專利名稱：一種金屬納米顆粒輔助實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管表面粗化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬納米顆粒輔助實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管表面粗化的方法，屬于半導(dǎo)體光電材料及器件制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在過去的二十年的時(shí)間里，發(fā)光二極管(LED)技術(shù)得到顯著的發(fā)展，尤其是氮化鎵基材料的LED技術(shù)突飛猛進(jìn)。使得LED大規(guī)律地商業(yè)化應(yīng)用在顯示技術(shù)，照明技術(shù)等領(lǐng)域。隨著LED效率的提高，利用白光LED取代熒光燈泡在不遠(yuǎn)的未來將成為現(xiàn)實(shí)。提高LED效率主要包括兩個(gè)途徑一種是提高內(nèi)量子效率，一種是提高提取效率來進(jìn)一步提高外量子效率。內(nèi)量子效率主要由構(gòu)成器件的材料的薄膜質(zhì)量和有源層結(jié)構(gòu)所決定，隨著外延生長(zhǎng)技術(shù)的進(jìn)步，使得LED的外延片內(nèi)量子效率得到顯著的提高，氮化鎵藍(lán)光外延片的內(nèi)量子效率已經(jīng)達(dá)到80%以上。由于化合物半導(dǎo)體材料的折射率都很高，以氮化鎵材料為例，在460nm波長(zhǎng)時(shí)折射率為2. 5，使得只有折射角小于23°的光線從芯片中出射到管芯外部，這只占到總能量的4%。為了提高發(fā)光二極管的提取效率，世界上相關(guān)的科研組和公司做了大量的相關(guān)的研究，主要包括表面粗化技術(shù)、光子晶體技術(shù)和芯片形狀的獨(dú)特設(shè)計(jì)。粗化LED的頂層結(jié)構(gòu)是增大提取效率的一種有效方法，粗化以后的表面能顯著降低由于內(nèi)部導(dǎo)波模式的產(chǎn)生所造成的損耗，將光線散射出LED，增大提取效率。加州大學(xué)圣芭芭拉分校的Shuji. Nakaruma組2004年在APP. PHYS. LETT上報(bào)道，他們課題組采用紫外光輔助的腐蝕法，使垂直結(jié)構(gòu)的LED出光強(qiáng)度增加為原來的2. 3倍。目前通常采用的粗化技術(shù)主要包括干法刻蝕和濕法刻蝕。干法刻蝕對(duì)半導(dǎo)體薄膜損傷較大，對(duì)器件電學(xué)性質(zhì)影響較大，尤其對(duì)于傳統(tǒng)的氮化鎵基LED管芯結(jié)構(gòu)，頂部的P-GaN層只有200nm厚，干法刻蝕很容易造成損傷。濕法刻蝕主要采用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿在高溫下腐蝕和電化學(xué)刻蝕，紫外光能顯著地改變電化學(xué)的刻蝕特性。KOH和H3PO4在加熱的條件下能對(duì)氮化鎵材料進(jìn)行選擇性刻蝕，但是這種刻蝕方法是通過在位錯(cuò)處形成腐蝕坑來選擇性刻蝕，腐蝕坑的密度對(duì)溫度具有顯著的依賴特性。S. I. Na在2006年在IEEE Photonics Technol Lett報(bào)道利用乙二醇中5M KOH溶液在165°C下選擇性腐蝕P-GaN，在表面刻蝕出1 X 107/cm2左右的腐蝕坑，增加表面粗糙度， 使得出光功率增加了 33%。但是這種技術(shù)溫度控制性較差，而且與位錯(cuò)密度顯著關(guān)聯(lián)，隨著材料質(zhì)量的顯著提高，刻蝕坑密度顯著降低，不利于提取效率的提高。電化學(xué)刻蝕采用外加電源注入空穴的方式，需要制作電極等結(jié)構(gòu)，設(shè)備與工藝相對(duì)比較復(fù)雜，嚴(yán)重制約了這種技術(shù)的應(yīng)用。目前階段通過外延生長(zhǎng)時(shí)進(jìn)行工藝控制和后續(xù)的刻蝕工藝的刻蝕，形成了一些發(fā)光二極管粗化相關(guān)的專利技術(shù)，如專利號(hào)200710199280，名稱GaN基發(fā)光二極管表面粗化的處理方法，本發(fā)明公開了一種GaN基發(fā)光二極管表面粗化的處理方法，該方法的實(shí)現(xiàn)過程為(1)在600°C 750°C的低溫條件下，生長(zhǎng)GaN基發(fā)光二極管外延片中的ρ型GaN帽層，使該帽層的位錯(cuò)沿垂直于外延表面的方向傳播，不發(fā)生彎曲，從而使該帽層的位錯(cuò)密度增大而不影響器件的光電特性；(2)在設(shè)定的腐蝕溫度和時(shí)間下用熔融的KOH腐蝕發(fā)光二極管外延片，P型GaN層內(nèi)高密度的垂直于外延表面的位錯(cuò)被選擇性腐蝕，在器件表面形成密集的形狀規(guī)則的腐蝕坑。這種方法對(duì)材料外延生長(zhǎng)的依賴性很高，而且刻蝕坑的密度直接依賴于位錯(cuò)密度，如果外延生長(zhǎng)控制較好，刻蝕坑密度將大大降低。專利號(hào)200910046834，名稱能使LED的P-GaN層表面粗化的制作方法，本發(fā)明公開了一種能使LED的P-GaN層表面粗化的制作方法，其特征在于包括步驟1)在半導(dǎo)體襯底上依次生長(zhǎng)出N-GaN層、量子阱層、P-GaN層、及非摻雜的粗化GaN層；2)采用ICP或離子干法刻蝕所述非摻雜的粗化GaN層以使所述非摻雜的粗化GaN層的粗化表面形狀轉(zhuǎn)移至所述P-GaN層，從而使所述P-GaN層表面粗化。本方法使用干法刻蝕頂層氮化鎵，由于該層 P-GaN很薄，只有120nm-400nm，干法刻蝕對(duì)器件影響較大，可能導(dǎo)致漏電流的大大增大，使得器件的良率大大降低。專利號(hào)200910018771，名稱一種利用ITO顆粒掩膜粗化紅光發(fā)光二極管的方法。利用ITO顆粒掩膜粗化紅光發(fā)光二極管的方法，包括以下步驟(1)按常規(guī)利用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積的方法在襯底上依次外延生長(zhǎng)N型接觸層、多量子阱有源區(qū)和P型接觸層， 襯底為GaAs材料；(2)在外延生長(zhǎng)的P型接觸層上用電子束濺射一層厚260nm的ITO薄膜；
(3)將覆蓋有ITO的外延片浸入濃鹽酸中1分鐘，腐蝕掉部分ΙΤ0，殘留的為顆粒狀的ITO；
(4)用殘留的ITO顆粒作掩膜，干法刻蝕P型接觸層，形成粗化表面；(5)用濃鹽酸腐蝕掉殘留的ΙΤ0。此方法需要兩次蒸鍍ITO電流擴(kuò)展層，成本較正常LED工藝明顯提高。此外，也沒有避免ICP刻蝕工藝對(duì)于LED器件的電學(xué)性能的破壞。專利號(hào)00910273064，名稱基于ZnO納米球的GaN基發(fā)光二極管表面粗化方法， 本發(fā)明涉及一種可增加光抽取效率的基于ZnO納米球的GaN基發(fā)光二極管表面粗化方法， 該方法的實(shí)現(xiàn)步驟如下(1)在襯底上生長(zhǎng)N型GaN材料、量子阱、P型GaN材料；(2)在P 型材料上沉積一層用來歐姆接觸的P型透明電極；(3)用熔膠凝膠法在透明電極上制備一層ZnO納米球；(4)腐蝕ZnO和P型透明電極，露出刻蝕區(qū)，然后刻蝕到N型GaN材料；(5) 制備P，N壓焊點(diǎn)。由于這種方法需要制備一層氧化鋅納米球，需要相對(duì)復(fù)雜的工藝步驟，增加了生產(chǎn)成本，而且氧化鋅納米球通常與基片連接不是很牢固，影響工藝的可靠性。專利號(hào)200610003977，名稱一種提高半導(dǎo)體發(fā)光二極管外量子效率的方法。本發(fā)明涉及一種提高半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)外量子效率的方法，先在LED出光面外鍍上一組薄膜，可以是一層或多層。