CN103943738A - 抑制电极光吸收的发光二极管的制备方法 - Google Patents
抑制电极光吸收的发光二极管的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103943738A CN103943738A CN201410184117.XA CN201410184117A CN103943738A CN 103943738 A CN103943738 A CN 103943738A CN 201410184117 A CN201410184117 A CN 201410184117A CN 103943738 A CN103943738 A CN 103943738A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode
- light
- preparation
- layer
- gallium nitride
- 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
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 title abstract 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 239000011807 nanoball Substances 0.000 claims description 14
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 11
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical group [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011805 ball Substances 0.000 claims description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 6
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 claims description 6
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 claims description 6
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M caesium chloride Chemical compound [Cl-].[Cs+] AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 3
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract description 35
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 7
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract description 7
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000002077 nanosphere Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 abstract 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 abstract 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- SBYXRAKIOMOBFF-UHFFFAOYSA-N copper tungsten Chemical compound [Cu].[W] SBYXRAKIOMOBFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- H01L33/44—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 coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
- H01L33/46—Reflective coating, e.g. dielectric Bragg reflector
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
一种抑制电极光吸收的发光二极管的制备方法,包括:在一具有蓝宝石衬底的氮化镓LED外延片上表面的P型氮化镓层上沉积SiO2层并制作图形;在图形上制作一单层微纳米球,形成基片;将基片加热,使得微纳米球坍塌为半球型并固定在SiO2图形的上表面上;去除图形中的SiO2层的部分;在SiO2层的上表面蒸镀反光金属薄膜,并电镀金属铜;采用激光剥离技术去除外延片中的蓝宝石衬底,露出P型氮化镓层另一面的N型氮化镓层的表面;在N型氮化镓层的表面沉积金属薄膜,作为N电极,位置刚好对应于下方微纳米半球形成的曲面,完成制备。本发明是在金属电极正下方的特定区域制作反光曲面抑制电极对光的吸收,可以提高器件的出光效率。
Description
技术领域
本发明属于半导体技术领域,特别是抑制电极光吸收的发光二极管的制备方法。
背景技术
发光二级管中金属电极对光的透过率低,而从量子阱发出的光主要集中在电极下方,因此,大量的光被电极吸收而不能够被提取到芯片的外部。如何减少量子阱发出的光被电极吸收而造成光损失是目前研究的一个热点,现有技术采用电流阻挡层技术,将电流引离电极,减少量子阱发出的光被电极吸收或采用反射率较高的金属材料作为电极,增加反射率,本发明在原有技术基础上提出了一种新的方法进一步减少了电极对光的吸收,提高了器件的光提取效率。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种抑制电极光吸收的发光二极管的制备方法,该方法是在金属电极正下方的特定区域制作反光曲面抑制电极对光的吸收,可以提高器件的出光效率。
本发明提供一种抑制电极光吸收的发光二极管的制备方法,包括如下步骤:
步骤1:在一具有蓝宝石衬底的氮化镓LED外延片上表面的P型氮化镓层上沉积SiO2层,在SiO2层上制作SiO2图形;
步骤2:在图形上制作一单层微纳米球,形成基片;
步骤3:将基片加热,使得微纳米球坍塌为半球型并固定在SiO2图形的上表面上;
步骤4:去除图形中的SiO2层的部分;
步骤5:在去除了图形中的SiO2层的上表面蒸镀反光金属薄膜,选用酸性硫酸铜电镀液在导电薄膜的上表面电镀金属铜;
步骤6:采用激光剥离技术去除外延片中的蓝宝石衬底,露出P型氮化镓层另一面的N型氮化镓层的表面;
步骤7:通过光刻技术、电子束蒸发技术和金属剥离技术在N型氮化镓层的表面沉积金属薄膜,作为N电极,位置刚好对应于下方微纳米半球形成的曲面,完成制备。
本发明的有益效果是,其是在金属电极正下方的特定区域制作反光曲面抑制电极对光的吸收,同时加强N电极周围区域的电流注入,有利于电流扩展,增加发光强度,提高了器件的出光效率。
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是本发明的方法流程图;
图2是本发明在外延片上沉积SiO2层并光刻制作图形后示意图;。
图3是本发明制作单层微纳球后示意图;
图4是本发明去除S iO2层后示意图;
图5是本发明转移衬底并激光剥离蓝宝石衬底制作N电极后的示意图;
图6是应用正装结构芯片示意图;
图7是在蓝宝石面制作光刻图形后示意图;
图8是制作单层微纳球后示意图;
图9是去除SiO2层后示意图。
具体实施方式
请参阅图1,配合参阅图2图5所示,本发明提供一种抑制电极光吸收的发光二极管的制备方法,包括如下步骤:
步骤1:在一具有蓝宝石衬底6的氮化镓LED外延片上表面的P型氮化镓层1上采用PECVD(等离子增强型化学气相淀积法)沉积S iO2层2,在SiO2层2上涂敷光刻胶,光刻腐蚀SiO2,制作SiO2图形;
步骤2:用PS(聚苯乙烯颗粒溶液)和乙醇以2∶3的比例混合,采用提拉机在SiO2图形上制作一单层微纳米球3,形成基片,其中微纳米球3为透明结构,该微纳米球3是PS球、CsCl球或NaCl晶体球,所述微纳米球3的直径为1-10微米;
步骤3:将基片加热,使得微纳米球3坍塌为半球型并固定在SiO2图形的上表面上,其中加热的温度为90-120度,加热的时间为1到5分钟;
步骤4:采用氢氟酸和去离子水1∶6混合液,去除图形中的S iO2层2的部分;
步骤5:在去除了图形中的SiO2层2的上表面蒸镀反光金属薄膜,选用酸性硫酸铜电镀液在导电薄膜的上表面电镀金属铜4作为转移衬底,其中反光金属薄膜的材料是镍、银、铂、钯或金,或及其组合,转移衬底为铜、铜-钨合金、镍或硅,转移衬底的厚度在50μm至1000μm之间;
步骤6:采用激光剥离技术去除外延片中的蓝宝石衬底6,露出P型氮化镓层1另一面的N型氮化镓层的表面7;
步骤7:通过光刻技术、电子束蒸发技术和金属剥离技术在N型氮化镓层的表面7沉积金属薄膜,作为N电极8,位置刚好对应于下方微纳米半球形成的曲面,完成制备。此设计不仅增加了电极对光的反射,同时加强N电极周围区域的电流注入,有利于电流扩展,增加发光强度,其中N电极8为金属电极,其宽度为5—10微米。
以上所述方法是应用于垂直结构中。
上述方法应用于正装结构中,请参阅图6-图9,取一制备好的具有P电极9、N电极10和蓝宝石衬底11的正装结构芯片,将蓝宝石层减薄,在蓝宝石衬底上沉积SiO2,通过均胶、曝光、显影、坚膜、腐蚀等光刻工艺在蓝宝石衬底面对应于P和N电极位置制作SiO2图形层。用PS(聚苯乙烯颗粒溶液)和乙醇以2∶3的比例混合,采用提拉机在图形层上表面制作微纳米球13。加热100度左右,1到5分钟,使得微纳米球坍塌为半球型并固定在图形层上方,用氢氟酸去除SiO2,将其上方的微纳米半球一并去掉,采用FB蒸镀金属反射镜。完成芯片制作。
此外,上述方法不仅限于实施方式中提到的在垂直和正装结构发光二级管中的应用,本发明的目的是减少电极光吸收对出光造成不利影响,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)
1.一种抑制电极光吸收的发光二极管的制备方法,包括如下步骤:
步骤1:在一具有蓝宝石衬底的氮化镓LED外延片上表面的P型氮化镓层上沉积SiO2层,在SiO2层上制作SiO2图形;
步骤2:在图形上制作一单层微纳米球,形成基片;
步骤3:将基片加热,使得微纳米球坍塌为半球型并固定在SiO2图形的上表面上;
步骤4:去除图形中的SiO2层的部分;
步骤5:在去除了图形中的SiO2层的上表面蒸镀反光金属薄膜,选用酸性硫酸铜电镀液在导电薄膜的上表面电镀金属铜;
步骤6:采用激光剥离技术去除外延片中的蓝宝石衬底,露出P型氮化镓层另一面的N型氮化镓层的表面;
步骤7:通过光刻技术、电子束蒸发技术和金属剥离技术在N型氮化镓层的表面沉积金属薄膜,作为N电极,位置刚好对应于下方微纳米半球形成的曲面,完成制备。
2.如权利要求1所述的抑制电极光吸收的发光二极管的制备方法,其中微纳米球为透明结构,该微纳米球是PS球、CsCl球或NaCl晶体球。
3.如权利要求1所述的抑制电极光吸收的发光二极管的制备方法,其中加热的温度为90—120度,加热的时间为1到5分钟。
4.如权利要求1所述的抑制电极光吸收的发光二极管的制备方法,其中金属电极的宽度为5-10微米。
5.如权利要求2所述的抑制电极光吸收的发光二极管的制备方法,其中所述微纳米球的直径为1-10微米。
6.如权利要求1所述的抑制电极光吸收的发光二极管的制备方法,其中反光金属薄膜的材料是镍、银、铂、钯或金,或及其组合。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410184117.XA CN103943738B (zh) | 2014-05-04 | 2014-05-04 | 抑制电极光吸收的发光二极管的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410184117.XA CN103943738B (zh) | 2014-05-04 | 2014-05-04 | 抑制电极光吸收的发光二极管的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103943738A true CN103943738A (zh) | 2014-07-23 |
CN103943738B CN103943738B (zh) | 2017-03-08 |
Family
ID=51191325
