一种改善电极环粘附性的PV膜层及粘附性改善方法技术

本发明专利技术提供了一种改善电极环粘附性的PV膜层及电极环粘附性的改善方法，所述PV膜层为：外延片的ITO环外沉积SiNO薄膜层作为透明绝缘层。因SiNO膜层能完整覆盖在电极外表面，不会产生崩裂现象，有效保护电极，防止被焊球带起，从而降低ITO环上的PAD在受热时脱落的几率。

【技术实现步骤摘要】
一种改善电极环粘附性的PV膜层及粘附性改善方法
本专利技术涉及LED电极结构的制备
，特别地，涉及一种改善电极环的粘附性的PV膜层及粘附性改善方法。
技术介绍
在透明绝缘层(PV层)开孔图形制作过程中，外延片的ITO环外的SiO2层与Au受热后，SiO2层会从Au表面崩裂，导致ITO环上的PAD脱落，造成产品质量问题。业内急需一种降低ITO环上的PAD脱落概率的新型技术。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种改善电极环的粘附性的PV膜层及粘附性改善方法，以解决ITO环上的PAD在受热时脱落的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种改善电极环的粘附性的PV膜层，外延片的ITO环外和裸露的N-GaN层外沉积SiNO薄膜层作为透明绝缘层。该PV膜层保护ITO环上的电极不易脱落，因电极与ITO环粘附力较差，与P-GaN粘附力较好，而SiNO膜层与Au粘附力较好。优选的，SiNO薄膜层的折射率为1.74。优选的，透明绝缘层的沉积厚度在之间。优选的，透明绝缘层的沉积厚度为一种电极环粘附性的改善方法，在电极及ITO层表面上，利用PECVD设备沉积SiNO作为透明绝缘层；沉积过程的工艺条件为：基板温度260℃，腔体压力800mtorr，通入的气体比例为SiH4:NH3:N2O＝1.5:1:6，用高纯N2做载气，总气体流量为2000sccm。。本专利技术具有以下有益效果：因SiO2膜层与Au接触区域易裂开，而SiNO膜层能完整覆盖在电极外表面，不会产生崩裂现象，有效保护电极，防止被焊球带起。在电极粘附性焊线实验中进行对比的结果如下：SiO2薄膜工艺焊线验证偶尔出现掉电极环，SiNO薄膜则能有效改善掉环问题。引起这个状况的原因可能是：SiO2为正四面体结构，Si-O键的键能很大，在受热条件下，由原子热振动引起的振幅与位移均较小，这就使得其热膨胀系数很小。而SiNO中的Si-N-O键能较弱，抵抗热振动的能力较差，导致其热膨胀系数较大。因此，在PV开孔图形制作过程中，SiNO与Au不会因热膨胀失配导致PV层崩裂，ITO环上的PAD自然在受热时也不会脱落。SiNO薄膜做透明绝缘层，还有以下几点优势：1、匹配的折射率(介于GaN层与封装胶之间)：LED出光效率低的主要问题为出射角锥过小，同样，高折射率GaN层与低折射率封装胶不匹配导致全反射比例高，即使后续通过DBR层后出光，在GaN层内部多次反射也会损耗，即全反射损耗。要增加出射角锥，需选取折射率为n2＝n1*n2＝2.43*1.5，即n＝1.9的介质作为透明绝缘层比较合适，而SiNO薄膜的折射率在1.46～2.0之间，符合所有特征，本申请通过调整NH3比例，得到合适折射率的膜层。经过实际试验验证效果后，选取折射率1.74的膜层。2、较高的穿透率：为消除薄膜上下两个表面反射的光互相干涉，增加透射光能。薄膜的折射率和厚度也必须满足一定的条件。两束反射光在界面处都会产生半波损失，因此光程差＝1/2波长时，膜层厚度最小。本申请通过测量不同厚度薄膜对应穿透率选择最佳匹配厚度3、良好的绝缘性、硬度等。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术优选实施例的结构示意图；图2是本专利技术优选实施例的实验结果折线图；其中，1、衬底材料，2、缓冲层，3、N-GaN层，4、MQW层，5、P-GaN层，6、CB层，7、ITO层，8、透明绝缘层，9、P电极，10、N电极。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。