該組薄膜在LED發(fā)射光波長(zhǎng)下折射率介于LED半導(dǎo)體發(fā)光介質(zhì)與封裝用樹脂或相當(dāng)于封裝用空氣折射率之間，三組介質(zhì)折射率大小順序?yàn)棣前?gt; ηχ > n封，而后再灌注高分子樹脂進(jìn)行封裝的方法。每一組中每一層薄膜在LED發(fā)射光波長(zhǎng)下的折射率(nx)的平方值為其前一層薄膜折射率(ηχ+i)與后一層薄膜折射率(ηχ-1) 乘積(ηΧ2= ηx-i · nx+i)或與其相差 ο士2%的值，因此多層薄膜之間折射率大小順序?yàn)棣铅?1> ηχ > ηχ-l，式中X= 1、2、3、4、5、7或9。由于所鍍薄膜具有高透光性、良好色散性，因此提高了 LED芯片的外量子效率、發(fā)光效率和光通量。這個(gè)發(fā)明通過引入多層結(jié)構(gòu)降低器件內(nèi)部的波導(dǎo)損耗，但是由于多層結(jié)構(gòu)需要制作薄膜的成本大大增加，不利于商業(yè)應(yīng)用，而且多層結(jié)構(gòu)的制作對(duì)電學(xué)性能難以保證。綜上所述，以前發(fā)光二極管粗化技術(shù)能在氮化鎵基LED上制作粗化結(jié)構(gòu)，提高提取效率，但是控制性相對(duì)較差，部分工藝復(fù)雜，增加了生產(chǎn)成本和生產(chǎn)時(shí)間，不涉及本發(fā)明的一種金屬納米顆粒輔助實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管表面粗化的方法。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種金屬納米顆粒輔助實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管表面粗化的方法。一種金屬納米顆粒輔助實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管表面粗化的方法，方法如下(1)發(fā)光二極管外延片的生長(zhǎng)利用金屬有機(jī)氣相沉積在襯底上依次生長(zhǎng)N型氮化鎵層、多量子阱層作有源層、P型氮化鎵層，形成發(fā)光二極管外延片；(2)金屬納米顆粒的沉積將發(fā)光二極管外延片浸入金屬鹽溶液中，鹽溶液的濃度為0. 1M-1M，然后將鹽溶液置于20W-100W的紫外燈下，照射5-30min，在發(fā)光二極管外延片表面沉積出一層IOOnm-IOOOnm的金屬納米顆粒；(3)發(fā)光二極管表面粗化將沉積有金屬納米顆粒的發(fā)光二極管外延片浸入腐蝕液中，腐蝕液由氫氟酸和氧化劑組成，其中氫氟酸的質(zhì)量濃度為10% -40%，氧化劑為重硫酸鉀溶液，重硫酸鉀溶液摩爾濃度為0. 05M-0. 1M，在功率為20W-100W的紫外燈照射下實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管表面的粗化，照射時(shí)間為5min-30min ；(4)去除金屬納米顆粒發(fā)光二極管外延片浸入酸溶液中，去除金屬納米顆粒對(duì)于銀、銅和鐵納米顆粒，將發(fā)光二極管外延片浸入10%硝酸中，浸泡0. 5-2min ；對(duì)于金、鈀和鉬納米顆粒在王水溶液中加熱l-5min ；(5)外延片表面清洗將發(fā)光二極管外延片放入丙酮中超聲IOmin去除表面有機(jī)物，然后將發(fā)光二極管外延片放入乙醇溶液中超聲IOmin去除殘留的有機(jī)物和丙酮；(6)依次采用光刻、ICP刻蝕工藝、氮化鎵電極工藝制作氮化鎵基發(fā)光二極管管
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心；步驟(1)所述的金屬鹽溶液為硝酸銀溶液或氯金酸溶液或氯金酸鈉溶液或氯金酸鉀溶液或硝酸銅溶液或硝酸鐵溶液或氯化鐵溶液或氯化鈀溶液或硝酸鈀溶液或氯鉬酸鈉溶液或氯鉬酸溶液。所述的粗化及刻蝕方法，適用于所有GaAs基、GaN基三元、四元組分紅、綠、黃、藍(lán)發(fā)光二極管芯片各層外延結(jié)構(gòu)的粗化及刻蝕。所述的粗化及刻蝕方法，適用于正裝、倒裝、垂直工藝、薄膜工藝的發(fā)光二極管芯片及外延片的粗化及刻蝕。本發(fā)明的優(yōu)越性(1)本發(fā)明生產(chǎn)成本很低，采用金屬輔助的濕化學(xué)方法刻蝕氮化鎵，首次在室溫下采用非電化學(xué)的濕化學(xué)方法刻蝕了 P型氮化鎵，制作出多孔結(jié)構(gòu)的P型氮化鎵，在提高提取效率的同時(shí)不增加生產(chǎn)成本。(2)這種方法可以用來刻蝕氮化鎵生長(zhǎng)的襯底。目前氮化鎵材料通常在生長(zhǎng)時(shí)先在藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)一定厚度的氮化鎵，然后進(jìn)行干法刻蝕處理，制作粗糙化的襯底結(jié)構(gòu)， 降低氮化鎵薄膜中的位錯(cuò)密度。采用一種金屬納米顆粒輔助氮化鎵濕法刻蝕的方法，能在 N-GaN薄膜表面刻蝕出錐形結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行氮化鎵薄膜生長(zhǎng)。這種降低氮化鎵薄膜位錯(cuò)密度的方法相對(duì)于干法刻蝕具有更低的生產(chǎn)成本。
(3) 一種金屬納米顆粒輔助實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管表面粗化的方法能避免發(fā)光二極管外延片采用ICP干法刻蝕所造成的損傷，在提高提取效率的同時(shí)不降低電學(xué)性能。同時(shí)這種方法避免了光刻、掩模等復(fù)雜的工藝步驟。(4)這種方法的控制性很強(qiáng)，通過控制刻蝕的時(shí)間和氫氟酸的濃度，能控制刻蝕的深度。(5)粗化效果好?？涛g出多孔結(jié)構(gòu)之后的光致發(fā)光與電致發(fā)光強(qiáng)度很提取效率大大增加。(6) 一種金屬納米顆粒輔助實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管表面粗化的方法有很大的加工面積， 將發(fā)光二極管的外延面浸入腐蝕液中，采用紫外光照就可以取得所需要的結(jié)構(gòu)。(7)金屬納米顆粒輔助發(fā)光二極管表面粗化的方法不止適用于氮化鎵基的藍(lán)光發(fā)光二極管，同樣適用于其他半導(dǎo)體材料。AlGaInP紅光發(fā)光二極管外延片最頂層為GaP，在 GaP上利用還原法生長(zhǎng)一層納米金，然后采用同樣的方法能得到粗糙化的結(jié)構(gòu)。(8)通過控制在發(fā)光二極管的外延片上生長(zhǎng)不同的金屬和采用不同的氧化劑進(jìn)行刻蝕，能產(chǎn)生不同形貌的表面粗化結(jié)構(gòu)，可以對(duì)出光的光場(chǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。


圖1是本發(fā)明的發(fā)光二極管表面粗化前、后的外延片示意圖。其中(a)是未粗化的結(jié)構(gòu)圖(b)是粗化之后的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明發(fā)光二極管表面未粗化光提取效率的原理示意圖。圖3是本發(fā)明發(fā)光二極管表面粗化后提高光提取效率的原理示意圖。圖4是本發(fā)明進(jìn)行P-GaN刻蝕后藍(lán)光外延片的表面形貌圖。其中(a)是掃描電鏡 (SEM)圖像，(b)是原子力顯微鏡(AFM)圖像。其中，1、P-GaN層，2、多量子阱層作有源層，3、N型氮化鎵層，4、襯底。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 以氮化鎵基藍(lán)光發(fā)光二極管的外延片為例進(jìn)行說明本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方法(1)在藍(lán)寶石或者碳化硅等襯底上利用金屬有機(jī)氣相沉積的方法依次生長(zhǎng)緩沖層、N-GaN層、有源層、P型氮化鎵層形成氮化鎵基發(fā)光二極管藍(lán)光外延片。(2) P型氮化鎵的厚度為控制為200nm-400nm。(3)配置硝酸銀溶液，硝酸銀溶液的摩爾濃度為0. M-IM之間，采用去離子水進(jìn)行溶解。(4)將氮化鎵基藍(lán)光外延片浸入硝酸銀溶液中，利用紫外光照的方法在P氮化鎵表面沉積一層納米銀，紫外光的強(qiáng)度為20W-100W之間，銀納米顆粒大小為lOOnm-lOOOnm， 紫外光輻照的時(shí)間從5min-30min。(5)將沉積好銀納米顆粒之后的藍(lán)光外延片取出，浸入去離子水中終止反應(yīng)，然后利用氮?dú)獯蹈伞?6)進(jìn)行刻蝕液體的配置，刻蝕液中腐蝕液為氫氟酸，氧化劑選擇重硫酸鉀，氫氟酸溶液的質(zhì)量濃度為10% -40%，重硫酸鉀的摩爾濃度為0. 05M-0. 1M，采用去離子水進(jìn)行稀釋。(7)將沉積好銀納米顆粒的外延片放入腐蝕液中，利用紫外光進(jìn)行輻照處理進(jìn)行濕法腐蝕，腐蝕時(shí)間大概為5min-60min，根據(jù)所需要深度選擇刻蝕時(shí)間。(8)將進(jìn)行濕法刻蝕之后的藍(lán)光外延片放入去離子水中進(jìn)行清洗，利用氮?dú)膺M(jìn)行干燥。(9)將粗化后的外延片浸入質(zhì)量濃度為10%硝酸中浸泡0. 5-2min，去除銀納米顆粒。(10)將去除銀納米顆粒之后的外延片放入丙酮中超聲去除有機(jī)物，然后再將外延片放入乙醇中超聲去除剩余的有機(jī)物和丙酮，然后將外延片放入去離子水中清洗，再利用氮?dú)獯蹈伞?11)進(jìn)行管芯工藝的制作，按照標(biāo)準(zhǔn)工藝依次進(jìn)行光刻、ICP刻蝕和電極工藝。實(shí)施例2 以氮化鎵基藍(lán)光發(fā)光二極管的外延片為例進(jìn)行說明本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方法，與實(shí)施例 1相同，不同之處是，步驟(3)，采用的金屬鹽溶液選擇氯鉬酸鉀，然后將氮化鎵基藍(lán)光外延片浸入金屬鹽溶液中，利用紫外光照的方法在P氮化鎵表面沉積一層鉬，紫外光的強(qiáng)度為 20W-100W之間，鉬納米顆粒大小為lOOnm-lOOOnm，紫外光輻照的時(shí)間從5min_30min。然后采用與實(shí)施例1中相同的步驟(5)_(11)，進(jìn)行刻蝕液體的配置，腐蝕液選擇氫氟酸，氧化劑選擇重硫酸鉀，氫氟酸溶液的質(zhì)量濃度為10% -40%，重硫酸鉀的摩爾濃度為0. 05M-0. 1M， 采用去離子水進(jìn)行稀釋。將沉積好鉬納米顆粒的外延片放入腐蝕液中，利用紫外光進(jìn)行輻照處理進(jìn)行濕法腐蝕，腐蝕時(shí)間大概為5min-30min，根據(jù)所需要深度選擇刻蝕時(shí)間。其他金屬鹽溶液(氯金酸、氯金酸鈉、氯金酸鉀、硝酸銅、硝酸鐵、氯化鐵、氯化鈀、 硝酸鈀、氯鉬酸鈉、氯鉬酸)都可以作為鹽溶液進(jìn)行金屬納米顆粒的沉積。然后進(jìn)行后續(xù)的刻蝕步驟，不同的金屬鹽溶液形成的金屬半導(dǎo)體接觸不同，對(duì)腐蝕速率的影響和腐蝕產(chǎn)生的形貌具有一定的差別。實(shí)施例3 本實(shí)施例中刻蝕的是紅光AlGaInP發(fā)光二極管，這種發(fā)光二極管外延片最頂層結(jié)構(gòu)為一層10 μ m厚的P-GaP，配置的金屬鹽溶液為氯金酸或者其他金屬鹽，將紅光外延片浸入金屬鹽溶液中，不用紫外光照就可以在GaP表面沉積出一層金屬納米顆粒，金屬納米顆粒大小10nm-200nm。然后采用與實(shí)施例1中相同的步驟(5) - (11)，腐蝕液選擇氫氟酸，氧化劑選擇重硫酸鉀，氫氟酸溶液的質(zhì)量濃度為10% -40%，重硫酸鉀的摩爾濃度0. 05M-0. 1M， 將沉積好金屬納米顆粒的外延片放入腐蝕液中，利用紫外光進(jìn)行輻照處理進(jìn)行濕法腐蝕， 腐蝕時(shí)間大概為lOmin-eOmin，根據(jù)所需要深度選擇刻蝕時(shí)間。然后再利用紅光工藝進(jìn)行 ICP刻蝕、光刻和電極工藝的流程制作紅光LED管芯。
