CN101976712A - 一种增强led出光效率的粗化方法 - Google Patents
一种增强led出光效率的粗化方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101976712A CN101976712A CN 201010263076 CN201010263076A CN101976712A CN 101976712 A CN101976712 A CN 101976712A CN 201010263076 CN201010263076 CN 201010263076 CN 201010263076 A CN201010263076 A CN 201010263076A CN 101976712 A CN101976712 A CN 101976712A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- led
- photoresist
- alligatoring
- extraction efficiency
- light extraction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种增强LED出光效率的粗化方法，用于对LED的ITO层、P型层、N型层和衬底背面进行纳米级粗化，以提高LED的出光效率，该方法包括：步骤1：在需要粗化的薄膜上旋涂光刻胶；步骤2：用氧等离子体刻蚀该光刻胶，在该需要粗化的薄膜上形成一层纳米尺寸胶点；步骤3：以形成的该纳米尺寸胶点为掩膜刻蚀该需要粗化的薄膜；步骤4：湿法去除光刻胶并清洗，完成薄膜的粗化。本发明提供的这种粗化方法，具有低温、低成本、低污染及与传统的LED工艺相兼容等优点，在LED领域具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种增强LED出光效率的粗化方法。
背景技术
由于氮化物基LED具有节能、寿命长、体积小、低电压和环保等优点，所以它将引发照明产业的革命。如同半导体晶体管替代电子管一样，在若干年后，LED作为新光源的固态照明灯，将有机会逐渐取代传统的照明灯而进入每一个角落。
但是，氮化物外延材料的折射率与空气的折射率相差很大，光的出射角很小，绝大部分光被全反射回LED器件内部，导致器件的外量子效率低。采用粗化技术，通过对N型GaN、P型GaN和ITO进行粗化，可以有效提高LED的发光效率。此外相关研究[Nanotechnology，16(2005)1844]表明纳米级的表面粗化比微米粗化更有利于提高发光效率。
目前，主要存在以下几种进行纳米粗化的方法。第一，可以采用光刻技术进行纳米粗化，但由于分辨率的限制，传统的光刻技术很难制备纳米图形衬底，必须借助于分辨率极高的先进光刻技术，例如电子束光刻和极紫外光刻，进行纳米粗化，生产成本很高。第二，公开号为CN 101373714A的专利公开了一种采用金属自组装技术制备纳米级图形衬底的方法，但是需要淀积氧化硅、淀积金属、氮气高温退火等多步工艺，工艺过程比较复杂，此外高温退火工艺对LED外延层质量也会产生不利的影响，因此此工艺不适用于进行P型GaN和ITO的粗化。第三，可以通过旋涂纳米颗粒的方法制备纳米尺度硬掩模，然后进行薄膜材料的粗化，但是，这些材料本身可能对LED生产线造成污染。总之，目前存在的纳米级粗化技术都存在一些问题，迫切需要一种低成本、低温和与传统LED工艺相兼容的纳米级粗化技术。
文献[Nanotechnology，20(2009)445304]中发现，采用氧等离子体干法去胶时在衬底表面很容易形成纳米级胶点，他们利用这一现象并结合侧墙工艺，成功制备出MEMS领域中所需要的各种纳米结构。
本发明提出了可以基于这种现象对LED的ITO层、P型层、N型层和衬底背面进行纳米级粗化，从而达到提高LED的出光效率的目的。这种低成本、低温和与传统LED工艺相兼容的纳米级粗化技术在LED领域具有广阔的应用前景。
发明内容
(一)要解决的技术问题
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种增强LED出光效率的粗化方法，以提高LED的出光效率。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种增强LED出光效率的粗化方法，用于对LED的ITO层、P型层、N型层和衬底背面进行纳米级粗化，以提高LED的出光效率，该方法包括：
步骤1：在需要粗化的薄膜上旋涂光刻胶；
步骤2：用氧等离子体刻蚀该光刻胶，在该需要粗化的薄膜上形成一层纳米尺寸胶点；
步骤3：以形成的该纳米尺寸胶点为掩膜刻蚀该需要粗化的薄膜；
步骤4：湿法去除光刻胶并清洗，完成薄膜的粗化。
上述方案中，所述LED包括蓝光LED、紫外LED或绿光LED。
上述方案中，所述衬底为蓝宝石衬底、硅衬底、碳化硅衬底、氮化镓衬底或氮化铝衬底。
上述方案中，步骤1中所述光刻胶为正胶或负胶。
上述方案中，步骤1中所述在需要粗化的薄膜上旋涂光刻胶之后，还包括对该光刻胶进行后烘。
