專利名稱：發(fā)光二極管制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導體發(fā)光領(lǐng)域，特別是涉及一種發(fā)光二極管制造方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED，Light Emitting Diode)由于具有壽命長、耗能低等優(yōu)點，應用 于各種領(lǐng)域，尤其隨著其照明性能指標日益大幅提高，LED在照明領(lǐng)域常用作發(fā)光裝置。其 中，以氮化鎵(GaN)為代表的III-V族化合物半導體由于具有帶隙寬、發(fā)光效率高、電子飽 和漂移速度高、化學性質(zhì)穩(wěn)定等特點，在高亮度藍光發(fā)光二極管、藍光激光器等光電子器件 領(lǐng)域有著巨大的應用潛力，引起了人們的廣泛關(guān)注。然而，目前半導體發(fā)光二極管存在著發(fā)光效率低的問題。對于普通的未經(jīng)封裝的 發(fā)光二極管，其出光效離一般只有百分之幾，大量的能量聚集在器件內(nèi)部不能出射，既造成 能量浪費，又影響器件的使用壽命。因此，提高半導體發(fā)光二極管的出光效率至關(guān)重要?；谏鲜龅膽眯枨?，許多種提高發(fā)光二極管出光效率的方法被應用到器件結(jié)構(gòu) 中，例如表面粗糙化法，金屬反射鏡結(jié)構(gòu)等。在申請?zhí)枮?00510066898. 3的中國專利中公開了一種全角度反射鏡結(jié)構(gòu)GaN基 發(fā)光二極管及其制作方法。參考圖1，所述發(fā)光二極管包括襯底1、生長在襯底1上的全 角度反射鏡4、以及制作在全角度反射鏡4上的GaN LED芯片13。所述GaN LED芯片13包 括襯底5、N型GaN層6、有源區(qū)量子阱層7、P型GaN層8、P型電極9、P型焊盤10、N型電 極11、N型焊盤12 ；其中，所述全角度反射鏡4生長在襯底1上，其是由高折射率層3和低 折射率層2堆疊排列成的，高折射率層3與襯底5接觸，低折射率層2和襯底1接觸，高折 射率層的折射率％ >低折射率層的折射率 >藍寶石材料的折射率n，且滿足<Κ1Χ<^Β， 其中，η、ηΗ、Α為折射率。該專利通過在發(fā)光二極管下表面形成全角度反射鏡結(jié)構(gòu)，可以將 GaN材料所發(fā)光在全角度范圍內(nèi)以高反射率向上反射，來提高發(fā)光二極管的出光效率。然 而，該發(fā)光二極管制造方法需要在襯底上形成多層由高折射率層與低折射率層堆疊而成的 薄膜結(jié)構(gòu)，制作工藝非常復雜，制作成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種發(fā)光二極管制造方法，以提高發(fā)光二極管的出光效率。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管制造方法，包括提供襯底；在 所述襯底上形成聚苯乙烯納米球掩膜層；刻蝕所述聚苯乙烯納米球掩膜層和襯底，直至所 述聚苯乙烯納米球掩膜層被完全刻蝕掉，以在所述襯底上形成多個微透鏡結(jié)構(gòu)；在所述襯 底上方依次形成外延層、有源層和帽層?？蛇x的，在所述的發(fā)光二極管制造方法中，所述襯底為藍寶石襯底、碳化硅襯底或 氮化鎵襯底?？蛇x的，在所述的發(fā)光二極管制造方法中，在所述襯底上形成聚苯乙烯納米球掩膜層的步驟包括將聚苯乙烯納米球溶液覆蓋在襯底上；對所述襯底進行烘烤，以在所述 襯底上形成聚苯乙烯納米球掩膜層。利用旋轉(zhuǎn)涂布或濕法浸泡的方式將聚苯乙烯納米球溶 液覆蓋在所述襯底上。對所述襯底進行烘烤的溫度為50°C 150°C，烘烤時間為20秒 3000秒。