CN103545403A - 一种光辅助led湿法粗化设备 - Google Patents
一种光辅助led湿法粗化设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103545403A CN103545403A CN201210240470.6A CN201210240470A CN103545403A CN 103545403 A CN103545403 A CN 103545403A CN 201210240470 A CN201210240470 A CN 201210240470A CN 103545403 A CN103545403 A CN 103545403A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light source
- heating device
- equipment
- source module
- coarsening
- 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
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 8
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 abstract 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 5
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000006424 Flood reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
- H01L33/22—Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
- H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
- H01L21/67075—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
- H01L33/0075—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds comprising nitride compounds
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Weting (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
一种光辅助LED湿法粗化设备，属于发光二极管制造设备技术领域。包括密封箱体、腐蚀溶液槽、光源模块、通风排气扇、恒温加热装置以及定时器。腐蚀溶液槽、光源模块、通风排气扇以及恒温加热装置安装在密封箱体的内部，恒温加热装置安装在密封箱体的底部，腐蚀溶液槽安装在恒温加热装置的上方，光源模块与通风排气扇安装在箱体的顶部，定时器安装在密封箱体的外部。本发明可以有效粗化Ga面GaN以及GaP等难以粗化的半导体材料,显著缩短LED芯片粗化加工的时间，提高生产效率，并且使得LED 芯片的粗化制程高度可控，显著提高LED芯片的良率。
Description
技术领域
本发明涉及一种光辅助LED湿法粗化设备，属于发光二极管制造设备技术领域。
背景技术
上世纪50年代，在IBM Thomas J.Watson Research Center为代表的诸多知名研究机构的努力下，以GaAs为代表的III–V族半导体在半导体发光领域迅速崛起。之后随着金属有机物化学气相沉积（MOCVD）技术的出现，使得高质量的III–V族半导体的生长突破了技术壁垒，各种波长的半导体发光二极管器件相继涌入市场。由于半导体发光二极管相对于目前的发光器件具有效率高、寿命长、抗强力学冲击等特质，在世界范围内被看作新一代照明器件。但是由于III–V族半导体的折射率普遍较高（GaP：3.2，GaN：2.4），这就导致LED的发光区域发出的光在经芯片表面出射到空气中时受制于界面全反射现象，只有极少部分的光可以出射到器件外部（GaP约为2.4%，GaN约为4%）。界面全反射现象导致LED的外量子效率低下，是制约LED替代现有照明器件的主要原因。因此在功率LED芯片的加工过程中需引入表面粗化技术增加器件的光提取效率。由于干法刻蚀粗化会引入杂质能级破坏半导体薄膜的电学特性，因此湿法腐蚀粗化技术成为业界青睐的解决方案。湿法腐蚀技术受制于半导体材料的特性，目前Ga面GaN以及[100]方向的GaP由于其表面功函数较高，无法单纯使用腐蚀液实现腐蚀，需要引入光辐照进行辅助。综上所述，本发明提供了一种光辅助LED湿法粗化设备。
中国专利文件CN201611648U提供公开了一种湿法腐蚀设备，包括酸洗槽、热漂洗槽、加热装置和供水装置；所述酸洗槽用于盛放热磷酸，所述热磷酸用于对晶圆表面的氮化硅进行化学剥离；加热装置的入水口和供水装置之间通过管道连接，加热装置的出水口与热漂洗槽之间通过管道连接，供水装置用于提供常温的去离子水，从供水装置流出的常温去离子水通过加热装置的入水口和供水装置之间的管道流入加热装置后进行加热，加热后的去离子水通过加热装置的出水口与热漂洗槽之间的管道流入热漂洗槽；所述加热装置的出水口还连接一水阀，所述水阀与所述酸洗槽连接。采用该湿法腐蚀设备可以有效去除酸洗槽内壁残留的磷酸，防止残留磷酸中的杂质造成晶圆缺陷，因此可以降低晶圆的缺陷率。此设备没有提供光源模块，无法实现Ga面GaN以及GaP的光辅助湿法腐蚀操作。
中国专利文件CN101285209提供公开了一种n型硅光辅助电化学腐蚀装置,由电化学池、工作电极、参考电极、辅助电极以及光源组成；在电化学池中盛有腐蚀液；在电化学池的侧壁上开孔，硅片贴附于开孔处；工作电极与硅片的欧姆接触层接触，参考电极、辅助电极置于腐蚀液中，辅助电极与硅片相对，参考电极位于辅助电极与硅片之间；光源照射硅片的欧姆接触层一侧，其特征在于，光源采用发光二极管或者半导体激光器，发射波长在700nm～1100nm之间。此设备应用于电化学腐蚀反应，并且是针对Si的腐蚀进行设计，腐蚀原理以及光源的配置均不适用于化合物半导体的腐蚀。
Ga面GaN以及GaP半导体材料的粗化难题一直限制着LED芯片的发光效率。现有LED芯片湿法粗化设备不具备光辅助与热辅助的功能，只适用于较易腐蚀的半导体材料的粗化加工，对于腐蚀难度高的Ga面GaN以及GaP半导体材料并不适用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种光辅助LED湿法粗化设备。
