專利名稱：一種簡(jiǎn)易納米級(jí)pss襯底制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED襯底制作方法，尤其是一種簡(jiǎn)易納米級(jí)PSS襯底制備方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED )是一種電光轉(zhuǎn)換、高效節(jié)能、綠色環(huán)保、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在交通指示、戶內(nèi)外全色顯示、液晶電視背光源等方面有著廣泛的應(yīng)用，尤其是用LED可以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體固態(tài)照明，其有望成為新一代光源進(jìn)入千家萬(wàn)戶，引起人類照明史上的革命，其中藍(lán)寶石襯底生長(zhǎng)氮化鎵外延的藍(lán)光LED芯片上涂敷黃光熒光粉，藍(lán)光激發(fā)熒光粉發(fā)出黃光，藍(lán)光與黃光混合得到白光，從而用藍(lán)光LED得到白光。氮化鎵襯底材料常見有二種，即藍(lán)寶石和碳化硅，碳化硅機(jī)械加工性能差，價(jià)格昂貴以及專利方面的問(wèn)題使其應(yīng)用得到限制，因此當(dāng)前用于氮化鎵外延生長(zhǎng)的襯底主要是藍(lán)寶石，氮化鎵外延層與藍(lán)寶石的晶格失配度相當(dāng)大，殘余內(nèi)應(yīng)力較大，所以在藍(lán)寶石上生長(zhǎng)氮化鎵容易造成大量的缺陷，而這些缺陷大大降低發(fā)光器件發(fā)光效率；同時(shí)GaN與空氣間存在較大的折射率的差異，光出射角度較小，很大部分被全反射回到LED芯片內(nèi)部，降低了光的提取效率，增加散熱難度，影響LED器件的可靠性。采用納米級(jí)PPS襯底技術(shù)可大大降低氮化物材料的位錯(cuò)的密度，緩和外延生長(zhǎng)時(shí)產(chǎn)生的殘余內(nèi)應(yīng)力，提高內(nèi)量子效率，光提取效率大大改善。目前實(shí)現(xiàn)納米級(jí)PPS襯底技術(shù)主要采用電子束光刻技術(shù)、納米壓印光刻技術(shù)、聚合物光刻技術(shù)；以上技術(shù)加工復(fù)雜、成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種納米級(jí)PPS襯底制造方法，其制程簡(jiǎn)易、快速、低成本，光子提取效率高，提升產(chǎn)品良率。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種簡(jiǎn)易納米級(jí)PSS襯底制備方法，制備步驟如下
a、藍(lán)寶石襯底(見圖1-A)上沉積一層Si02膜；步驟藍(lán)寶石襯底上用PECVD設(shè)備沉積一層SiO2膜，厚度2000 5000埃，見圖I-B0b、在Si02膜上沉積一層ITO或aiO，厚度1000 3000埃，見圖l-c。C、將步驟b沉積一層ITO或SiO的襯底放入300 600°C的退火爐中，進(jìn)行退火 0. 5 2小時(shí)，Si02膜表面上生成均勻的ITO或SiO晶粒，見圖I-D。d、在c步退火作用后，再RIE設(shè)備參數(shù)CF4:30 60sccm;反應(yīng)壓力20 IOOmTorr ；功率:300 500W,刻蝕時(shí)間10 30分鐘，再干法刻蝕掉未能被ITO或ZnO顆粒擋住的Si02膜，將均勻的納米狀的ITO或ZnO顆粒圖形轉(zhuǎn)移到Si02膜層，形成納米狀的Si02顆粒，見圖I-E。e、在d步驟后再放入230 350°C溫度的硫酸與磷酸混合溶液中H2SO4: H3P04=3:1 腐蝕約10 30分鐘，腐蝕掉未被SiA顆粒擋住的藍(lán)寶襯底，見圖1-F。f、在e步驟后用HF酸腐蝕10 30分鐘，去掉Si02掩膜，形成納米級(jí)PSS襯底， 見圖1-G。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于其制程相對(duì)于常規(guī)的PSS技術(shù)，其技術(shù)要求較低，蝕刻速度快；免除掉昂貴的光刻設(shè)備，加工成本縮減很多；而相對(duì)于非PSS制程，本制程在藍(lán)寶石上形成的凹坑圖形有利于生長(zhǎng)出高質(zhì)量的氮化鎵外延層，有利于提高外量子效應(yīng)；同時(shí)LED 激發(fā)出的光在這些凹坑圖形處反射，可形成散射光，有利于增加光提取效率。


圖1為本發(fā)明一種納米級(jí)PSS襯底制作方法結(jié)構(gòu)示意Pl—藍(lán)寶石、P2 — Si02膜、P3 — ITO或aiO、A G 制程相應(yīng)步驟的襯底結(jié)構(gòu)形貌。
具體實(shí)施例方式圖1 A G顯示本發(fā)明在發(fā)光元器件形成納米級(jí)PPS襯底實(shí)施流程； 步驟1 藍(lán)寶石襯底上沉積一層Si02膜；
步驟2 在Si02膜上沉積一層ITO或ZnO膜；
步驟3 沉積一層ITO或SiO的襯底放入退火爐中進(jìn)行退火，Si02膜表面上生成均勻的ITO或SiO晶粒
步驟4 在c步退火作用后，再干法刻蝕掉未能被ITO或ZnO顆粒擋住的Si02膜，將均勻的納米狀的ITO或ZnO顆粒圖形轉(zhuǎn)移到Si02膜層；，形成納米狀的Si02顆粒；
步驟5 在d步驟后再放入高溫的硫酸與磷酸混合溶液中腐蝕掉未被Si02顆粒擋住的藍(lán)寶襯底；
步驟6 在e步驟后用HF酸去掉Si02掩膜，形成納米級(jí)PSS襯底. 實(shí)施例1
先在藍(lán)寶石襯底上用PECVD設(shè)備沉積一層Si02膜，厚度約2000 5000埃； 然后在Si02膜上沉積一層ITO或ZnO膜，厚度約1000 3000埃；退火爐溫度300 600°C對(duì)ITO或ZnO膜的退火0. 5 2小時(shí)，在SiO Si02膜表面上生成均勻的ITO或SiO 晶粒(80 300埃);然后用RIE設(shè)備(參數(shù):CF4:30 60sccm;反應(yīng)壓力20 IOOmTorr ； 功率300 500W，刻蝕時(shí)間10 30分鐘)，接著用硫酸與磷酸混合體積比3:1 ；溫度 (230 350°C )的混合溶液中腐蝕10 30分鐘；最后用HF酸腐蝕Si02掩膜10 30分鐘。
權(quán)利要求
1.一種簡(jiǎn)易納米級(jí)PSS襯底制備方法，制備步驟如下(a)藍(lán)寶石襯底上沉積一層Si02膜；(b)在Si02膜上沉積一層ITO或SiO；(c)將步驟b沉積一層ITO或SiO的襯底放入退火爐中，進(jìn)行退火，Si02膜表面上生成均勻的ITO或SiO晶粒；(d)在c步退火作用后，再干法刻蝕掉未能被ITO或ZnO顆粒擋住的Si02膜，將均勻的納米狀的ITO或ZnO顆粒圖形轉(zhuǎn)移到Si02膜層，形成納米狀的Si02顆粒；(e)在d步驟后再放入高溫的硫酸與磷酸混合溶液中腐蝕掉未被Si02顆粒擋住的藍(lán)寶襯底；(f)在e步驟后用HF酸去掉Si02掩膜，形成納米級(jí)PSS襯底。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的簡(jiǎn)易納米級(jí)PSS襯底制備方法，其特征在于(a)步驟藍(lán)寶石襯底上用PECVD設(shè)備沉積一層SW2膜，厚度2000 5000埃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的簡(jiǎn)易納米級(jí)PSS襯底制備方法，其特征在于(b)步驟在SW2 膜上蒸發(fā)一層ITO或&10，厚度1000 3000埃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的簡(jiǎn)易納米級(jí)PSS襯底制備方法，其特征在于(C)步驟將步驟b蒸發(fā)一層ITO或SiO的襯底300 600°C退火爐中進(jìn)行退火0. 5 2小時(shí)，SiO2膜表面上生成均勻的ITO或SiO晶粒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的簡(jiǎn)易納米級(jí)PSS襯底制備方法，其特征在于(d)在c步驟化學(xué)作用后，再RIE設(shè)備參數(shù)CF4:30 60sccm;反應(yīng)壓力20 IOOmTorr ；功率300 500W,刻蝕時(shí)間10 30分鐘，刻蝕掉未能被未能被ITO或ZnO顆粒擋住的SW2膜，均勻的納米狀I(lǐng)TO或ZnO顆粒圖形轉(zhuǎn)移到SW2膜層；，形成納米狀的SW2顆粒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的簡(jiǎn)易納米級(jí)PSS襯底制備方法，其特征在于(e)在d步驟后再放入230 350°C溫度的硫酸與磷酸混合溶液中H2SO4: H3P04=3:1腐蝕約10 30分鐘， 腐蝕掉未被S^2顆粒擋住的藍(lán)寶襯底。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的簡(jiǎn)易納米級(jí)PSS襯底制備方法，其特征在于(f)在e步驟后用HF酸腐蝕10 30分鐘，去掉Si02掩膜，形成納米級(jí)PSS襯底。
全文摘要
本發(fā)明公開一種簡(jiǎn)易納米級(jí)PSS襯底制備方法，在藍(lán)寶石襯底上沉積一層SiO2膜，在SiO2膜沉積一層ITO或ZnO，通過(guò)高溫退火，使ITO或ZnO薄膜產(chǎn)生團(tuán)聚現(xiàn)象，退火溫度高低來(lái)改變SiO2膜上ITO或ZnO顆粒的尺寸及分布程度，用干法刻蝕掉未被ITO或ZnO顆粒擋住的SiO2膜，這樣均勻的ITO或ZnO納米顆粒圖形轉(zhuǎn)移到SiO2膜層，然后放入高溫的硫酸與磷酸混合溶液中腐蝕或干法刻蝕，再一次將均勻納米級(jí)的SiO2顆粒圖形轉(zhuǎn)移到藍(lán)寶石襯底上，最后用HF酸去掉SiO2掩膜，從而形成納米級(jí)PSS襯底。此發(fā)明可以改善LED芯片外量子效應(yīng)，制作工藝簡(jiǎn)易、成本低、生產(chǎn)高效率。
文檔編號(hào)H01L33/00GK102368518SQ20111033064
公開日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者劉榕, 周武, 張建寶, 羅紅波 申請(qǐng)人:華燦光電股份有限公司