CN102544289B - 将氮化镓基发光二极管的外延结构表面粗化的方法 - Google Patents

将氮化镓基发光二极管的外延结构表面粗化的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102544289B
CN102544289B CN 201210056638 CN201210056638A CN102544289B CN 102544289 B CN102544289 B CN 102544289B CN 201210056638 CN201210056638 CN 201210056638 CN 201210056638 A CN201210056638 A CN 201210056638A CN 102544289 B CN102544289 B CN 102544289B
Authority
CN
China
Prior art keywords
epitaxial structure
gallium nitride
mixed solution
light emitting
emitting diode
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.)
Active
Application number
CN 201210056638
Other languages
English (en)
Other versions
CN102544289A (zh
Inventor
田婷
张逸韵
耿雪妮
李璟
伊晓燕
王国宏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Semiconductors of CAS
Original Assignee
Institute of Semiconductors of CAS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Semiconductors of CAS filed Critical Institute of Semiconductors of CAS
Priority to CN 201210056638 priority Critical patent/CN102544289B/zh
Publication of CN102544289A publication Critical patent/CN102544289A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102544289B publication Critical patent/CN102544289B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Led Devices (AREA)

Abstract

一种将氮化镓基发光二极管的外延结构表面粗化的方法，包括以下步骤：步骤1：取一外延结构；步骤2：配制一预定比例的混合溶液，将外延结构表面浸入混合溶液中，随即捞出；步骤3：烘干，从而在外延结构的表面形成规则排列的由混合溶液析出的颗粒掩膜；步骤4：以所述的颗粒掩膜作为掩膜，对外延结构表面进行刻蚀，使得外延结构表面粗糙化；步骤5：清洗去掉外延结构上的掩膜，完成粗化方法的制备。本发明的方法是与后工艺相互配合，可以提高发光二极管芯片的提取效率。该方法还具有制作工艺简单、成本极低，而且比较环保等优点。

Description

将氮化镓基发光二极管的外延结构表面粗化的方法
技术领域
本发明属于半导体技术领域，特别是指一种将氮化镓基发光二极管的外延结构表面粗化的方法。
背景技术
氮化镓基LED是一种发光器件，所以LED的发光效率是衡量LED器件好坏至关重要的指标之一。而提高LED器件的提取效率成为提高其发光效率的主要因素。当光线由LED有源区出射到空气的过程中，由氮化镓、ITO等透明电极与空气间较大的折射率差导致光线在空气与LED透明电极的界面发生全反射，只有少量的光线能够逃逸出LED器件。因为氮化镓材料折射率非常高，全反射临界角很小，有源区产生的光只有少数逃逸出材料体外，氮化镓材料的出射率仅为4％。所以LED的光提取效率还有很大的提升空间。通过采用改变芯片形状以及出光面粗化技术，可以有效减少光线在出光表面的全反射，大大提高了光子逃逸出LED器件的概率，有效地提高器件的发光效率。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种将氮化镓基发光二极管的外延结构表面粗化的方法，该方法是与后工艺相互配合，可以提高发光二极管芯片的提取效率。该方法还具有制作工艺简单、成本极低，而且比较环保等优点。
本发明提供一种将氮化镓基发光二极管的外延结构表面粗化的方法，包括以下步骤：
步骤1：取一外延结构；
步骤2：配制一预定比例的混合溶液，将外延结构表面浸入混合溶液中，随即捞出；
步骤3：烘干，从而在外延结构的表面形成规则排列的由混合溶液析出的颗粒掩膜；
步骤4：以所述的颗粒掩膜作为掩膜，对外延结构表面进行刻蚀，使得外延结构表面粗糙化；
步骤5：清洗去掉外延结构上的掩膜，完成粗化方法的制备。
其中步骤1之后还包括，在外延结构上制备一层透明电极，表面粗化是在透明电极上进行的。
其中所述颗粒掩膜的颗粒的直径为300nm至5μm。
其中混合溶液由氯化钠、水和乙醇配制。
其中混合溶液中的氯化钠饱和溶液和乙醇的体积比为1∶1-1∶10。
其中烘干的温度为80℃-130℃。
其中外延结构表面浸入混合溶液中的时间为3秒-60秒。
其中透明电极的材料为氧化铟锡或氧化锌，或及其组合，其厚度为100nm-1μm。
附图说明
为使审查员能进一步了解本发明的结构、特征及其目的，以下结合附图及较佳具体实施例的详细说明如后，其中：
图1为本发明第一实施例，是在氮化镓基发光二极管的外延结构上形成颗粒掩膜的示意图；
图2为本发明第一实施例表面粗化后的结构示意图；
图3为本发明第二实施例，是在氮化镓基发光二极管的外延结构上制备的透明电极上形成颗粒掩膜的示意图；
图4为本发明第二实施例表面粗化后的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1至图2所示，是本发明的第一实施例，本发明提供一种将氮化镓基发光二极管的外延结构表面粗化的方法，包括以下步骤：
步骤1：取一外延结构1，该外延结构包括衬底11、氮化镓LED层12，而氮化镓LED层12包括一氮化镓(GaN)低温缓冲层、一非掺杂氮化镓(GaN)过渡层、一掺硅(Si)的n型氮化镓(GaN)电子注入层、一氮化镓(GaN)/铟镓氮(InxGa1-xN)多量子阱发光层、一p型铝镓氮(AlyGa1-yN)电子阻挡层、一掺镁(Mg)的p型氮化镓(GaN)空穴注入层，其中，0≤x≤1，0≤y≤1。
步骤2：配制一预定比例的混合溶液，该混合溶液由氯化钠、水和乙醇配制，其中氯化钠饱和水溶液和乙醇的体积比为1∶1-1∶10，然后将外延结构1表面浸入混合溶液中3秒至60秒，随即捞出；
步骤3：将带有混合溶液的外延结构1放在温度为80-130℃的热板上烘干，利用液体的表面张力和乙醇的挥发性在氮化镓LED层12的表面形成规则排列的由混合溶液析出的颗粒掩膜2，所述颗粒掩膜2的颗粒的直径为300nm至5μm，颗粒掩膜2的颗粒的直径由混合溶液中乙醇的比例来控制；
步骤4：以所述的颗粒掩膜2作为掩膜，利用反应离子RIE或感应耦合等离子ICP设备进行干法刻蚀，使得氮化镓LED层12的表面粗糙化；
步骤5：最后用去离子水清洗去掉氮化镓LED层12上的掩膜，完成粗化方法的制备。
请参阅图3至图4所示为本发明第二实施例，第二实施例与第一实施例基本相同，不同之处为：在外延结构1上利用电子束蒸发设备再制备一层透明电极10，上述的表面粗化是在透明电极10上进行的，所述透明电极10的材料可以是氧化铟锡(ITO)或氧化锌(ZnO)，或是氧化铟锡(ITO)和氧化锌(ZnO)材料中的任意多种组合，该透明电极10的厚度为100nm-1μm。
实例
请参阅再图1至图2所示，本发明一种将氮化镓基发光二极管的外延结构表面粗化的方法，包括以下步骤：
步骤1：取一外延结构1；
步骤2：配制一预定比例的混合溶液，将外延结构1表面浸入混合溶液中，随即捞出，该混合溶液由氯化钠、水和乙醇配制，该混合溶液中的氯化钠饱和溶液和乙醇的体积比为1∶1-1∶10，所述外延结构1表面浸入混合溶液中的时间为30秒；
步骤3：烘干，从而在外延结构1的表面形成规则排列的由混合溶液析出的颗粒掩膜2，所述颗粒掩膜2的颗粒的直径为2μm，所述烘干的温度为100℃；
步骤4：以所述的颗粒掩膜2作为掩膜，对外延结构1表面进行刻蚀，使得外延结构1表面粗糙化；
步骤5：清洗去掉外延结构1上的掩膜，完成粗化方法的制备。
以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种将氮化镓基发光二极管的外延结构表面粗化的方法，包括以下步骤：
步骤1：取一外延结构；
步骤2：配制一预定比例的混合溶液，将外延结构表面浸入混合溶液中，随即捞出，该混合溶液由氯化钠、水和乙醇配制，该混合溶液中的氯化钠饱和溶液和乙醇的体积比为1∶1-1∶10；
步骤3：烘干，从而在外延结构的表面形成规则排列的由混合溶液析出的颗粒掩膜；
步骤4：以所述的颗粒掩膜作为掩膜，对外延结构表面进行刻蚀，使得外延结构表面粗糙化；
步骤5：清洗去掉外延结构上的掩膜，完成粗化方法的制备。
2.根据权利要求1所述的将氮化镓基发光二极管的外延结构表面粗化的方法，其中步骤1之后还包括，在外延结构上制备一层透明电极，表面粗化是在透明电极上进行的。
3.根据权利要求1所述的将氮化镓基发光二极管的外延结构表面粗化的方法，其中所述颗粒掩膜的颗粒的直径为300nm至5μm。
4.根据权利要求1所述的将氮化镓基发光二极管的外延结构表面粗化的方法，其中烘干的温度为80℃-130℃。
5.根据权利要求1所述的将氮化镓基发光二极管的外延结构表面粗化的方法，其中外延结构表面浸入混合溶液中的时间为3秒-60秒。
6.根据权利要求2所述的将氮化镓基发光二极管的外延结构表面粗化的方法，其中透明电极的材料为氧化铟锡或氧化锌，或及其组合，其厚度为100nm-1μm。
CN 201210056638 2012-03-06 2012-03-06 将氮化镓基发光二极管的外延结构表面粗化的方法 Active CN102544289B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201210056638 CN102544289B (zh) 2012-03-06 2012-03-06 将氮化镓基发光二极管的外延结构表面粗化的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201210056638 CN102544289B (zh) 2012-03-06 2012-03-06 将氮化镓基发光二极管的外延结构表面粗化的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102544289A CN102544289A (zh) 2012-07-04
CN102544289B true CN102544289B (zh) 2013-12-18

