【摘 要】
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氮化镓（GaN）基蓝光LED（发光半导体）被广泛应用于照明、背光和全彩显示等市场领域。由于GaN禁带带宽大、正负电极在芯片同侧且间距小、n-GaN有源层较薄、Al2O3衬底不导电或电阻率大等原因,LED芯片在使用过程中经常会受到静电破坏,导致PN结失效,使用寿命降低。随着芯片尺寸的不断缩小,其抗静电能力相应的会减弱,设计更优的抗静电芯片成为研究热点。本论文通过芯片工艺流程设计提升LED的抗静电能力
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氮化镓（GaN）基蓝光LED（发光半导体）被广泛应用于照明、背光和全彩显示等市场领域。由于GaN禁带带宽大、正负电极在芯片同侧且间距小、n-GaN有源层较薄、Al2O3衬底不导电或电阻率大等原因,LED芯片在使用过程中经常会受到静电破坏,导致PN结失效,使用寿命降低。随着芯片尺寸的不断缩小,其抗静电能力相应的会减弱,设计更优的抗静电芯片成为研究热点。本论文通过芯片工艺流程设计提升LED的抗静电能力,设计实验从芯片尺寸大小、电极版图设计、氧化铟锡（ITO）透明导电膜的参数和工艺的优化四个方面来改善LED芯片的抗静电性能,具体过程和取得的结果如下:（1）芯片尺寸变大,PN结面积增加,势垒电容也会随之增加,阻挡多数载流子往对方的扩散,芯片抗静电能力提升。（2）通过增加叉指形金属电极,缩短P电极和N电极之间的距离,增加电流在PN电极之间横向均匀扩散能力,增加叉指形电极的ESD（静电释放）良率平均提升29%。同时为了克服尖端电荷集中的问题,通过把尖端设计成圆形电极,来分散电流密度,测试此设计会相对提升10%ESD良率。（3）利用离子源镀膜法的粒子能量高、膜层沉积连续性好和致密性好的优点,沉积不同厚度的ITO薄膜,从穿透率、LoP（光功率）和VF（正向电压）来比较不同的膜厚的差异,选择350A厚度作为最优参数。另外,把电极下方ITO孔径从64μm减少到50μm,电流扩散区增加3.5%,测试提升5.5%ESD良率。（4）选择300s+100s作为刻蚀ITO的最佳时间,避免ITO过度刻蚀和刻蚀不足导致的电流拥挤和漏电问题。设计不同R角大小的ITO形状,测试R25为最佳的参数。选择CB（电流阻挡）层上光刻胶的前置时间在6小时以内,CB刻蚀后的斜坡角度会小于43°的为最佳参数,角度小可以让ITO膜层均匀连续性更好,提升芯片的抗静电性能。
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