CN112216770A - 一种大发光角度衬底的加工方法 - Google Patents

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戴俊
王恩平
王国宏
吴杰
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Abstract

本发明公开了一种大发光角度衬底的加工方法，涉及LED光电子器件的制造技术领域，包括步骤为：准备已经制作好发光外延层结构及电极结构的衬底；在衬底背面蒸镀一层金属膜，并对金属膜进行高温快速退火获得微纳米尺度的球状金属颗粒，且球状金属颗粒随机分布于衬底背面表层；以球状金属颗粒组成的图案作为掩膜，对衬底背面进行刻蚀，衬底背面无球状金属颗粒覆盖的区域被刻蚀出凹坑，刻蚀结束后，利用硝酸或王水浸泡，将衬底背面的球状金属颗粒去除，衬底背面形成微纳米尺度且随机分布的凹坑结构。本发明对衬底本身进行工艺处理，以有效提升LED的发光角度。

Description

一种大发光角度衬底的加工方法
技术领域
本发明涉及涉及LED光电子器件的制造技术领域，特别涉及一种大发光角度衬底的加工方法。
背景技术
现有技术中，LED芯片受限于衬底全反射等原因，使得其发光角度一般在120°左右，无法满足更大发光角度的需求。
中国专利文献CN111584692A公开了大发光角度倒装Mini-LED芯片及其制备方法，其主要是通过在蓝宝石衬底背面上增加SiO2、DBR遮挡层等微结构图案，以提升LED芯片的发光角度，该方案存在的不足在于：由于SiO2、DBR这类遮挡层都是在蓝宝石背面设置的外部材料，这种外部加工上去的材料热胀不匹配，工作时可靠性不好，而且遮挡层的存在本身会导致一定的光损失，此外，DBR层还存在易脱附的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种大发光角度衬底的加工方法，对衬底本身进行工艺处理，以有效提升LED芯片的发光角度。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种大发光角度衬底的加工方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1、准备已经制作好发光外延层结构及电极结构的衬底，其中，衬底厚度为100-300μm，衬底材料为蓝宝石、金刚石、碳化硅、GaN、铝酸锂、氧化锌等透明材料中的一种；
S2、在衬底背面蒸镀一层金属膜，并对金属膜进行高温快速退火获得微纳米尺度的球状金属颗粒，且球状金属颗粒随机分布于衬底背面表层，其中，退火温度为500-1000℃，退火时间为5-50s；
S3、以球状金属颗粒组成的图案作为掩膜，对衬底背面进行刻蚀，衬底背面无球状金属颗粒覆盖的区域被刻蚀出凹坑，刻蚀结束后，利用硝酸或王水浸泡，将衬底背面的球状金属颗粒去除，衬底背面形成微纳米尺度且随机分布的凹坑结构。
本发明的进一步改进在于，步骤S2中所述金属膜为Ni、Au、Ag中的任意一种。
本发明的进一步改进在于，步骤S2中所述球状金属颗粒组成的图案的厚度为10-1000nm。
本发明的进一步改进在于，步骤S2中进行金属膜蒸镀前，利用PECVD设备或原子层沉积镀膜设备在衬底背面制作一层介质膜，介质膜为SiO2、Si3N4、Al2O3中的任意一种，介质膜厚度50-5000nm，步骤3中以球状金属颗粒组成的图案和介质膜作为掩模，对衬底背面进行干法刻蚀，所述干法刻蚀为采用等离子气体对衬底背面刻蚀。
本发明的进一步改进在于，步骤S3中进行刻蚀前，对衬底正面进行涂光刻胶保护，防止衬底正面在刻蚀环境下受到破坏。
本发明的进一步改进在于，步骤S3中对衬底背面的刻蚀为干法刻蚀或湿法刻蚀，所述干法刻蚀为采用等离子气体对衬底背面刻蚀，所述湿法刻蚀为采用150-500℃的磷酸溶液对衬底背面浸泡刻蚀。
本发明的进一步改进在于，步骤S3中所形成的凹坑的宽度为0.1-5μm，深度为0.1-1μ m。
本发明的有益效果为：
本发明通过在衬底背面形成微纳米尺度且随机分布的凹坑结构，使得发出的光线在凹坑内形成折射，使LED芯片的发光角度提升至140°-160°。
本发明直接对衬底背面进行工艺处理，相较于设置遮挡层的技术方案而言，稳定性和可靠性更好。
具体实施方式
下为进一步了解本发明的内容，下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
一种大发光角度衬底的加工方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1、准备已经制作好发光外延层结构及电极结构的衬底，其中，衬底厚度为100-300μm，衬底材料为蓝宝石、金刚石、碳化硅、GaN、铝酸锂、氧化锌等透明材料中的一种；
S2、在衬底背面蒸镀一层金属膜，金属膜为Ni、Au、Ag中的任意一种，并对金属膜进行高温快速退火获得微纳米尺度的球状金属颗粒，且球状金属颗粒随机分布于衬底背面表层，其中，退火温度为500-1000℃，退火时间为5-50s，球状金属颗粒组成的图案的厚度为10-1000nm；
S3、先对衬底正面进行涂光刻胶保护，防止衬底正面在刻蚀环境下受到破坏，然后以球状金属颗粒组成的图案作为掩膜，对衬底背面进行干法刻蚀或湿法刻蚀，干法刻蚀为采用等离子气体对衬底背面刻蚀，湿法刻蚀为采用150-500℃的磷酸溶液对衬底背面浸泡刻蚀，以使衬底背面无球状金属颗粒覆盖的区域被刻蚀出凹坑，刻蚀结束后，利用硝酸或王水浸泡，将衬底背面的球状金属颗粒去除，衬底背面形成微纳米尺度且随机分布的凹坑结构，所形成的凹坑的宽度为0.1-5μm，深度为0.1-1μm。
实施例2