Family

ID=46350719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201210056638 Active CN102544289B (zh) 2012-03-06 2012-03-06 将氮化镓基发光二极管的外延结构表面粗化的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102544289B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105244388A (zh) * 2015-09-25 2016-01-13 尚成荣 一种太阳能电池的制绒工艺
CN105226116A (zh) * 2015-09-25 2016-01-06 尚成荣 一种适用于太阳能电池制绒处理的触发剂

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007273746A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Sumitomo Chemical Co Ltd 固体表面の微細加工方法および発光素子
JP5130481B2 (ja) * 2007-10-05 2013-01-30 王子ホールディングス株式会社 透明材料付半導体発光素子
US20100310828A1 (en) * 2007-11-16 2010-12-09 Ulvac, Inc. Substrate processing method and substrate processed by this method
CN102169930B (zh) * 2011-03-07 2012-09-19 山东大学 一种金属纳米颗粒辅助实现发光二极管表面粗化的方法
CN102157640B (zh) * 2011-03-17 2012-11-21 中国科学院半导体研究所 具有p-GaN层表面粗化的GaN基LED芯片的制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102544289A (zh) 2012-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102157640B (zh) 具有p-GaN层表面粗化的GaN基LED芯片的制作方法
CN102709426A (zh) 一种表面粗化的GaN基LED芯片的制作方法
CN101969089B (zh) 一种具有电流阻挡层氮化镓基发光二极管的制作方法
CN102244159B (zh) 氧化铟锡透明导电薄膜表面粗化方法
CN103500784B (zh) 一种近红外发光二极管的外延结构、生长工艺及芯片工艺
CN102709422A (zh) 半导体发光器件及其制备方法
CN1996629A (zh) 一种具有电流输运增透窗口层结构的发光二极管
CN105098004B (zh) 一种发光二极管外延片的生长方法及外延片
CN102916099A (zh) 发光二极管与其制造方法
CN104966769A (zh) 一种具有双光子晶体结构的量子点发光二极管
CN103700735A (zh) 一种发光二极管及其制造方法
CN103996767A (zh) 表面等离激元增强型硅纳米线电致发光器件及其制作方法
CN106784232A (zh) 一种利用周期性散射结构提高led芯片出光效率的方法
CN103367577A (zh) 一种高亮度GaN基发光二极管外延片及其制备方法
CN102544289B (zh) 将氮化镓基发光二极管的外延结构表面粗化的方法
CN105449057B (zh) 一种集成多孔状反射层的发光二极管
CN111029442B (zh) Iii族氮化物紫外发光二极管及其制作方法
CN101861662A (zh) 发光器件
CN104103727A (zh) 一种提高量子效率的led芯片及其制备方法
CN208938998U (zh) 一种提高光提取效率的深紫外发光二极管芯片
CN104134735A (zh) 一种发光二极管芯片结构
CN110459658A (zh) 一种P型GaN层的UV LED芯片及其制备方法
CN102738347B (zh) 具有自组成式纳米结构的白光led芯片结构
CN104300057A (zh) 一种高亮度GaN发光二极管器件的制作方法
CN211017113U (zh) 一种利用双层表面等离激元增强led发光效率的结构

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