[發明專利]制作高亮度LED芯片的方法

無效

• 申請號: 200710305834.3
• 申請日: 2007-12-27
• 公開（公告）號: CN101471412A
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發明（設計）人: 歐陽紅英
• 申請（專利權）人: 深圳市方大國科光電技術有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司
• 代理人: 郭偉剛;張秋紅

技術領域

本發明屬于半導體照明技術領域，涉及一種制作LED芯片的方法。

背景技術

LED芯片的出光效率在于外量子效率和內量子效率，其中外量子效率大小等于內量子效率與光的逃逸率之積，當前，商業化LED的內量子效率已經接近100％，但是外量子效率僅有3—30％，這主要是由于光的逃逸低造成的，因此，外量子效率成為高亮度LED芯片的主要技術瓶頸。引起光逃逸的因素有：晶格缺陷對光的吸收、襯底對光的吸收、光出射過程中各個界面由于全反射造成的損失等等。對于后者，是因為GaN和空氣的反射系數分別是2.5和1，因此在InGaN-GaN活性區產生的光能夠傳播出去的臨界角約為23°，大于23°出射角的光就產生全了反射，反射回來，這大大限制了GaN基發光二極管的外量子效率。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種工藝簡單、成本低、適用于工業化生產、可提高外量子效率的制作高亮度LED芯片的方法。

本發明采用以下技術方案來解決上述技術問題：一種制作正裝高亮度LED芯片的方法，包括以下步驟：

(1)、在藍寶石襯底上生長外延片；

(2)、在外延片上沉積SiO₂薄膜；

(3)、以SiO₂薄膜作掩膜，光刻出芯片的N區圖形；

(4)、用腐蝕溶液清洗未受光刻膠保護的SiO₂；

(5)、用去膠溶液清洗去除光刻膠；

(6)用ICP刻蝕N面臺階和芯片尺寸的劃道，露出n-GaN臺面；

(7)、光輔助濕法腐蝕粗化n-GaN表面，粗化后，n-GaN表面的粗化度為300—500nm；

(8)、在外延片表面蒸鍍沉積銦錫氧化物薄膜；

(9)、蒸鍍以Cr/Ni/Au為金屬組合的P-N電極。

所述光輔助濕法腐蝕粗化n-GaN表面步驟包括以下工序：

(A)、外延片表面蒸鍍Ti薄膜；

(B)、蒸鍍后的外延片浸泡在腐蝕溶液中，室溫下，汞燈為光源，照射腐蝕1-10分鐘，其中汞燈波長為365-405nm，照射光功率密度為20-400mW/cm²，腐蝕溶液為10-30％的KOH溶液、2-5％的HCl溶液或10％H₃PO₄溶液；

(C)、用酸性溶液清洗去除Ti薄膜。

所述光輔助濕法腐蝕粗化n-GaN表面步驟優選包括以下工序：

(A)、用電子束蒸發設備在外延片表面蒸鍍Ti薄膜，Ti薄膜厚度為250nm～300nm；

(B)、蒸鍍后的外延片浸泡在腐蝕溶液中，室溫下，汞燈為光源，照射腐蝕1-5分鐘，汞燈波長為365-405nm，照射光功率密度為20-400mW/cm²；

(C)、用稀H₂SO₄或HCl溶液清洗去除Ti薄膜。

一種制作垂直高亮度LED芯片的方法，包括以下步驟：

(1)、在藍寶石襯底上生長外延片；

(2)、在外延片的p-GaN層上鍍金屬鏡子層，金屬鍵合法反轉鍵合在金屬鏡子上；

(3)、激光剝離掉藍寶石襯底；

(4)、光輔助濕法腐蝕粗化n-GaN表面步驟，粗化后，n-GaN的粗化度為300—500nm；

(5)、在外延層上蒸鍍沉積銦錫氧化物；

(6)、蒸鍍N-金屬電極。

所述光輔助濕法腐蝕粗化n-GaN表面步驟包括以下工序：

(A)、外延片表面蒸鍍Ti薄膜；

(B)、蒸鍍后的外延片浸泡在腐蝕溶液中，室溫下，汞燈為光源，照射腐蝕1-10分鐘，其中汞燈波長為365-405nm，照射光功率密度為20-400mW/cm²，腐蝕溶液為10-30％的KOH溶液、2-5％的HCl溶液或10％H₃PO₄溶液；

(C)、用酸性溶液清洗去除Ti薄膜。

所述光輔助濕法腐蝕粗化n-GaN表面步驟優選包括以下工序：

(A)、用電子束蒸發設備在外延片表面蒸鍍Ti薄膜，Ti薄膜厚度為250nm～300nm；

(B)、蒸鍍后的外延片浸泡在腐蝕溶液中，室溫下，汞燈為光源，照射腐蝕1-5分鐘，汞燈波長為365-405nm，照射光功率密度為20-400mW/cm²；

(C)、用稀H₂SO₄或HCl溶液清洗去除Ti薄膜。