上述方案中，步骤2中所述的纳米尺寸胶点，其尺寸和间距通过刻蚀时间来控制，刻蚀时间越长，纳米胶点尺寸越小，胶点之间的间距越大。
(三)有益效果
本发明提供的这种增强LED出光效率的粗化方法，具有低温、低成本、低污染和与传统的LED工艺相兼容等优点，在LED领域具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明提供的增强LED出光效率的粗化方法的流程图；
图2是依照本发明实施例对P型GaN层粗化的制备流程示意图，其中：
图2(a)为在P型GaN层上旋涂光刻胶，并对光刻胶进行后烘；
图2(b)为对旋涂的光刻胶进行氧等离子体干法刻蚀，在P型GaN层上形成一层纳米级胶点；
图2(c)为以形成的胶点为掩膜，干法刻蚀P型GaN层；
图2(d)为湿法去胶清洗，形成所需的P型GaN粗化层。
图2中各层材料情况如下：1为蓝宝石衬底；2为成核层；3为N型GaN层；4为量子阱；5为电子阻挡层；6为P型GaN层；7为光刻胶；8为纳米尺寸胶点。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
如图1所示，图1是本发明提供的增强LED出光效率的粗化方法的流程图，通过这种方法可以对LED的ITO层、P型层、N型层和衬底背面进行纳米级粗化，从而达到提高LED出光效率的目的，该方法包括：
步骤1：在需要粗化的薄膜上旋涂光刻胶；
步骤2：用氧等离子体刻蚀该光刻胶，在该需要粗化的薄膜上形成一层纳米尺寸胶点；
步骤3：以形成的该纳米尺寸胶点为掩膜刻蚀该需要粗化的薄膜；
步骤4：湿法去除光刻胶并清洗，完成薄膜的粗化。
以下实施例以对P型GaN粗化为例并结合附图对本发明作进一步说明。主要包括以下工艺步骤：
1)在衬底上生长LED全结构材料，包括成核层、N型GaN、量子阱、电子阻挡层、P型GaN；
2)在P型GaN层上旋涂光刻胶；并对胶进行后烘，如图2(a)所示；
3)用氧等离子体刻蚀光刻胶，P型GaN层上形成一层纳米尺寸胶点，如图2(b)所示；
4)以形成的胶点为掩膜刻蚀P型GaN层，如图2(c)所示；
5)湿法去胶清洗，完成P型GaN的粗化，如图2(d)所示；
6)最后采用常规工艺完成LED制备。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种增强LED出光效率的粗化方法，用于对LED的ITO层、P型层、N型层和衬底背面进行纳米级粗化，以提高LED的出光效率，其特征在于，该方法包括：
步骤1：在需要粗化的薄膜上旋涂光刻胶；
步骤2：用氧等离子体刻蚀该光刻胶，在该需要粗化的薄膜上形成一层纳米尺寸胶点；
步骤3：以形成的该纳米尺寸胶点为掩膜刻蚀该需要粗化的薄膜；
步骤4：湿法去除光刻胶并清洗，完成薄膜的粗化。
2.根据权利要求1所述的增强LED出光效率的粗化方法，其特征在于，所述LED包括蓝光LED、紫外LED或绿光LED。
3.根据权利要求1所述的增强LED出光效率的粗化方法，其特征在于，所述衬底为蓝宝石衬底、硅衬底、碳化硅衬底、氮化镓衬底或氮化铝衬底。
4.根据权利要求1所述的增强LED出光效率的粗化方法，其特征在于，步骤1中所述光刻胶为正胶或负胶。
5.根据权利要求1所述的增强LED出光效率的粗化方法，其特征在于，步骤1中所述在需要粗化的薄膜上旋涂光刻胶之后，还包括对该光刻胶进行后烘。
6.根据权利要求1所述的增强LED出光效率的粗化方法，其特征在于，步骤2中所述的纳米尺寸胶点，其尺寸和间距通过刻蚀时间来控制，刻蚀时间越长，纳米胶点尺寸越小，胶点之间的间距越大。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102630765A CN101976712B (zh) | 2010-08-25 | 2010-08-25 | 一种增强led出光效率的粗化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102630765A CN101976712B (zh) | 2010-08-25 | 2010-08-25 | 一种增强led出光效率的粗化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101976712A true CN101976712A (zh) | 2011-02-16 |
| CN101976712B CN101976712B (zh) | 2012-02-08 |
Family
ID=43576577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010102630765A Active CN101976712B (zh) | 2010-08-25 | 2010-08-25 | 一种增强led出光效率的粗化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101976712B (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102569038A (zh) * | 2011-12-29 | 2012-07-11 | 映瑞光电科技(上海)有限公司 | 图形化衬底的制作方法 |