一种大发光角度衬底的加工方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1、准备已经制作好发光外延层结构及电极结构的衬底，其中，衬底厚度为100-300μm，衬底材料为蓝宝石、金刚石、碳化硅、GaN、铝酸锂、氧化锌等透明材料中的一种；
S2、利用PECVD设备或原子层沉积镀膜设备在衬底背面制作一层介质膜，介质膜为SiO2、Si3N4、Al2O3中的任意一种，介质膜厚度50-5000nm；再在衬底背面蒸镀一层金属膜，金属膜为Ni、Au、Ag中的任意一种，并对金属膜进行高温快速退火获得微纳米尺度的球状金属颗粒，且球状金属颗粒随机分布于衬底背面表层，其中，退火温度为500-1000℃，退火时间为5-50s，球状金属颗粒组成的图案的厚度为10-1000nm；
S3、先对衬底正面进行涂光刻胶保护，防止衬底正面在刻蚀环境下受到破坏，然后以球状金属颗粒组成的图案和介质膜作为掩模，对衬底背面进行干法刻蚀，即采用等离子气体对衬底背面刻蚀，以使衬底背面无球状金属颗粒覆盖的区域被刻蚀出凹坑，刻蚀结束后，利用硝酸或王水浸泡，将衬底背面的球状金属颗粒去除，衬底背面形成微纳米尺度且随机分布的凹坑结构，所形成的凹坑的宽度为0.1-5μm，深度为0.1-1μm。
所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种大发光角度衬底的加工方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1、准备已经制作好发光外延层结构及电极结构的衬底，其中，衬底厚度为100-300μm，衬底材料为蓝宝石、金刚石、碳化硅、GaN、铝酸锂、氧化锌等透明材料中的一种；
S2、在衬底背面蒸镀一层金属膜，并对金属膜进行高温快速退火获得微纳米尺度的球状金属颗粒，且球状金属颗粒随机分布于衬底背面表层，其中，退火温度为500-1000℃，退火时间为5-50s；
S3、以球状金属颗粒组成的图案作为掩膜，对衬底背面进行刻蚀，衬底背面无球状金属颗粒覆盖的区域被刻蚀出凹坑，刻蚀结束后，利用硝酸或王水浸泡，将衬底背面的球状金属颗粒去除，衬底背面形成微纳米尺度且随机分布的凹坑结构。
2.根据权利要求1所述的一种大发光角度衬底的加工方法，其特征在于，步骤S2中所述金属膜为Ni、Au、Ag中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种大发光角度衬底的加工方法，其特征在于，步骤S2中所述球状金属颗粒组成的图案的厚度为10-1000nm。
4.根据权利要求1所述的一种大发光角度衬底的加工方法，其特征在于，步骤S2中进行金属膜蒸镀前，利用PECVD设备或原子层沉积镀膜设备在衬底背面制作一层介质膜，介质膜为SiO2、Si3N4、Al2O3中的任意一种，介质膜厚度50-5000nm，步骤3中以球状金属颗粒组成的图案和介质膜作为掩模，对衬底背面进行干法刻蚀，所述干法刻蚀为采用等离子气体对衬底背面刻蚀。
5.根据权利要求1所述的一种大发光角度衬底的加工方法，其特征在于，步骤S3中进行刻蚀前，对衬底正面进行涂光刻胶保护。
6.根据权利要求1所述的一种大发光角度衬底的加工方法，其特征在于，步骤S3中对衬底背面的刻蚀为干法刻蚀或湿法刻蚀，所述干法刻蚀为采用等离子气体对衬底背面刻蚀，所述湿法刻蚀为采用150-500℃的磷酸溶液对衬底背面浸泡刻蚀。
7.根据权利要求1所述的一种大发光角度衬底的加工方法，其特征在于，步骤S3中所形成的凹坑的宽度为0.1-5μm，深度为0.1-1μm。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101373714A (zh) * 2007-08-22 2009-02-25 中国科学院半导体研究所 用于氮化物外延生长的纳米级图形衬底的制作方法
US20090078954A1 (en) * 2007-09-21 2009-03-26 Shim Sang Kyun Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same
CN103035788A (zh) * 2012-12-11 2013-04-10 映瑞光电科技(上海)有限公司 一种纳米级图形化衬底的制造方法
CN103137814A (zh) * 2011-12-01 2013-06-05 台湾积体电路制造股份有限公司 改善出光效率的发光二极管及其制造方法
CN109545930A (zh) * 2018-11-23 2019-03-29 江苏新广联半导体有限公司 一种提高倒装led芯片发光效率的工艺制作方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101373714A (zh) * 2007-08-22 2009-02-25 中国科学院半导体研究所 用于氮化物外延生长的纳米级图形衬底的制作方法
US20090078954A1 (en) * 2007-09-21 2009-03-26 Shim Sang Kyun Semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same
CN103137814A (zh) * 2011-12-01 2013-06-05 台湾积体电路制造股份有限公司 改善出光效率的发光二极管及其制造方法
CN103035788A (zh) * 2012-12-11 2013-04-10 映瑞光电科技(上海)有限公司 一种纳米级图形化衬底的制造方法
CN109545930A (zh) * 2018-11-23 2019-03-29 江苏新广联半导体有限公司 一种提高倒装led芯片发光效率的工艺制作方法

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