一种光辅助LED湿法粗化设备，包括密封箱体、腐蚀溶液槽、光源模块、通风排气扇、恒温加热装置以及定时器，腐蚀溶液槽、光源模块、通风排气扇以及恒温加热装置安装在密封箱体的内部，恒温加热装置安装在密封箱体的底部，腐蚀溶液槽安装在恒温加热装置的上方，光源模块与通风排气扇安装在箱体的顶部；在密封箱体的箱壁上设置有前面板和观察窗口，定时器安装在密封箱体的前面板上。
所述的光源模块包括光源和扩束镜；光源为355nm激光器或532nm激光器或汞灯或发光二极管阵列，两种激光器的输出功率均为500mW-5W，汞灯的输出功率为1W-500W，发光二极管阵列的输出功率为5W-100W；扩束镜保证光源发出的光均匀辐照在待腐蚀的外延片的全部表面上。
本发明的优越性：
1）在传统湿法腐蚀过程中引入光源辅助与加热辅助，配合特定的腐蚀液可以对Ga面GaN以及GaP等半导体材料进行粗化加工。
2）光源的功率与加热的温度以及腐蚀时间通过恒温加热装置以及定时器实现高度的控制。
3）本发明可以显著缩短对LED芯片进行粗化的时间，提高生产效率。
附图说明
图1为一种光辅助LED湿法粗化设备内部结构示意图。
图2为一种光辅助LED湿法粗化设备前面板示意图。
图中，1、密封箱体，2、恒温加热装置，3、腐蚀溶液槽，4、光源模块，5、通风排气扇，6、定时器，7、观察窗口。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做详细的说明，但不限于此。
实施例1：
一种光辅助LED湿法粗化设备，如图1所示，包括密封箱体1、腐蚀溶液槽3、光源模块4、通风排气扇5、恒温加热装置2以及定时器6，腐蚀溶液槽3、光源模块4、通风排气扇5以及恒温加热装置2安装在密封箱体1的内部，恒温加热装置2安装在密封箱体1的底部，腐蚀溶液槽3安装在恒温加热装置2的上方，光源模块4与通风排气扇5安装在密封箱体1的顶部，在密封箱体的箱壁上设置有前面板和观察窗口7，定时器6安装在密封箱体1的前面板上。光源模块包括532nm激光器以及扩束镜，激光器的输出功率为2W，扩束镜保证光源发出的光均匀辐照在待腐蚀的外延片的全部表面上。
实施例2：
一种光辅助LED湿法粗化设备，结构与实施例1相同，不同之处在于，所述的532nm激光器的输出功率为500mW。
实施例3：
一种光辅助LED湿法粗化设备，结构与实施例1相同，不同之处在于，所述的532nm激光器的输出功率为5W。
实施例4：
一种光辅助LED湿法粗化设备，结构与实施例1相同，不同之处在于，光源模块为335nm激光器，其输出功率为2W。
实施例5：
一种光辅助LED湿法粗化设备，结构与实施例4相同，不同之处在于，所述的335nm激光器的输出功率为500mW。
实施例6：
一种光辅助LED湿法粗化设备，结构与实施例4相同，不同之处在于，所述的335nm激光器的输出功率为5W。
实施例7：
一种光辅助LED湿法粗化设备，结构与实施例1相同，不同之处在于，光源模块为汞灯，汞灯的输出功率为300W。
实施例8：
一种光辅助LED湿法粗化设备，结构与实施例7相同，不同之处在于，所述的汞灯的输出功率为1W。
实施例9：
一种光辅助LED湿法粗化设备，结构与实施例7相同，不同之处在于，所述的汞灯的输出功率为500W。
实施例10：
一种光辅助LED湿法粗化设备，结构与实施例1相同，不同之处在于，光源模块为发光二极管阵列，发光二极管阵列的输出功率为100W。
实施例11：
一种光辅助LED湿法粗化设备，结构与实施例10相同，不同之处在于，所述的发光二极管阵列的输出功率为5W。
实施例12：
一种光辅助LED湿法粗化设备，结构与实施例10相同，不同之处在于，所述的发光二极管阵列的输出功率为40W。
Claims (2)
1.一种光辅助LED湿法粗化设备，其特征在于，包括腐蚀溶液槽、光源模块、通风排气扇、恒温加热装置以及定时器，腐蚀溶液槽、光源模块、通风排气扇以及恒温加热装置安装在密封箱体的内部，恒温加热装置安装在密封箱体的底部，腐蚀溶液槽安装在恒温加热装置的上方，光源模块与通风排气扇安装在箱体的顶部，在密封箱体的箱壁上设置有前面板和观察窗口，定时器安装在密封箱体的前面板上。
2.如权利要求1所述的一种光辅助LED湿法粗化设备，其特征在于，所述的光源模块包括光源和扩束镜；光源为355nm激光器或532nm激光器或汞灯或发光二极管阵列，两种激光器的输出功率范围为500mW-5W，汞灯的输出功率范围为1W-500W，发光二极管阵列的输出功率为5W-100W；扩束镜保证光源发出的光均匀辐照在待腐蚀的外延片的全部表面上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210240470.6A CN103545403B (zh) | 2012-07-11 | 2012-07-11 | 一种光辅助led湿法粗化设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210240470.6A CN103545403B (zh) | 2012-07-11 | 2012-07-11 | 一种光辅助led湿法粗化设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103545403A true CN103545403A (zh) | 2014-01-29 |
| CN103545403B CN103545403B (zh) | 2016-05-18 |
Family
ID=49968665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210240470.6A Active CN103545403B (zh) | 2012-07-11 | 2012-07-11 | 一种光辅助led湿法粗化设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103545403B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105826442A (zh) * | 2016-03-21 | 2016-08-03 | 佛山市国星半导体技术有限公司 | 氮化镓材料层表面粗化的方法 |
| CN106531668A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-03-22 | 贵州航天计量测试技术研究所 | 一种用于塑封器件开封的滴酸法开封装置及方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5779927A (en) * | 1997-01-27 | 1998-07-14 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Modified reflux etcher controlled by pH or conductivity sensing loop |