所述聚苯乙烯納米球溶液由乙醇和聚苯乙烯納米球組成，所述聚苯乙烯納米球的 濃度為5% 25%，所述聚苯乙烯納米球的直徑為20nm 500nm。可選的，在所述的發(fā)光二極管制造方法中，利用感應耦合等離子體刻蝕工藝同時 刻蝕聚苯乙烯納米球掩膜層和襯底，其中，聚苯乙烯納米球掩膜層的刻蝕速率與襯底的刻 蝕速率之比在0. 8 1. 2的范圍內(nèi)。在所述感應耦合等離子體刻蝕工藝中，刻蝕氣體為三 氯化硼、氦氣和氬氣的混合氣體，腔室壓力為50mTorr 2Torr，底板功率為200W 300W， 線圈功率為300W 500W?？蛇x的，在所述的發(fā)光二極管制造方法中，所述外延層的材料為N型摻雜的氮化 鎵；所述有源層包括多量子阱有源層，所述多量子阱有源層的材料為銦氮化鎵；所述帽層 的材料為P型摻雜的氮化鎵?？蛇x的，在所述的發(fā)光二極管制造方法中，在形成所述外延層之前，還包括在所 述襯底上形成緩沖層。在形成所述帽層之后，還包括在所述帽層上形成透明導電層；在所 述透明導電層上方形成第一電極；形成深度延伸至所述外延層的開口 ；在所述開口內(nèi)形成 第二電極。本發(fā)明還提供另一種發(fā)光二極管制造方法，包括提供襯底；在所述襯底上形成 聚苯乙烯納米球掩膜層；刻蝕所述聚苯乙烯納米球掩膜層和襯底，直至所述聚苯乙烯納米 球掩膜層被完全刻蝕掉，以在所述襯底上形成多個圓錐形結(jié)構(gòu)；在所述襯底上方依次形成 外延層、有源層和帽層?？蛇x的，在所述的發(fā)光二極管制造方法中，所述襯底為藍寶石襯底、碳化硅襯底或 氮化鎵襯底?？蛇x的，在所述的發(fā)光二極管制造方法中，在所述襯底上形成聚苯乙烯納米球掩 膜層的步驟包括將聚苯乙烯納米球溶液覆蓋在所述襯底上；對所述襯底進行烘烤，以在 襯底上形成聚苯乙烯納米球掩膜層。利用旋轉(zhuǎn)涂布或濕法浸泡的方式將聚苯乙烯納米球溶 液覆蓋在所述襯底上。對所述襯底進行烘烤的溫度為50°C 150°C，烘烤時間為20秒 3000秒。所述聚苯乙烯納米球溶液由乙醇和聚苯乙烯納米球組成，所述聚苯乙烯納米球的 濃度為5% 25%，所述聚苯乙烯納米球的直徑為20nm 500nm?？蛇x的，在所述的發(fā)光二極管制造方法中，利用感應耦合等離子體刻蝕工藝同時 刻蝕聚苯乙烯納米球掩膜層和襯底，其中，聚苯乙烯納米球掩膜層的刻蝕速率與襯底的刻 蝕速率之比在1. 2 1. 8的范圍內(nèi)。在感應耦合等離子體刻蝕工藝中、刻蝕氣體為三氯化 硼、氦氣和氬氣的混合氣體，腔室壓力為50mTorr 2Torr，底板射頻功率為400W 600W， 線圈射頻功率為300W 500W?？蛇x的，在所述的發(fā)光二極管制造方法中，所述外延層的材料為N型摻雜的氮化 鎵；所述有源層包括多量子阱有源層，所述多量子阱有源層的材料為銦氮化鎵；所述帽層 的材料為P型摻雜的氮化鎵。可選的，在所述的發(fā)光二極管制造方法中，在形成所述外延層之前，還包括在所 述襯底上形成緩沖層。在形成所述帽層之后，還包括在所述帽層上形成透明導電層；在所述透明導電層上方形成第一電極；形成深度延伸至所述外延層的開口 ；在所述開口內(nèi)形成 第二電極。由于采用了以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明通過襯底上形成聚苯乙烯納米球掩膜層，并以所述聚苯乙烯納米球掩膜層 為掩膜同時刻蝕所述聚苯乙烯納米球掩膜層和襯底，直至所述聚苯乙烯納米球掩膜層被完 全刻蝕掉，以在所述襯底上形成多個微透鏡結(jié)構(gòu)或圓錐形結(jié)構(gòu)。所述微透鏡結(jié)構(gòu)或錐形結(jié) 構(gòu)可以增加襯底對光的反射，提高發(fā)光二極管的外量子效率，從而提高發(fā)光二極管的光利 用率；并且，由于形成了多個微透鏡結(jié)構(gòu)或圓錐形結(jié)構(gòu)，可提高襯底與其它膜層的晶格匹配 度，減小形成于襯底上的膜層的晶體缺陷，提高發(fā)光二極管的內(nèi)量子效率，并可確保器件不 易破裂；此外，本發(fā)明提供的發(fā)光二極管制造方法的工藝步驟簡單。


圖1為現(xiàn)有的發(fā)光二極管的示意圖；圖2為本發(fā)明第一實施例的發(fā)光二極管制造方法的流程示意圖；圖3A 3E為本發(fā)明第一實施例的發(fā)光二極管制造方法的剖面示意圖；圖4為本發(fā)明第二實施例的發(fā)光二極管制造方法的流程示意圖；圖5A 5E為本發(fā)明第二實施例的發(fā)光二極管制造方法的剖面示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明 的具體實施方式
做詳細的說明。本發(fā)明的核心思想在于，提供一種發(fā)光二極管制造方法，該方法通過在襯底上形 成聚苯乙烯納米球掩膜層，并以所述聚苯乙烯納米球掩膜層為掩膜，同時刻蝕所述聚苯乙 烯納米球掩膜層和襯底，直至所述聚苯乙烯納米球掩膜層被完全刻蝕掉，以在所述襯底上 形成多個微透鏡結(jié)構(gòu)或圓錐形結(jié)構(gòu)，所述微透鏡結(jié)構(gòu)或圓錐形結(jié)構(gòu)可以增加襯底對光的反 射，提高發(fā)光二極管的外量子效率，從而提高發(fā)光二極管的光利用率；并且，由于形成了多 個微透鏡結(jié)構(gòu)或圓錐形結(jié)構(gòu)，可提高襯底與其它膜層的晶格匹配度，減小形成于襯底上的 膜層的晶體缺陷，提高發(fā)光二極管的內(nèi)量子效率，并可確保器件不易破裂；此外，本發(fā)明提 供的發(fā)光二極管制造方法的工藝步驟簡單。實施例一請參考圖2，其為本發(fā)明第一實施例的發(fā)光二極管制造方法的流程示意圖，所述發(fā) 光二極管制造方法包括以下步驟S210，提供襯底；S220，在所述襯底上形成聚苯乙烯納米球掩膜層；S230，刻蝕聚苯乙烯納米球掩膜層和襯底，直至聚苯乙烯納米球掩膜層被完全刻 蝕掉，以在襯底上形成多個微透鏡結(jié)構(gòu)；SM0，在所述襯底上方依次形成外延層、有源層和帽層。下面將結(jié)合剖面示意圖3A 3E對本發(fā)明的發(fā)光二極管制造方法進行更詳細的描 述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，應該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應當被理解為對于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣 泛知道，而并不作為對本發(fā)明的限制。參考圖3A，并結(jié)合步驟S210，首先提供襯底300。在本實施例中，襯底300是由 Al2O3形成的藍寶石襯底，所述襯底300用以形成氮化鎵基的藍光二極管。當然，所述襯底 還可以是其它類型的襯底，例如，碳化硅襯底或氮化鎵襯底。參考圖3B，并結(jié)合步驟S220，然后，將聚苯乙烯納米球溶液覆蓋在襯底300上，并 對襯底300進行烘烤，以在襯底300上形成聚苯乙烯納米球掩膜層310。通過此烘烤步驟， 可將聚苯乙烯納米球溶液中的溶劑全部或大部分揮發(fā)掉，有利于在襯底300表面形成高度 一致且規(guī)則排列的聚苯乙烯納米球掩膜層310，從而確保后續(xù)形成的微透鏡結(jié)構(gòu)的排列更 為均勻。并且，由于靜電的作用，以及聚苯乙烯納米球的尺寸為納米級別的，經(jīng)過烘烤后，所 述聚苯乙烯納米球掩膜層310會牢牢的粘附在襯底300上，以便作為后續(xù)刻蝕步驟的掩膜 層。在本實施例中，可利用旋轉(zhuǎn)涂布(spin on)的方式將聚苯乙烯納米球溶液覆蓋在 襯底300上，該步驟可利用傳統(tǒng)的裝置完成，利用該旋轉(zhuǎn)涂布方式可使聚苯乙烯納米球溶 液非常均勻的覆蓋在襯底300上。當然，本發(fā)明并不局限于此，還可利用濕法浸泡的方式將 聚苯乙烯納米球溶液覆蓋在襯底300上，即將襯底300浸泡在裝滿聚苯乙烯納米球溶液的 裝置內(nèi)，持續(xù)一段時間(例如5 100秒)后，將所述襯底300取出，襯底300上即會覆蓋 一層聚苯乙烯納米球溶液，該濕法浸泡的方式產(chǎn)能更高，有利于提高生產(chǎn)效率。其中，聚苯乙烯納米球溶液是由乙醇和聚苯乙烯納米球組成的，聚苯乙烯納米球 的濃度為5 % 25 %，可采用質(zhì)量濃度為60 % 99 %的乙醇溶液來配置所述聚苯乙烯納米 球溶液，其中聚苯乙烯納米球的直徑可以在20nm至500nm之間。需要說明的是，上述數(shù)值 并不用以限定本發(fā)明，還可采用其它成分的聚苯乙烯納米球溶液，聚苯乙烯納米球的濃度 可根據(jù)要獲得微透鏡結(jié)構(gòu)的間距來做調(diào)整，聚苯乙烯納米球的直徑也可根據(jù)實際要獲得的 微透鏡結(jié)構(gòu)的尺寸來做調(diào)整。進一步的，可利用傳統(tǒng)的烘烤裝置烘烤所述襯底300，烘烤的時間和溫度可依據(jù) 所述聚苯乙烯納米球的濃度作調(diào)整，例如，對所述襯底300進行烘烤的溫度可以為50°C 150°C，烘烤時間可以為20秒 3000秒。參考圖3C，并結(jié)合步驟S230，接著，刻蝕聚苯乙烯納米球掩膜層310和襯底300， 直至所述聚苯乙烯納米球掩膜層310被完全刻蝕掉，以在襯底300上形成多個微透鏡結(jié) 構(gòu)301。在本實施例中，所述微透鏡結(jié)構(gòu)301呈半球狀，微透鏡結(jié)構(gòu)301的高度hi例如是 2 μ m 50 μ m?？梢岳斫獾氖?，所述微透鏡結(jié)構(gòu)301也可呈半橢球狀，所述微透鏡結(jié)構(gòu)301 的高度還可根據(jù)器件的要求以及所采用的聚苯乙烯納米球掩膜層310的厚度做相應的調(diào) 離
iF. ο在本實施例中，可利用感應耦合等離子體刻蝕anductive Coupled Plasma, I CP) 工藝同時刻蝕聚苯乙烯納米球掩膜層310和襯底300，其中，聚苯乙烯納米球掩膜層310的 刻蝕速率與襯底300的刻蝕速率之比可控制在0. 8 1. 2的范圍內(nèi)，以在襯底300上形成 多個微透鏡結(jié)構(gòu)301。優(yōu)選的，可通過控制底板射頻功率(plate power)和線圈射頻功率 (coil power)的數(shù)值，來使感應耦合等離子體刻蝕工藝的刻蝕選擇比之比控制在0. 8 1. 2的范圍內(nèi)。然而應當認識到，在本發(fā)明的其它實施例中，還可通過控制其它刻蝕工藝參數(shù)來達到控制感應耦合等離子體刻蝕工藝的刻蝕選擇比的目的。具體的說，在所述感應耦合等離子體刻蝕工藝中，刻蝕氣體例如為三氯化硼 (BCl3)、氦氣(Ar)和氬氣(He)的混合氣體，腔室壓力例如為50mTorr 2Torr，底板射頻 功率(plate power)為200W 300W，線圈射頻功率(coil power)為300W 500W。需要 說明的是，上述描述并不用于限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)刻蝕機臺的實際情況，相 應的調(diào)整刻蝕氣體以及各項工藝參數(shù)，并相應的調(diào)整刻蝕選擇比，以達到在藍寶石襯底300 上形成微透鏡結(jié)構(gòu)301的目的。參考圖3D，接下來，在具有微透鏡結(jié)構(gòu)301的藍寶石襯底300上形成緩沖層310， 所述緩沖層310完全覆蓋所述多個微透鏡結(jié)構(gòu)301。