[發明專利]一種簡易納米級PSS襯底制備方法

有效

• 申請號: 201110330647.7
• 申請日: 2011-10-27
• 公開（公告）號: CN102368518A
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發明（設計）人: 周武;羅紅波;張建寶;劉榕
• 申請（專利權）人: 華燦光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 江西省專利事務所 36100
• 代理人: 胡里程

技術領域

本發明涉及一種LED襯底制作方法，尤其是一種簡易納米級PSS襯底制備方法。

背景技術

發光二極管（LED）是一種電光轉換、高效節能、綠色環保、壽命長等優點，在交通指示、戶內外全色顯示、液晶電視背光源等方面有著廣泛的應用，尤其是用LED可以實現半導體固態照明，其有望成為新一代光源進入千家萬戶，引起人類照明史上的革命，其中藍寶石襯底生長氮化鎵外延的藍光LED芯片上涂敷黃光熒光粉，藍光激發熒光粉發出黃光，藍光與黃光混合得到白光，從而用藍光LED得到白光。氮化鎵襯底材料常見有二種，即藍寶石和碳化硅，碳化硅機械加工性能差，價格昂貴以及專利方面的問題使其應用得到限制，因此當前用于氮化鎵外延生長的襯底主要是藍寶石，氮化鎵外延層與藍寶石的晶格失配度相當大，殘余內應力較大，所以在藍寶石上生長氮化鎵容易造成大量的缺陷，而這些缺陷大大降低發光器件發光效率；同時GaN與空氣間存在較大的折射率的差異，光出射角度較小，很大部分被全反射回到LED芯片內部，降低了光的提取效率，增加散熱難度，影響LED器件的可靠性。采用納米級PPS襯底技術可大大降低氮化物材料的位錯的密度，緩和外延生長時產生的殘余內應力，提高內量子效率，光提取效率大大改善。

目前實現納米級PPS襯底技術主要采用：電子束光刻技術、納米壓印光刻技術、聚合物光刻技術；以上技術加工復雜、成本高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種納米級PPS襯底制造方法，其制程簡易、快速、低成本，光子提取效率高，提升產品良率。

本發明的技術方案為：一種簡易納米級PSS襯底制備方法，制備步驟如下：

a、藍寶石襯底（見圖1-A）上沉積一層SiO2膜；步驟藍寶石襯底上用PECVD設備沉積一層SiO₂膜，厚度2000～5000埃，見圖1-B。

b、在SiO2膜上沉積一層?ITO或ZnO，厚度1000～3000埃，見圖1-C。

c、將步驟b沉積一層?ITO或ZnO的襯底放入300～600℃的退火爐中，進行退火0.5～2?小時，SiO2膜表面上生成均勻的ITO或ZnO晶粒，見圖1-D。

d、在c步退火作用后，再RIE設備??參數：CF4:30～60sccm;反應壓力：20～100mTorr；功率：300～500W,?刻蝕時間：10～30分鐘，再干法刻蝕掉未能被ITO或ZnO顆粒擋住的SiO2膜,?將均勻的納米狀的ITO或ZnO顆粒圖形轉移到SiO2膜層，形成納米狀的SiO2顆粒，見圖1-E。

e、在d步驟后再放入230～350℃溫度的硫酸與磷酸混合溶液中H₂SO₄:?H₃PO₄=3:1腐蝕約10～30分鐘，腐蝕掉未被SiO₂顆粒擋住的藍寶襯底，見圖1-F。

f、在e步驟后用HF酸腐蝕10～30分鐘，去掉SiO2掩膜，形成納米級PSS襯底，見圖1-G。?

本發明的優點在于：其制程相對于常規的PSS技術，其技術要求較低，蝕刻速度快；免除掉昂貴的光刻設備，加工成本縮減很多；而相對于非PSS制程，本制程在藍寶石上形成的凹坑圖形有利于生長出高質量的氮化鎵外延層，有利于提高外量子效應；同時LED激發出的光在這些凹坑圖形處反射，可形成散射光，有利于增加光提取效率。

附圖說明

圖1為本發明一種納米級PSS襯底制作方法結構示意圖；

P1—藍寶石、P2—SiO2膜、P3—ITO或ZnO、A~G：制程相應步驟的襯底結構形貌。

具體實施方式

圖1?A~G顯示本發明在發光元器件形成納米級PPS襯底實施流程；

步驟1：藍寶石襯底上沉積一層SiO2膜；

步驟2：在SiO2膜上沉積一層?ITO或ZnO膜；

步驟3：沉積一層?ITO或ZnO的襯底放入退火爐中進行退火，SiO2膜表面上生成均勻的ITO或ZnO晶粒

步驟4：在c步退火作用后，再干法刻蝕掉未能被ITO或ZnO顆粒擋住的SiO2膜,?將均勻的納米狀的ITO或ZnO顆粒圖形轉移到SiO2膜層;，形成納米狀的SiO2顆粒；

步驟5：在d步驟后再放入高溫的硫酸與磷酸混合溶液中腐蝕掉未被?SiO2顆粒擋住的藍寶襯底；

步驟6：在e步驟后用HF酸去掉?SiO2掩膜，形成納米級PSS襯底.

實施例1

先在藍寶石襯底上用PECVD設備沉積一層?SiO2膜，厚度約2000～5000埃；

然后在SiO2膜上沉積一層?ITO或ZnO膜，厚度約1000～3000埃；退火爐溫度300～600℃對ITO或ZnO膜的退火0.5～2?小時，在SiO?SiO2膜表面上生成均勻的ITO或ZnO晶粒（80～300埃）；然后用RIE設備（參數：CF4:30～60sccm;反應壓力：20～100mTorr；功率：300～500W,?刻蝕時間：10～30分鐘），接著用硫酸與磷酸混合體積比：3:1；溫度(230～350℃)的混合溶液中腐蝕10～30分鐘；最后用HF酸腐蝕?SiO2掩膜10～30分鐘。