al是两 种反射率较高的金属，Ag>95%,Al在75%左右 。Ag的黏附性差，Al的黏附性还好，但抗蚀 性差。一般来讲，在正装结构中铝被用来背 镀（在芯片的背面的蓝宝石面上）作为反射 镜。Ag在垂直结构中有被采用。
氧化硅除了作PN结的钝化保护之外，在LED中还常用作 为台面上P电极局部区域的电流阻挡层（CBL—current blocking layer，)即介质层也采用氧化硅（可画图再解释一 下）。 CBL的做法可在ITO蒸镀之前，也可在其后。氧化硅 的厚度不同一般是1000-2000A左右，要小于ITO的厚度。 此外,射频功率对有源器件的损伤应引起关注(见下页PL 谱测试结果).
金属膜和氧化硅钝化膜 2012.7
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*常用的金属膜及介质膜体系及应用:
半导体器件及集成电路中常用的薄膜包括金属膜 （单层和多层）及介质膜（钝化膜及光学膜）。金属膜 中如Au、Pt、TI、TIN、Cr、Al、AlCu、AuGeNi、 TiPtAu、ZnAu、AuSn等金属及合金，主要用于N型P 型半导体材料的肖特基接触、欧姆接触、阻挡层、金属 引线及键合金属。在硅器件中还常用到一些硅化物，如 TISi、AlSiCu、W5Si3等金属硅化物。 介质膜往往用作为钝化保护、多层布线的中间介 层.SiO2, Si3N4、 PI胶、多晶硅、AL2O3等。不同的介 质膜按照一定的光学厚度又可以组合成光学膜,例如 Ta2O5与SiO2多对组合等，可起到对某一波长的出射光 的增透（减反射Ar）或高反射(Hr)的作用。总之薄膜技 术在半导体技术中占有重要地位。
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进炉准备:
制作前基片的清洗，如去除基片的自然氧化层等； 清洗后的基片尽快进炉； 基片清洗不净不但污染腔室，而且薄膜粘附不牢； 粘附性能不好的材料一定要加过渡金属，常用的粘好附性材 料是Ni、Ti、Cr，Al等，但具体情况要根据它们的物理和化 学性质综合考虑。例如，Al任何酸碱都能被酸碱腐蚀，既是 显影液，去胶剂也能腐蚀，这就需要考虑工艺兼容性问题了。
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Cr是一种黏附性好的金属，但氧化铬则 与金属的黏附性差。所以，在蒸镀 过程中要 注意予镀（Cr对气体有吸附性）和晶片的加 热温度（加热有利于增加黏附性）。 Cr的厚度一般是200-800A; Pt的厚度一般是200-500A; Au的厚度一般是1.2-1.5um; Cr的厚度调整主要是考虑其粘附性， Pt 的厚度主要是考虑其抗Au的向内的扩散， Au 的厚度决定了电极的可焊性，同时也影响到 LED的正向电压Vf值。
N-GaN的欧姆接触用Cr或TiAlTiAu（Ti/Al 的组分比决定了退火温度，第二层Ti是阻挡 层）.
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值得一提的是在微电子和光电子技术中， Al和Au 很容易形成合金（称为紫斑），且 随温度的变化，Al和Au 组分变化，阻值变化， 影其稳定性，所以在Au层前要加一层Ti作为 阻挡层。 N-GaN的欧姆接触CrPtAu中的Pt也 是同样的道理。 此外，Al的使用一定要谨慎，一是它的 抗蚀性差，二是作欧姆接触的稳定性差。 wenku.baidu.com量产和良率角度来考虑，希望工艺制 程尽量简单，所以N-GaN的欧姆接触和P,N 电极均采用CrPtAu一次完成，而不采用分别
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目前LED中常用的金属膜（电极）是 CrPtAu。 PN结断面的钝化保护用氧化硅. 4.1 欧姆接触及电极 N-GaN: CrPtAu金属膜系中的Cr属于功 函数较低的金属，容易与N-GaN形成欧姆接 触，除此之外，还有TiAlTiAu等。 欧姆接触的金属膜系的选择往往在考虑其 与P或N型GaN形成欧姆接触之外，还要兼顾 其反射率及金属膜系中温度对不同金属间互 扩散的影响，以保证欧姆接触的稳定性及可 靠性。
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P-GaN:传统的LED P-GaN的欧姆接触一 般用NiAu（厚度决定了光的穿透率，即影响 亮度），在含有氧的气氛中退火。 目前，蓝光LED中P-GaN的欧姆接触用 ITO, N-GaN的欧姆接触用CrPtAu（也是P,N 电极引线）,同时与ITO形成良好的接触，工 艺要简单。Pt是防止Au扩散的阻挡层，从而 保持稳定的欧姆接触特性。
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PECVD生长氧化硅（SiH4,N2O）、氮化硅的反应气体 （SiH4,NH3）,由于在射频下的离子轰击而裂开的Si-H,N-H 键可使膜在小区内开裂。高频高温下氢解析速度加快，增加 了膜的致密性（一般情况下为250度或更高）。 NH3中含氢量较高，有时用N2代替NH3。膜中含H量高折 射率上升，所以，优化反应气体的流量比是必要的。
相关因素;
* 膜厚测量多采用石英膜厚控制器。最终厚度可用台阶仪校正. * EB蒸镀金属的过程是无损伤的过程。 * 合金的蒸镀要考虑其组分变化。 * 加热烘烤可提高粘附性，但要考虑温度对lift-off工艺的影响。 尤其是蒸镀厚膜时更要注意。
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4.2 P-N结断面（台面断面）的钝化保护 LED的P-N结断面（台面断面）的钝化保 护一般采用氧化硅（或氮化硅），厚度10002000A. 氧化硅的生长采用PECVD（PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposition ）方 法。值得注意的这种方法一起的射频损伤问 题。
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