所述緩沖層310 —般采用低溫條件下 生長的氮化鎵薄膜，其可進一步改善藍寶石襯底300與氮化鎵材料之間的晶格常數(shù)失配的 問題，在本實施例中，在形成緩沖層310之后，在所述緩沖層310上依次形成外延層320、 有源層330、帽層340，所述外延層320、有源層330和帽層340構(gòu)成發(fā)光二極管的管芯。所 述外延層320的材料為N型摻雜的氮化鎵；所述有源層330包括多量子阱有源層，所述多量 子阱有源層的材料為銦氮化鎵；所述帽層340的材料為P型摻雜的氮化鎵。所述外延層320、有源層330和帽層340依次位于所述襯底300上方，所述外延層 320、有源層330和帽層340構(gòu)成發(fā)光二極管的管芯；其中，外延層320的材料為N型摻雜 的氮化鎵(n-GaN)；所述有源層330包括多量子阱有源層，所述多量子阱有源層的材料為銦 氮化鎵(InGaN)，用于發(fā)出波長為470nm的藍光；所述帽層340的材料為P型摻雜的氮化鎵 (P-GaN)。由于所述外延層320與帽層340的摻雜類型相反，N型摻雜的氮化鎵通過外部電 壓驅(qū)動使電子漂移，P型摻雜的氮化鎵通過外部電壓驅(qū)動使空穴漂移，所述空穴和電子在多 量子阱有源層(也稱為活性層)中相互重新結(jié)合，從而反射光。在形成帽層340之后，在所述帽層340上形成透明導電層(TCL) 350，所述透明導電 層350有助于提高電導率，所述透明導電層350的材料可采用M/Au材料?？衫贸Ｒ?guī)的 金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)工藝形成緩沖層310、外延層320、有源層330、帽層340以 及透明導電層350。請參考圖3E，最后，在所述透明導電層350上方形成第一電極360，用于連接透明 導電層350和電源正極；并利用光刻和刻蝕的方法，形成深度延伸至所述外延層320的開口 321，再在所述開口 321內(nèi)形成第二電極370，用于連接外延層320和電源負極，從而形成了 帶有微透鏡結(jié)構(gòu)301的發(fā)光二極管。所述發(fā)光二極管用于發(fā)光時，將第一電極360連接至電源正極、第二電極370連接 至電源負極，發(fā)光二極管管芯通過第一電極360與電源正極相連，通過第二電極370與電源 負極相連，發(fā)光二極管管芯中的有源層330在電流作用下發(fā)光，多個微透鏡結(jié)構(gòu)301可增加 光的反射，提高發(fā)光二極管的外量子效率，從而提高發(fā)光二極管的光利用率；并且，由于形 成了多個微透鏡結(jié)構(gòu)301，可提高襯底300與其它膜層的晶格匹配度，減小形成于襯底300 上的膜層的晶體缺陷，提高發(fā)光二極管的內(nèi)量子效率，并可確保器件不易破裂；此外，本發(fā) 明提供的發(fā)光二極管制造方法的工藝步驟簡單。實施例二請參考圖4，其為本發(fā)明第二實施例的發(fā)光二極管制造方法的流程示意圖，所述發(fā)光二極管制造方法包括以下步驟S410，提供襯底；S420，在所述襯底上形成聚苯乙烯納米球掩膜層；S430，刻蝕所述聚苯乙烯納米球掩膜層和襯底，直至所述聚苯乙烯納米球掩膜層 被完全刻蝕掉，以在所述襯底上形成多個圓錐形結(jié)構(gòu)；S440，在所述襯底上方依次形成外延層、有源層和帽層。下面將結(jié)合剖面示意圖5A 5E對本發(fā)明第二實施例的發(fā)光二極管制造方法進行 更詳細的描述，需要說明的是，第二實施例與第一實施例相似之處不再詳細描述，但是本領(lǐng) 域技術(shù)人員應是知曉的。參考圖5A，并結(jié)合步驟S410，首先，提供襯底500，所述襯底500是由Al2O3形成的 藍寶石襯底。參考圖5B，并結(jié)合步驟S420，將聚苯乙烯納米球溶液覆蓋在襯底500上；并對襯底 500進行烘烤，以在襯底500上形成聚苯乙烯納米球掩膜層510。參考圖5C，并結(jié)合步驟S430，接著，刻蝕聚苯乙烯納米球掩膜層510和襯底500， 直至所述聚苯乙烯納米球掩膜層510被完全刻蝕掉，以在襯底500上形成多個圓錐形結(jié)構(gòu) 501。所述圓錐形結(jié)構(gòu)501的高度還可根據(jù)器件的要求以及所采用的聚苯乙烯納米球掩膜 層510的厚度做相應的調(diào)整。需要說明的是，盡管本實施例以形成標準的圓錐形結(jié)構(gòu)為例， 但是本領(lǐng)域技術(shù)人員仍當認識到，在襯底上形成大致為圓錐形結(jié)構(gòu)(接近于圓錐形結(jié)構(gòu)) 的方法也在發(fā)明范圍之內(nèi)。在本實施例中，可利用感應耦合等離子體刻蝕工藝同時刻蝕聚苯乙烯納米球掩膜 層510和襯底500，其中，聚苯乙烯納米球掩膜層510的刻蝕速率與襯底500的刻蝕速率之 比可控制在1. 2 1. 8的范圍內(nèi)，以在襯底500上形成多個圓錐形結(jié)構(gòu)501?？赏ㄟ^控制底 板射頻功率和線圈射頻功率的數(shù)值，采使感應耦合等離子體刻蝕工藝的刻蝕選擇比控制在 1. 2 1. 8的范圍內(nèi)。當然，在本發(fā)明的其它實施例中，還可通過控制其它刻蝕工藝參數(shù)來 達到控制感應耦合等離子體刻蝕工藝的刻蝕選擇比的目的。具體的說，在所述感應耦合等離子體刻蝕工藝中，刻蝕氣體例如為三氯化硼 (BCl3)、氦氣(Ar)和氬氣(He)的混合氣體，腔室壓力例如為50mTorr 2Torr，底板射頻功 率為400W 600W，線圈射頻功率為300W 500W。然而應當認識到，上述描述并不用于限定 本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)刻蝕機臺的實際情況，相應的調(diào)整刻蝕氣體以及各項工藝 參數(shù)，并相應的調(diào)整刻蝕選擇比，以達到在藍寶石襯底500上形成圓錐形結(jié)構(gòu)501的目的。參考圖5D，接下來，在具有圓錐形結(jié)構(gòu)501的藍寶石襯底500上依次形成緩沖層 510、外延層520、有源層530、帽層M0，所述外延層520、有源層530和帽層540構(gòu)成發(fā)光二 極管的管芯。在形成帽層540之后，可在所述帽層540上形成透明導電層350。請參考圖5E，最后，在透明導電層550上方形成第一電極560，用于連接透明導 電層550和電源正極；并利用光刻和刻蝕的方法，形成深度延伸至所述外延層520的開口 521，再在開口 521內(nèi)形成第二電極570，用于連接外延層520和電源負極，從而形成了帶有 圓錐形結(jié)構(gòu)501的發(fā)光二極管。所述圓錐形結(jié)構(gòu)501 了提高發(fā)光二極管的外量子效率，從 而提高發(fā)光二極管的光利用率；并且，由于形成了多個圓錐形結(jié)構(gòu)501，可提高襯底500與 其它膜層的晶格匹配度，減小形成于襯底500上的膜層的晶體缺陷，提高發(fā)光二極管的內(nèi)量子效率，并可確保器件不易破裂；此外，本發(fā)明提供的發(fā)光二極管制造方法的工藝步驟簡需要說明的是，上述實施例以藍色發(fā)光二極管為例，但是本發(fā)明并不限制于此，上 述實施例還可以是紅色發(fā)光二極管、黃色發(fā)光二極管，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)上述實施 例，對本發(fā)明進行修改、替換和變形。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，包括提供襯底；在所述襯底上形成聚苯乙烯納米球掩膜層；刻蝕所述聚苯乙烯納米球掩膜層和襯底，直至所述聚苯乙烯納米球掩膜層被完全刻蝕 掉，以在所述襯底上形成多個微透鏡結(jié)構(gòu)；在所述襯底上方依次形成外延層、有源層和帽層。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，所述襯底為藍寶石襯底、碳 化硅襯底或氮化鎵襯底。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，在所述襯底上形成聚苯乙 烯納米球掩膜層的步驟包括將聚苯乙烯納米球溶液覆蓋在襯底上；對所述襯底進行烘烤，以在所述襯底上形成聚苯乙烯納米球掩膜層。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，利用旋轉(zhuǎn)涂布或濕法浸泡 的方式將聚苯乙烯納米球溶液覆蓋在所述襯底上。
5.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，對所述襯底進行烘烤的溫 度為50°C 150°C，烘烤時間為20秒 3000秒。
6.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，所述聚苯乙烯納米球溶液 由乙醇和聚苯乙烯納米球組成，所述聚苯乙烯納米球的濃度為5% 25%，所述聚苯乙烯 納米球的直徑為20nm 500nm。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，利用感應耦合 等離子體刻蝕工藝同時刻蝕聚苯乙烯納米球掩膜層和襯底，其中，聚苯乙烯納米球掩膜層 的刻蝕速率與襯底的刻蝕速率之比在0. 8 1. 2的范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，在所述感應耦合等離子體 刻蝕工藝中，刻蝕氣體為三氯化硼、氦氣和氬氣的混合氣體，腔室壓力為50mTorr 2Torr， 底板功率為200W 300W，線圈功率為300W 500W。
9.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，所述外延層的材料為N型 摻雜的氮化鎵；所述有源層包括多量子阱有源層，所述多量子阱有源層的材料為銦氮化鎵； 所述帽層的材料為P型摻雜的氮化鎵。
10.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，在形成所述外延層之前， 還包括在所述襯底上形成緩沖層。
11.如權(quán)利要求10所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，在形成所述帽層之后，還 包括在所述帽層上形成透明導電層；在所述透明導電層上方形成第一電極；形成深度延伸至所述外延層的開口；在所述開口內(nèi)形成第二電極。
12.一種發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，包括提供襯底；在所述襯底上形成聚苯乙烯納米球掩膜層；刻蝕所述聚苯乙烯納米球掩膜層和襯底，直至所述聚苯乙烯納米球掩膜層被完全刻蝕 掉，以在所述對底上形成多個圓錐形結(jié)構(gòu)；在所述襯底上方依次形成外延層、有源層和帽層。
13.如權(quán)利要求12所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，所述襯底為藍寶石襯底、 碳化硅襯底或氮化鎵襯底。
14.如權(quán)利要求13所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，在所述襯底上形成聚苯 乙烯納米球掩膜層的步驟包括將聚苯乙烯納米球溶液覆蓋在襯底上；對所述襯底進行烘烤，以在所述襯底上形成聚苯乙烯納米球掩膜層。