参见图1，外延片的结构可参见图1，从下至上依次包括衬底材料1、缓冲层2、N型半导体层(N-GaN层)3、多量子阱层(MQW)4、P型半导体层(P-GaN层)5、电流阻挡层(CB层)6、电流扩展层(ITO层)7、透明绝缘层(PV层)8以及P电极9和N电极10。其中，透明绝缘层(PV层)8为SiNO薄膜层。制备过程如下：制备好CB图形的外延片利用蒸镀方法蒸镀一层透明导电层ITO材料作为电流扩展层。在通过黄光光刻工艺和蚀刻工艺制备成电流扩展层形貌(ITO层)，在利用光刻工艺和ICP刻蚀工艺刻蚀出N-GaN层。利用金属蒸镀的方法在电极位置蒸镀一层电极，金属电极的厚度在1.2-2.0um之间。而后经过炉管合金工艺，在150℃-200℃之间进行金属合金，形成合金电极。在电极以外区域采用PECVD设备和黄光光刻工艺，制备出透明绝缘层，所用透明绝缘层的材料为SiNO薄膜层，透明绝缘层的厚度在之间。SiO2&SiNO薄膜沉积方法：利用气体辉光放电，在高频电场下使稀薄气体电离产生等离子体，这些离子在电场中被加速获得能量，其中电子由于其质量很小，获得能量后温度升高很多，可以比一般环境温度高一至二个数量级，通常要在高温下才能进行反应，在有等离子体的条件下，低温就可沉积，生长速率快且膜层致密。SiO2&SiNO工艺条件：基板温度260℃，腔体压力800mtorr，SiO2工艺条件的气体比例SiH4:N2O＝1:4，SiNO工艺条件的气体比例为SiH4:NH3:N2O＝1.5:1:6，用高纯N2做载气，总气体流量2000sccm，沉积厚度均为气体比例的变化主要是取得需要的折射率的膜层，不影响出光，保证LOP的提升。制备出SiNO作为透明绝缘层的外延片后，取外延同炉同圈外延片奇偶拆批对比验证。PAD蒸镀完后分别沉积SiO2和SiNO做PV层，对比光电性能及电极粘附力验证。二种薄膜性质对比：SiO2薄膜与SiNO薄膜均具有高硬度、高光透过率、良好的介电性质及耐磨、抗蚀等特性。SiO2薄膜折射率1.46，SiNO薄膜折射率1.74。光电参数对比：VF1无明显差异，SiNO工艺的LOP比SiO2工艺高约1.5％，封装LOP无明显差异，具体结果可参见下表。电极粘附性焊线对比：SiO2薄膜工艺焊线验证偶尔出现掉电极环，SiNO薄膜能有效改善掉环问题。实验过程如下：挑选4片外延片(PV层1片SiO2，3片SiNO)，用ASM自动焊线机焊直径0.8mil金线，用XX推力机检验电极可焊性及粘附力，对比推力值及推金球后电极状况。具体数值可参见下表及图2，实验-1、实验-2、实验-3为带有SiNO膜层作为PV层的随机3片，正常实验指SiO2膜层作为PV层的外延片样品。正常实验-1实验-2实验-3151.894846.0551.21235.7643.645.4553.28352.8848.140.1546.1438.3254.8742.4552.64542.7131.934.2338.6163643.131.2532.39741.2949.8742.8142.57851.9939.9747.0952.28947.3847.5734.5646.21034.1357.5134.8542.14平均值43.23546.44939.88945.742从焊线推力值的数据上可以看出：1、正常条件与实验条件在此次工艺试验上未有异常因素，推力值在正常范本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改善电极环粘附性的PV膜层，其特征在于，外延片的ITO环外和裸露的N‑GaN层外沉积SiNO薄膜层作为透明绝缘层。

【技术特征摘要】
1.一种改善电极环粘附性的PV膜层，其特征在于，外延片的ITO环外和裸露的N-GaN层外沉积SiNO薄膜层作为透明绝缘层。2.根据权利要求1所述的PV膜层，其特征在于，SiNO薄膜层的折射率为1.74。3.根据权利要求1所述的PV膜层，其特征在于，透明绝缘层的沉积厚度在之间。4.根据权利要求1所述的PV膜层，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡卫，
申请(专利权)人：湘能华磊光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43