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410184117.XA Active CN103943738B (zh) | 2014-05-04 | 2014-05-04 | 抑制电极光吸收的发光二极管的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103943738B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017045355A1 (zh) * | 2015-09-17 | 2017-03-23 | 京东方科技集团股份有限公司 | 不平坦粒子层制备方法、有机电致发光器件和显示装置 |
CN112542534A (zh) * | 2019-09-20 | 2021-03-23 | 山东浪潮华光光电子股份有限公司 | 一种表面生长ito和铝电极的led晶片切割方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101369618A (zh) * | 2007-08-13 | 2009-02-18 | 光宝科技股份有限公司 | 半导体发光元件及其制作方法 |
CN101471401A (zh) * | 2007-12-27 | 2009-07-01 | 深圳市方大国科光电技术有限公司 | 蓝宝石衬底发光二极管芯片的外延生长方法 |
CN102244160A (zh) * | 2011-06-30 | 2011-11-16 | 晶能光电(江西)有限公司 | 提高出光效率的led制备方法 |
CN103730556A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-16 | 安徽三安光电有限公司 | 发光二极管芯片及其制作方法 |
-
2014
- 2014-05-04 CN CN201410184117.XA patent/CN103943738B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101369618A (zh) * | 2007-08-13 | 2009-02-18 | 光宝科技股份有限公司 | 半导体发光元件及其制作方法 |
CN101471401A (zh) * | 2007-12-27 | 2009-07-01 | 深圳市方大国科光电技术有限公司 | 蓝宝石衬底发光二极管芯片的外延生长方法 |
CN102244160A (zh) * | 2011-06-30 | 2011-11-16 | 晶能光电(江西)有限公司 | 提高出光效率的led制备方法 |
CN103730556A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-16 | 安徽三安光电有限公司 | 发光二极管芯片及其制作方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017045355A1 (zh) * | 2015-09-17 | 2017-03-23 | 京东方科技集团股份有限公司 | 不平坦粒子层制备方法、有机电致发光器件和显示装置 |
CN112542534A (zh) * | 2019-09-20 | 2021-03-23 | 山东浪潮华光光电子股份有限公司 | 一种表面生长ito和铝电极的led晶片切割方法 |
CN112542534B (zh) * | 2019-09-20 | 2022-04-05 | 山东浪潮华光光电子股份有限公司 | 一种表面生长ito和铝电极的led晶片切割方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103943738B (zh) | 2017-03-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101582479B (zh) | 发光二极管芯片结构的制造方法 | |
CN102064088B (zh) | 一种干法刻蚀与湿法腐蚀混合制备蓝宝石图形衬底的方法 | |
TWI302758B (en) | Package base structure of photo diode and manufacturing method of the same | |
CN104505446A (zh) | 出光效率高散热性能好的倒装led芯片及其制备方法 | |
CN104241511B (zh) | 一种高亮度倒装紫外led芯片制备方法 | |
CN112018223B (zh) | 粘合层转印的薄膜倒装结构Micro-LED芯片及其制备方法 | |
CN103579435A (zh) | 一种GaN基功率型发光二极管及其制备方法 | |
CN108511573A (zh) | 一种GaN基发光二极管芯片的制备方法 | |
CN106449916A (zh) | 镓酸锂衬底上的垂直结构非极性led芯片及其制备方法 | |
CN104218134B (zh) | 一种具有特殊粗化形貌的led垂直芯片结构及其制备方法 | |
CN102723417B (zh) | 便于打线的led芯片及其制备方法 | |
CN102263173A (zh) | 发光二极管及其制造方法 | |
CN106058003A (zh) | 一种提升led芯片亮度的方法 | |
CN105449065A (zh) | 一种提高GaAs基发光二极管电流扩展和出光效率的电极制备方法 | |
CN102751417B (zh) | 带有ZnO微米图形阵列的LED管芯及其制备方法 | |
CN103022300A (zh) | 制作微纳米柱发光二极管的方法 | |
CN103943738A (zh) | 抑制电极光吸收的发光二极管的制备方法 | |
CN204216092U (zh) | 一种倒装led芯片 | |
CN104882520A (zh) | 一种粗化led芯片的外延结构及其制备方法 | |
CN204289502U (zh) | 出光效率高散热性能好的倒装led芯片 | |
CN105374917A (zh) | 发光二极管及其制作方法 | |
CN102751418B (zh) | 带有ZnO微米和纳米复合结构的LED管芯及其制备方法 | |
TWI443871B (zh) | Fabrication method of gallium nitride light emitting diode with back reflector and heat dissipation layer | |
CN204333022U (zh) | 倒装led芯片结构 | |
CN110098300A (zh) | 倒装发光二极管芯片和倒装发光二极管芯片制作方法 |
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 |