15.如權(quán)利要求14所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，利用旋轉(zhuǎn)涂布或濕法浸 泡的方式將聚苯乙烯納米球溶液覆蓋在所述襯底上。
16.如權(quán)利要求14所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，對所述襯底進行烘烤的 溫度為50°C 150°C，烘烤時間為20秒 3000秒。
17.如權(quán)利要求14所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，所述聚苯乙烯納米球溶 液由乙醇和聚苯乙烯納米球組成，所述聚苯乙烯納米球的濃度為5% 25%，所述聚苯乙 烯納米球的直徑為20nm 500nm。
18.如權(quán)利要求12至17中任一項所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，利用感應 耦合等離子體刻蝕工藝同時刻蝕聚苯乙烯納米球掩膜層和襯底，其中，聚苯乙烯納米球掩 膜層的刻蝕速率與襯底的刻蝕速率之比在1. 2 1. 8的范圍內(nèi)。
19.如權(quán)利要求18所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，在感應耦合等離子體刻 蝕工藝中，刻蝕氣體為三氯化硼、氦氣和氬氣的混合氣體，腔室壓力為50mTorr 2Torr，底 板射頻功率為400W 600W，線圈射頻功率為300W 500W。
20.如權(quán)利要求12所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，所述外延層的材料為N型 摻雜的氮化鎵；所述有源層包括多量子阱有源層，所述多量子阱有源層的材料為銦氮化鎵； 所述帽層的材料為P型摻雜的氮化鎵。
21.如權(quán)利要求12所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，在形成所述外延層之前， 還包括在所述襯底上形成緩沖層。
22.如權(quán)利要求21所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，在形成所述帽層之后，還 包括在所述帽層上形成透明導電層；在所述透明導電層上方形成第一電極；形成深度延伸至所述外延層的開口；在所述開口內(nèi)形成第二電極。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)光二極管制造方法，該方法包括提供襯底；在所述襯底上形成聚苯乙烯納米球掩膜層；刻蝕聚苯乙烯納米球掩膜層和襯底，直至聚苯乙烯納米球掩膜層被完全刻蝕掉，以在襯底上形成多個微透鏡結(jié)構(gòu)或圓錐形結(jié)構(gòu)；在襯底上方依次形成外延層、有源層和帽層。所述微透鏡結(jié)構(gòu)或圓錐形結(jié)構(gòu)可以增加襯底對光的反射，提高發(fā)光二極管的外量子效率，從而提高發(fā)光二極管的光利用率；并且，由于形成了多個微透鏡結(jié)構(gòu)或圓錐形結(jié)構(gòu)，可提高襯底與其它膜層的晶格匹配度，減小形成于襯底上的膜層的晶體缺陷，提高發(fā)光二極管的內(nèi)量子效率，并可確保器件不易破裂；此外，本發(fā)明提供的發(fā)光二極管制造方法的工藝步驟簡單。
文檔編號H01L33/10GK102064245SQ20101054338
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者尚青生, 張翼德, 牛崇實 申請人:西安神光安瑞光電科技有限公司