| CN101503817B (zh) * | 2009-01-15 | 2010-10-06 | 深圳大学 | 光助电化学刻蚀装置 |
-
2012
- 2012-07-11 CN CN201210240470.6A patent/CN103545403B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5779927A (en) * | 1997-01-27 | 1998-07-14 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Modified reflux etcher controlled by pH or conductivity sensing loop |
| CN101503817B (zh) * | 2009-01-15 | 2010-10-06 | 深圳大学 | 光助电化学刻蚀装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 黄生荣 等: "GaN材料湿法刻蚀的研究与进展", 《微纳电子技术》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105826442A (zh) * | 2016-03-21 | 2016-08-03 | 佛山市国星半导体技术有限公司 | 氮化镓材料层表面粗化的方法 |
| CN106531668A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-03-22 | 贵州航天计量测试技术研究所 | 一种用于塑封器件开封的滴酸法开封装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103545403B (zh) | 2016-05-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8053264B2 (en) | Photoelectrochemical etching of P-type semiconductor heterostructures | |
| CN101789476B (zh) | 一种发光二极管芯片的制造方法 | |
| CN102169930B (zh) | 一种金属纳米颗粒辅助实现发光二极管表面粗化的方法 | |
| US10573777B2 (en) | Vertical structure nonpolar LED chip on lithium gallate substrate and preparation method therefor | |
| CN100541850C (zh) | 一种发光二极管芯片制造方法 | |
| CN104701427B (zh) | 一种垂直结构led芯片制备方法 | |
| CN106910799B (zh) | 一种发光二极管的制备方法 | |
| CN106784276A (zh) | 一种金刚石热沉GaN基异侧电极LED制作方法 | |
| CN104183675A (zh) | 基于区域激光剥离及化学腐蚀的GaN基LED制备方法 | |
| CN103966605B (zh) | 一种LED芯片GaP层用刻蚀液及刻蚀方法以及表面粗化方法 | |
| CN109698123B (zh) | 一种GaAs基LED晶片的衬底腐蚀方法 | |
| CN105679895A (zh) | 一种垂直紫外led芯片的制备方法 | |
| CN103545403B (zh) | 一种光辅助led湿法粗化设备 | |
| CN104465899A (zh) | 一种led垂直结构的制备方法 | |
| CN102569543A (zh) | 一种发光二极管芯片的制作方法 | |
| CN109755367B (zh) | 一种反极性AlGaInP四元LED芯片的粗化方法 | |
| CN105914267B (zh) | 一种利用激光切割制备蓝宝石衬底led芯片的方法 | |
| CN104300048A (zh) | 一种GaN基发光二极管芯片的制备方法 | |
| CN107123705A (zh) | 一种发光二极管的制备方法 | |
| CN108987537B (zh) | 一种led晶片多金异常的处理方法 | |
| CN106505408A (zh) | 脊条形半导体激光器有源区腔体侧壁钝化的优化方法 | |
| CN102842850A (zh) | 双面散热的高效大功率半导体激光器 | |
| CN103137810A (zh) | 一种利用两次划片制备的GaN基发光二极管芯片及其制备方法 | |
| KR20070037593A (ko) | 수직형 발광 다이오드 | |
| CN103996757B (zh) | 一种利用TiO2纳米管阵列薄膜提高LED亮度的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20151111 Address after: 261061 Weifang high tech Zone, Jin Road, No. 9, No. Applicant after: Shandong Inspur Huaguang Optoelectronics Co., Ltd. Address before: 250101 Shandong city of Ji'nan province high tech Zone (Lixia) Tianchen Street No. 1835 Applicant before: Shandong Huaguang Photoelectronic Co., Ltd. |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200921 Address after: 215200 creation road, seven Du Town, Wujiang District, Suzhou, Jiangsu Patentee after: JIANGSU XINDA COMMUNICATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 261061 No. 9, Golden Road, hi tech Zone, Shandong, Weifang Patentee before: SHANDONG INSPUR HUAGUANG OPTOELECTRONICS Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |