[發明專利]一種LED芯片或襯底表面粗化用掩膜液及其制備方法與應用有效

申請號：	201210085092.9	申請日：	2012-03-28
公開（公告）號：	CN103365091A	公開（公告）日：	2013-10-23
發明（設計）人：	申加兵;夏偉;李懿洲;任忠祥	申請（專利權）人：	山東浪潮華光光電子股份有限公司
主分類號：	G03F7/039	分類號：	G03F7/039;G03F7/00;H01L33/00;H01L33/22
代理公司：	濟南金迪知識產權代理有限公司 37219	代理人：	呂利敏
地址：	261061 ***	國省代碼：	山東;37
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種 led 芯片襯底表面化用掩膜液及其制備方法應用
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及用于半導體行業中AlGaInP?LED芯片表面及GaN?LED的藍寶石襯底表面粗化的掩膜液及其制備與應用方法，屬于半導體制備技術領域。?

背景技術

LED的光提取效率是指能夠出射到器件表面以外的光子與外延片的有源區由電子空穴復合所產生的總的光子的比例。在傳統LED器件中，由于出光面的全反射、襯底吸收、電極阻擋等因素的存在，光提取效率在30％以下，絕大部分光子被限制在器件內部被反復吸收，最終以熱量的形式釋放，從而影響器件可靠性。?

AlGaInP?LED的光提取效率一般不足5％，GaN藍光LED的光提取效率不足20％，其中出光面的全反射影響最大。原因是這兩種材料與空氣的折射率相差較大，使得全反射角小于20度，當入射角大于全反射角時，光發生全反射，無法逸出芯片表面，解決這一問題就需要對LED出光表面進行處理。一般有幾種做法：增透膜技術、表面粗化技術、光子晶體技術，其中對芯片表面或襯底進行粗化是提高光提取效率的有效方法之一。?

目前粗化的方法有以下三大類：第一類是自然粗化法，此種方法用于粗化AlGaInP?LED芯片，此方法的缺點是粗化的角度、深度受晶格結構限制；第二類是光刻掩膜版圖形法，此種方法當掩膜版圖形的關鍵尺寸小于3μm時，需使用昂貴的步進光刻機方能保證圖形的一致；第三類是采用非光刻掩膜版的掩膜粗化，因為無需光刻版可以不用昂貴的步進光刻機，而且對晶片的平整度沒有過高的要求，因此這類粗化方法可以節省成本、實現粗化量產，成為目前粗化研究領域的熱點。這類粗化方法中如何得到制備簡單且能保證粗化均勻性的表面粗化掩膜是目前LED芯片或襯底粗化的研究重點。?

中國專利文件CN201110250041通過在藍寶石的基片上形成具有一定直徑大小的聚苯乙烯納米球，該納米球有序、均勻分布在基片的表面，再通過刻蝕，從而在基片的表面形成納米級的圖形化藍寶石襯底提高LED發光亮度，但是此專利的缺點是聚苯乙烯納米球均勻性分布難以掌控且球的尺寸受限。?

中國專利文件CN201010263076.5提出了一種增強LED出光效率的粗化方法，該方法采用對LED的ITO層、P型層、N型層和襯底背面進行納米級粗化，以提高LED的出光效率，實施方案是：在需要粗化的薄膜上旋涂光刻膠，然后用氧等離子體刻蝕該光刻膠，在該需要粗化的薄膜上形成一層納米尺寸膠點，以形成的該納米尺寸膠點為掩膜刻蝕該需要粗化的薄膜，最終濕法去除光刻膠并清洗，完成薄膜的粗化。但是該方法的缺點是采用氧等離子體刻蝕光刻膠，光刻膠的膠點只能是納米級別，由于光刻膠耐刻蝕能力很差，薄膜粗化程度只能達到納米級別，甚至還小，因此粗化效果差，對LED的出光效率提高幾乎無幫助。?

以上現有技術的粗化方法無法保證的粗化圖形的均勻性、一致性，粗化效果差，不適?于在規模化生產中應用。?

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種LED芯片或襯底表面粗化用掩膜液及其制備方法與應用。?

本發明還提供一種AlGaInP?LED芯片尺寸可控的表面粗化的方法。?

本發明還提供一種GaN?LED襯底表面粗化的方法。?

術語解釋：?

1、LED：light?emitting?diode，發光二極管。?

2、PECVD：plasma?enhanced?chemical?vapor?deposition，等離子增強化學氣相沉積。?

3、BOE腐蝕液：buffered?oxide?etch，緩沖蝕刻液，由氟化氫、氟化氨與水混合而成。?

4、ICP：inductive?coupled?plasma，電感耦合等離子體。?

5、正性光刻膠，也稱為正膠，成分是線性酚醛甲醛樹脂，正性光刻膠具有很好的對比度，所以生成的圖形具有良好的分辨率。?

本發明的技術方案如下：?