CN112216771A - 一种大发光角度的Mini-LED芯片用衬底的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大发光角度的Mini‑LED芯片用衬底的制造方法，涉及光电子制造技术领域，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；在衬底背面涂覆氯化物的饱和盐溶液，并对衬底背面进行烘烤直至水分完全蒸发形成微纳米尺度的氯化物颗粒，且氯化物颗粒随机分布于衬底背面表层；以氯化物颗粒组成的图案作为掩膜，对衬底背面进行等离子刻蚀，刻蚀结束后将衬底背面的氯化物颗粒清洗干净，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Mini‑LED的发光角度。
Description
技术领域
本发明涉及光电子制造技术领域，尤其涉及一种大发光角度的Mini-LED芯片用衬底的制造方法。
背景技术
Mini LED一般是指大小为75～200μm的LED，又称为次毫米发光二极管。Mini LED是近年来LED技术发展的主力，其被广泛地应用到液晶显示器背光源、Mini RGB显示屏、小间距显示屏等领域。然而传统的蓝宝石出光面芯片的发光角度较小，需要高密度排布才能达到均匀混光，芯片数量少会导致背光显示的光学距离偏大，而高密度排布则会导致成本的升高及制程良率的下降。
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Mini-LED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的Mini-LED芯片用衬底的制造方法，对衬底本身进行工艺处理，以有效提升Mini-LED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：
一种大发光角度的Mini-LED芯片用衬底的制造方法，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、在衬底背面涂覆氯化物的饱和盐溶液，并对衬底背面进行烘烤直至水分完全蒸发形成微纳米尺度的氯化物颗粒，且氯化物颗粒随机分布于衬底背面表层；
S3、以氯化物颗粒组成的图案作为掩膜，对衬底背面进行等离子刻蚀，衬底背面无氯化物颗粒覆盖的区域被刻蚀出凹坑，刻蚀结束后将衬底背面的氯化物颗粒清洗干净，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中所述氯化物为氯化钠、氯化铯、氯化钾中的任意一种。
本发明的进一步改进在于，步骤S2中所述氯化物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S3中进行等离子刻蚀前，对衬底正面进行涂光刻胶保护，防止衬底正面在等离子刻蚀环境下受到破坏。
本发明的进一步改进在于，步骤S3中采用去离子水溶液对衬底背面的氯化物颗粒进行清洗去除。
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0.1-1μm。
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Mini-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
一种大发光角度的Mini-LED芯片用衬底的制造方法，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、在衬底背面涂覆氯化物的饱和盐溶液，氯化物为氯化钠、氯化铯、氯化钾中的任意一种，然后对衬底背面进行烘烤直至水分完全蒸发形成微纳米尺度的氯化物颗粒，且氯化物颗粒随机分布于衬底背面表层，其中，氯化物颗粒组成的图案的厚度为10-1000nm。
S3、对衬底正面进行涂光刻胶保护，防止衬底正面在等离子刻蚀环境下受到破坏，再以氯化物颗粒组成的图案作为掩膜，对衬底背面进行等离子刻蚀，衬底背面无氯化物颗粒覆盖的区域被刻蚀出凹坑，刻蚀结束后，采用去离子水溶液将衬底背面的氯化物颗粒清洗干净，衬底背面形成微纳米尺度且随机分布的凹坑结构，其中，凹坑的宽度为0.1-5μm，深度为0.1-1μm。
实施例2
一种大发光角度的Mini-LED芯片用衬底的制造方法，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；
S2、在衬底背面涂覆氯化物的饱和盐溶液，氯化物为氯化钠、氯化铯、氯化钾中的任意一种，然后对衬底背面进行烘烤直至水分完全蒸发形成微纳米尺度的氯化物颗粒，且氯化物颗粒随机分布于衬底背面表层，其中，氯化物颗粒组成的图案的厚度为10-1000nm。
S3、对衬底正面进行涂光刻胶保护，防止衬底正面在等离子刻蚀环境下受到破坏，再以氯化物颗粒组成的图案作为掩膜，对衬底背面进行等离子刻蚀，衬底背面无氯化物颗粒覆盖的区域被刻蚀出凹坑，刻蚀结束后，采用去离子水溶液将衬底背面的氯化物颗粒清洗干净，衬底背面形成微纳米尺度且随机分布的凹坑结构，其中，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 (6)
1.一种大发光角度的Mini-LED芯片用衬底的制造方法，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、在衬底背面涂覆氯化物的饱和盐溶液，并对衬底背面进行烘烤直至水分完全蒸发形成微纳米尺度的氯化物颗粒，且氯化物颗粒随机分布于衬底背面表层；
S3、以氯化物颗粒组成的图案作为掩膜，对衬底背面进行等离子刻蚀，衬底背面无氯化物颗粒覆盖的区域被刻蚀出凹坑，刻蚀结束后将衬底背面的氯化物颗粒清洗干净，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的Mini-LED芯片用衬底的制造方法，其特征在于，步骤S2中所述氯化物为氯化钠、氯化铯、氯化钾中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种大发光角度的Mini-LED芯片用衬底的制造方法，其特征在于，步骤S2中所述氯化物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的Mini-LED芯片用衬底的制造方法，其特征在于，步骤S3中进行等离子刻蚀前，对衬底正面进行涂光刻胶保护。
5.根据权利要求1所述的一种大发光角度的Mini-LED芯片用衬底的制造方法，其特征在于，步骤S3中采用去离子水溶液对衬底背面的氯化物颗粒进行清洗去除。
6.根据权利要求1所述的一种大发光角度的Mini-LED芯片用衬底的制造方法，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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