CN102694088A - 用于GaN基LED的ITO纳米碗阵列的粗化方法 - Google Patents

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吴奎
魏同波
闫建昌
刘喆
王军喜
张逸韵
李璟
李晋闽
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Abstract

一种用于GaN基LED的ITO纳米碗阵列的粗化方法，包括如下步骤：1)在LED的电流扩展层的表面排列一单层紧密排列的自组装聚苯乙烯球；2)在自组装聚苯乙烯球的间隙填充二氧化硅凝胶；3)加热，将聚苯乙烯球气化，形成二氧化硅纳米碗阵列，该二氧化硅纳米碗阵列覆盖于电流扩展层的表面；4)采用ICP干法刻蚀，把纳米碗阵列转移到电流扩展层上；5)在BOE或HF溶液中处理，将电流扩展层表面残留的二氧化硅凝胶去除干净，形成电流扩展层的纳米碗阵列。本发明可以提高发光二极管出光效率，得到较佳的发光强度。

Description

用于GaN基LED的ITO纳米碗阵列的粗化方法
技术领域
本发明涉及一种用于GaN基LED的ITO纳米碗阵列的粗化方法，属于半导体微加工技术领域。
背景技术
GaN基半导体发光二极管具有节能、环保、冷光源、显色指数高、响应速度快、体积小和工作寿命长等突出优点，其作为半导体固体照明光源显示出巨大的应用潜力。
目前，随着各种蓝光材料的研究深入和功率型白光LED器件制备性能的稳步提高，LED已广泛应用于电子产品的背光源、交通灯、显示标志、景观照明等，并显示出走向日常白光照明领域的强劲趋势。然而，LED要真正走进日常白光照明领域，GaN基半导体发光二极管的发光效率是决定其能否迅速发展的最重要因素。
采用ITO纳米碗阵列的发光二极管可提高出光效率，本发明的制作工艺简单，可以得到较佳的发光强度。
发明内容
本发明的目的提供一种用于GaN基发光二极管的ITO纳米碗阵列的粗化方法，提高发光二极管出光效率，得到较佳的发光强度。
本发明提供一种用于GaN基LED的ITO纳米碗阵列的粗化方法，包括如下步骤：
1)在LED的电流扩展层的表面排列一单层紧密排列的自组装聚苯乙烯球；
2)在自组装聚苯乙烯球的间隙填充二氧化硅凝胶；
3)加热，将聚苯乙烯球气化，形成二氧化硅纳米碗阵列，该二氧化硅纳米碗阵列覆盖于电流扩展层的表面；
4)采用ICP干法刻蚀，把纳米碗阵列转移到电流扩展层上；
5)在BOE或HF溶液中处理，将电流扩展层表面残留的二氧化硅凝胶去除干净，形成电流扩展层的纳米碗阵列。
其中自组装聚苯乙烯球的直径为0.1-1um。
其中在聚苯乙烯球的间隙填充二氧化硅凝胶，其是用甩胶机使其分布均匀，先100-500转/min，时间为1-5s，再1000-8000转/min，时间为10-20s，使二氧化硅凝胶11均匀填充至聚苯乙烯球的间隙中。
其中将聚苯乙烯球气化加热的加热温度为400-600℃，时间为10-30min。
其中采用ICP干法刻蚀，刻蚀气体为Cl基气体，腔压为4mTorr，起辉功率300w，溅射功率50w，刻蚀时间800-1200s，或用稀盐酸等湿法腐蚀的方法完成图形转移，用稀盐酸腐蚀，时间为5-10min。
其中在BOE或HF溶液中处理的时间为10-80s。
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是本发明LED电流扩展层表面排列PS球，填充二氧化硅凝胶后的截面图，其中10为电流扩展层，11为二氧化硅凝胶，12为聚苯乙烯球；
图2是本发明去除聚苯乙烯球后剩余二氧化硅纳米凝胶结构的俯视图(扫描电镜照片)，20为二氧化硅纳米碗阵列；
图3是本发明ICP刻蚀后的电流扩展层的纳米碗阵列结构(扫描电镜照片)，其中30为电流扩展层的纳米碗阵列；
具体实施方式
参照图1至图3所示，本发明提供一种用于GaN基LED的ITO纳米碗阵列的粗化方法，包括如下步骤：
步骤1：在LED电流扩展层10的表面排列一单层紧密排列的自组装聚苯乙(PS)球12(图1)，该自组装聚苯乙球12的直径为0.1-1um；
步骤2：在聚苯乙烯球12间隙填充二氧化硅凝胶11(图1)，用甩胶机匀胶，先100-500转/min，时间为1-5s，再1000-8000转/min，时间为20s，使二氧化硅凝胶11均匀填充至聚苯乙烯球12间隙；
步骤3：加热，温度400-600℃，时间10-30min，使聚苯乙烯球12气化，形成二氧化硅掩膜纳米碗阵列20(图2)；
步骤4：采用ICP干法刻蚀，刻蚀气体为Cl基气体，腔压为4mTorr，起辉功率300w，溅射功率50w，刻蚀时间100-1200s，把纳米碗阵列转移到电流扩展层10上。或者用稀盐酸腐蚀，时间为5-10min，把纳米碗阵列转移到电流扩展层10上；
步骤5：最后在BOE溶液中处理，处理的时间为40-80s，将电流扩展层10表面的二氧化硅凝胶11去除干净，形成电流扩展层的纳米碗阵列30(图3)。
本发明也可以拿来做其它半导体器件的图形转移，例如光子晶体，表面等离子机元等。
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)

1.一种用于GaN基LED的ITO纳米碗阵列的粗化方法，包括如下步骤：
1)在LED的电流扩展层的表面排列一单层紧密排列的自组装聚苯乙烯球；
2)在自组装聚苯乙烯球的间隙填充二氧化硅凝胶；
3)加热，将聚苯乙烯球气化，形成二氧化硅纳米碗阵列，该二氧化硅纳米碗阵列覆盖于电流扩展层的表面；
4)采用ICP干法刻蚀，把纳米碗阵列转移到电流扩展层上；
5)在BOE或HF溶液中处理，将电流扩展层表面残留的二氧化硅凝胶去除干净，形成电流扩展层的纳米碗阵列。
2.根据权利要求1所述的用于GaN基LED的ITO纳米碗阵列的粗化方法，其中自组装聚苯乙烯球的直径为0.1-1um。
3.根据权利要求1所述的用于GaN基LED的ITO纳米碗阵列的粗化方法，其中在聚苯乙烯球的间隙填充二氧化硅凝胶，其是用甩胶机使其分布均匀，先100-500转/min，时间为1-5s，再1000-8000转/min，时间为10-20s，使二氧化硅凝胶11均匀填充至聚苯乙烯球的间隙中。
4.根据权利要求1所述的用于GaN基LED的ITO纳米碗阵列的粗化方法，其中将聚苯乙烯球气化加热的加热温度为400-600℃，时间为10-30min。
5.根据权利要求1所述的用于GaN基LED的ITO纳米碗阵列的粗化方法，其中采用ICP干法刻蚀，刻蚀气体为Cl基气体，腔压为4mTorr，起辉功率300w，溅射功率50w，刻蚀时间800-1200s，或用稀盐酸等湿法腐蚀的方法完成图形转移，用稀盐酸腐蚀，时间为5-10min。
6.根据权利要求1所述的用于GaN基LED的ITO纳米碗阵列的粗化方法，其中在BOE或HF溶液中处理的时间为10-80s。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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