權(quán)利要求
1.一種金屬納米顆粒輔助實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管表面粗化的方法，其特征在于，方法如下(1)發(fā)光二極管外延片的生長(zhǎng)利用金屬有機(jī)氣相沉積在襯底上依次生長(zhǎng)N型氮化鎵層、多量子阱層作有源層、P型氮化鎵層，形成發(fā)光二極管外延片；(2)金屬納米顆粒的沉積將發(fā)光二極管外延片浸入金屬鹽溶液中，鹽溶液的濃度為 0. 1M-1M，然后將鹽溶液置于20W-100W的紫外燈下，照射5-30min，在發(fā)光二極管外延片表面沉積出一層IOOnm-IOOOnm的金屬納米顆粒；(3)發(fā)光二極管表面粗化將沉積有金屬納米顆粒的發(fā)光二極管外延片浸入腐蝕液中，腐蝕液由氫氟酸和氧化劑組成，其中氫氟酸的質(zhì)量濃度為10% -40%，氧化劑為重硫酸鉀溶液，重硫酸鉀溶液摩爾濃度為0. 05M-0. 1M，在功率為20W-100W的紫外燈照射下實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管表面的粗化，照射時(shí)間為5min-30min ；(4)去除金屬納米顆粒發(fā)光二極管外延片浸入酸溶液中，去除金屬納米顆粒對(duì)于銀、銅和鐵納米顆粒，將發(fā)光二極管外延片浸入10%硝酸中，浸泡0. 5-2min ；對(duì)于金、鈀和鉬納米顆粒在王水溶液中加熱l-5min ；(5)外延片表面清洗將發(fā)光二極管外延片放入丙酮中超聲IOmin去除表面有機(jī)物，然后將發(fā)光二極管外延片放入乙醇溶液中超聲IOmin去除殘留的有機(jī)物和丙酮；(6)依次采用光刻、ICP刻蝕工藝、氮化鎵電極工藝制作氮化鎵基發(fā)光二極管管芯；步驟(1)所述的金屬鹽溶液為硝酸銀溶液或氯金酸溶液或氯金酸鈉溶液或氯金酸鉀溶液或硝酸銅溶液或硝酸鐵溶液或氯化鐵溶液或氯化鈀溶液或硝酸鈀溶液或氯鉬酸鈉溶液或氯鉬酸溶液。
2.如權(quán)利要求1所述的一種金屬納米顆粒輔助實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管表面粗化的方法，其特征在于，所述的粗化及刻蝕方法，適用于所有GaAs基、GaN基三元、四元組分紅、綠、黃、藍(lán)發(fā)光二極管芯片各層外延結(jié)構(gòu)的粗化及刻蝕。
3.如權(quán)利要求1所述的一種金屬納米顆粒輔助實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管表面粗化的方法，其特征在于，所述的粗化及刻蝕方法，適用于正裝、倒裝、垂直工藝、薄膜工藝的發(fā)光二極管芯片及外延片的粗化及刻蝕。
全文摘要
一種金屬納米顆粒輔助實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管表面粗化的方法，屬于半導(dǎo)體光電材料及器件制備技術(shù)領(lǐng)域。該方法首先在半導(dǎo)體襯底上生長(zhǎng)發(fā)光二極管(LED)外延片，依次包括N-GaN、量子阱層、P-GaN層，然后在金屬鹽溶液中利用紫外光輔助將P-GaN表面沉積一層金屬納米顆粒，將沉積金屬納米顆粒之后的發(fā)光二極管外延片放入一定比例的氫氟酸和氧化劑組成的腐蝕液中，再利用紫外光輔助進(jìn)行濕法腐蝕。金屬納米顆粒沉積在氮化鎵薄膜上能改變表面的電子分布，增加腐蝕速率，有利于粗化結(jié)構(gòu)的形成。這種方法適用于不同的半導(dǎo)體材料的刻蝕和發(fā)光二極管外延片的粗化，相對(duì)于現(xiàn)有工藝，成本低，粗化面積大，操作簡(jiǎn)單，能獲得理想的粗化效果。
文檔編號(hào)C23C18/42GK102169930SQ20111005321
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月7日
發(fā)明者于謙, 劉鐸, 左致遠(yuǎn), 徐現(xiàn)剛, 王瑞軍 申請(qǐng)人:山東大學(xué)