倒装LED芯片的制备及反射层研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文倒装LED芯片的制备及反射层研究论文作者：周朝旭学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：微电子学与固体电子学指导教师：张保国职称：教授资助基金项目：河北省科技项目（15211017D）DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMicroelectronicsandSolidStateElectronicsTHESTUDYONTHEREFLECTIVELAYERAN

2、DTHEPREPARATIONOFLEDFLIPCHIPbyZhouZhaoxuSupervisor:Prof.ZhangBaoguoMay2017ThisworksupportedbyHebeiprovincescienceandtechnologyprojects.NO.15211017DV摘要随着全球经济的不断发展，能源需求日益增多，节能减排也受到前所未有的关注。自白光LED问世以来，因其能耗低、亮度高等优点而成为各国关注的焦点。倒装LED芯片由于其散热性好、使用寿命长等优点而逐渐成为人们研究的热点。但是

3、，目前倒装工艺所使用的反射层普遍存在与P型GaN层接触电阻较大、电流分布不均等问题，导致LED电压高、发光效率低，在一定程度上制约了LED产业的进一步发展。因此，开展倒装LED反射层材料及相关工艺的研究，对于LED产业的发展，具有十分重要的意义。本课题采用蒸镀法和溅射法制备了Ni/Ag/Au金属反射层和ITO/Ag/TiW复合型反射层，并以比接触电阻率（SCR）、方块电阻和光学（455nm波长）测试结果为依据，通过正交实验对退火工艺进行了优化，并运用原子力显微镜（AFM）对其微观形貌进行了表征。将优化退火工艺下

4、制备的Ni/Ag/Au反射层和ITO/Ag/TiW复合型反射层分别应用于254μm×559μmGaN基倒装LED芯片中，实验结论表明，60mA电流下，得到复合型反射层倒装LED芯片正向电压为3.24V比Ni/Ag/Au反射层倒装LED芯片低0.03V，光输出功率为89.6mW比其高0.7mW。通过正交实验得到以下结论：（1）在N2流量10L/min、退火温度400℃、退火时间10min的优化退火工艺条件下，Ni/Ag/Au反射层与P型GaN层的SCR为1.1×10-2Ω·cm2、光反射率（455nm波长）达到9

5、6.3%，表面粗糙度（RMS）值最小为7.06nm，能满足工业生产需求。（2）在氧气流量1sccm、氩气流量40sccm、基底温度280℃、溅射功率250W的优化溅射工艺下，ITO薄膜方块电阻为311Ω/□，455nm波长的透光率为95.2%。（3）在固定N2总量为9L、升温速率25/s℃、退火时间250s、退火温度550℃的优化快速退火工艺下，ITO薄膜透光率（455nm波长）为97.4%，方块电阻由退火前的311Ω/□降至89.3Ω/□，降幅达71.3%，有效降低反射层与P型GaN层之间的SCR。关键字：L

6、ED倒装反射层退火SCR正交实验IABSTRACTWiththecontinuousdevelopmentoftheglobaleconomy,thedemandforenergyisincreasingaccordingly.Meanwhile,humanbeingsallaroundtheworldareunprecedentedlyconcernedenergyconservationandemissionreduction.Asaresult,light-emittingdiode(LED)become

7、sthefocusoftheworldsinceitssignificantadvantagesoflowenergyconsumptionandhighbrightness.Inrecentyears,LEDflipchipisbecomingahotareaofresearchnotonlyforitsgoodheatdissipation,butalsoforitslonglifetime.However,thereflectivelayeradoptedincurrenttechnologygenera

8、llybringsabouttheissuessuchaslargecontactresistancewithP-GaNlayerandunevencurrentdistribution,resultinginahigherLEDvoltageandapoorluminousefficiency,whichrestrictthefurtherdevelopmentoftheLEDind