CN103943738B - 抑制电极光吸收的发光二极管的制备方法 - Google Patents
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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N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N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反光金属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N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SiO2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SiO2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℃，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SiO2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反光金属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，或是镍、银、铂、钯或金的组合，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EB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反光金属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℃，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N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，或是镍、银、铂、钯或金的组合。
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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 |