| CN103337564A (zh) * | 2013-04-18 | 2013-10-02 | 中国科学院半导体研究所 | 一种可提高led发光效率的金属纳米颗粒的制备方法 |
| CN103365091A (zh) * | 2012-03-28 | 2013-10-23 | 山东浪潮华光光电子股份有限公司 | 一种led芯片或衬底表面粗化用掩膜液及其制备方法与应用 |
| CN103474343A (zh) * | 2013-09-12 | 2013-12-25 | 昆山奥德鲁自动化技术有限公司 | 一种ito表面微纳米结构处理方法 |
| CN108365028A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-08-03 | 北京世纪金光半导体有限公司 | 一种碳化硅器件表面制绒方法 |
| CN109192846A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-01-11 | 宁波天炬光电科技有限公司 | 配件级低成本表面处理方法及一种装置 |
| CN110459658A (zh) * | 2018-05-08 | 2019-11-15 | 山东浪潮华光光电子股份有限公司 | 一种P型GaN层的UV LED芯片及其制备方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103855256A (zh) * | 2012-12-04 | 2014-06-11 | 同方光电科技有限公司 | 一种用于发光二极管的粗化方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080283859A1 (en) * | 2007-05-18 | 2008-11-20 | Delta Electronics, Inc. | Light-emitting diode apparatus and manufacturing method thereof |
| CN101667619A (zh) * | 2009-09-11 | 2010-03-10 | 南京大学 | 提高纳米硅/二氧化硅发光器件发光强度的方法 |
| CN101702419A (zh) * | 2009-10-30 | 2010-05-05 | 华南师范大学 | 一种GaN基LED芯片结构中p-GaN层或ITO层的表面粗化方法 |
-
2010
- 2010-08-25 CN CN2010102630765A patent/CN101976712B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080283859A1 (en) * | 2007-05-18 | 2008-11-20 | Delta Electronics, Inc. | Light-emitting diode apparatus and manufacturing method thereof |
| CN101667619A (zh) * | 2009-09-11 | 2010-03-10 | 南京大学 | 提高纳米硅/二氧化硅发光器件发光强度的方法 |
| CN101702419A (zh) * | 2009-10-30 | 2010-05-05 | 华南师范大学 | 一种GaN基LED芯片结构中p-GaN层或ITO层的表面粗化方法 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102569038A (zh) * | 2011-12-29 | 2012-07-11 | 映瑞光电科技(上海)有限公司 | 图形化衬底的制作方法 |
| CN103365091A (zh) * | 2012-03-28 | 2013-10-23 | 山东浪潮华光光电子股份有限公司 | 一种led芯片或衬底表面粗化用掩膜液及其制备方法与应用 |
| CN103365091B (zh) * | 2012-03-28 | 2015-05-06 | 山东浪潮华光光电子股份有限公司 | 一种led芯片或衬底表面粗化用掩膜液及其制备方法与应用 |
| CN103337564A (zh) * | 2013-04-18 | 2013-10-02 | 中国科学院半导体研究所 | 一种可提高led发光效率的金属纳米颗粒的制备方法 |
| CN103474343A (zh) * | 2013-09-12 | 2013-12-25 | 昆山奥德鲁自动化技术有限公司 | 一种ito表面微纳米结构处理方法 |
| CN108365028A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-08-03 | 北京世纪金光半导体有限公司 | 一种碳化硅器件表面制绒方法 |
| CN110459658A (zh) * | 2018-05-08 | 2019-11-15 | 山东浪潮华光光电子股份有限公司 | 一种P型GaN层的UV LED芯片及其制备方法 |
| CN109192846A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-01-11 | 宁波天炬光电科技有限公司 | 配件级低成本表面处理方法及一种装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101976712B (zh) | 2012-02-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101976712B (zh) | 一种增强led出光效率的粗化方法 | |
| CN102157640B (zh) | 具有p-GaN层表面粗化的GaN基LED芯片的制作方法 | |
| CN102214742B (zh) | 一种二维光子晶体结构GaN基LED的制备方法 | |
| CN103227249B (zh) | 一种双层纳米图形化led的制备工艺方法 | |
| CN101814564B (zh) | 氮化物外延生长的纳米图形衬底制备方法 | |
| CN101789477A (zh) | 全侧壁锯齿状粗化发光二极管芯片的制备方法 | |
| CN103117339A (zh) | 基于复合软模板纳米压印技术制备图案化蓝宝石衬底的方法 | |
| An et al. | Increased light extraction from vertical GaN light-emitting diodes with ordered, cone-shaped deep-pillar nanostructures | |
| Sun et al. | Porous light-emitting diodes with patterned sapphire substrates realized by high-voltage self-growth and soft UV nanoimprint processes | |
| US8951820B2 (en) | Method of fabricating nano-imprint mold for a light emitting diode | |
| US8957449B2 (en) | Method for manufacturing nano-imprint mould, method for manufacturing light-emitting diode using the nano imprint mould manufactured thereby, and light-emitting diode manufactured thereby | |
| CN102479894A (zh) | 一种GaN基材料的发光二极管及其制备方法 | |
| CN102130230A (zh) | 发光二极管的制备方法 | |
| KR101535852B1 (ko) | 나노구조체 전사를 이용한 발광다이오드 제조방법과 그 발광다이오드 | |
| CN107123705B (zh) | 一种发光二极管的制备方法 | |
| CN101487974B (zh) | 一种纳米级印模结构及其在发光元件上的应用 | |
| KR20160092635A (ko) | 나노 임프린트 몰드 제조방법, 이 방법에 의해 제조된 나노 임프린트 몰드를 이용한 발광다이오드 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 발광다이오드 | |
| CN109713099B (zh) | 一种图形化蓝宝石衬底结构及其制作工艺 | |
| CN104593727A (zh) | 一种利用aao模板制备纳米图形化衬底的方法 | |
| CN201910440U (zh) | 一种外延结构的GaN基材料发光二极管 | |
| CN102544288A (zh) | 一种外延结构的GaN基材料发光二极管及其制备方法 | |
| CN103633198B (zh) | Led芯片制作方法以及led芯片 | |
| CN101969088A (zh) | 适用于氮化物led外延生长的纳米级图形衬底的制备方法 | |
| CN201927631U (zh) | 一种GaN基材料的发光二极管 | |
| Lee et al. | Enhancement of light extraction efficiency of GaN-based light-emitting diode using ZnO sol–gel direct imprinting |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |