[發(fā)明專利]基于濕法剝離垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210181322.1
• 申請日: 2012-06-04
• 公開（公告）號: CN102709411A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳奎;魏同波;藍鼎;閆建昌;劉喆;王軍喜;張逸韻;李晉閩
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院半導(dǎo)體研究所
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 湯保平

1.一種基于濕法剝離垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的制作方法，包括以下步驟：

步驟1：取一襯底，在襯底上淀積一層二氧化硅掩蔽層，形成基底層；

步驟2：采用自組裝技術(shù)，在二氧化硅掩蔽層上排列一單層緊密排列的自組裝PS球；

步驟3：將表面具有自組裝PS球的基底層置于80℃空氣氣氛中，使自組裝PS球與二氧化硅掩蔽層牢固結(jié)合；

步驟4：采用刻蝕法，對自組裝PS球進行刻蝕，使其變小，刻蝕氣體為氧氣；

步驟5：第一次加熱，使自組裝PS球在二氧化硅掩蔽層有稍微塌陷，把點接觸變成面接觸；

步驟6：在自組裝PS球表面及間隙蒸鍍金屬層；

步驟7：采用甲苯超聲法，去除自組裝PS球表面的金屬層，保留自組裝PS球間隙中的納米網(wǎng)孔狀金屬層；

步驟8：第二次加熱使自組裝PS球氣化，在二氧化硅掩蔽層上納米網(wǎng)孔狀金屬層；

步驟9：刻蝕網(wǎng)孔狀金屬層的金屬掩膜下的二氧化硅掩蔽層，形成二氧化硅納米網(wǎng)孔陣列；

步驟10：用酸液腐蝕掉納米網(wǎng)孔狀金屬層；

步驟11：在二氧化硅納米網(wǎng)孔陣列上依次外延u-GaN層、n-GaN層、多量子阱結(jié)構(gòu)、電子阻擋層和p-GaN層；

步驟12：將襯底磨拋減薄；

步驟13：在p-GaN層上蒸鍍金屬反射鏡；

步驟14：在金屬反射鏡上電鍍或鍵合金屬支撐襯底；

步驟15：在襯底激光劃出溝槽；

步驟16：在金屬支撐襯底表面及邊緣上涂一層光刻膠保護層；

步驟17：放于HF中，超聲去掉二氧化硅納米網(wǎng)孔陣列形成空氣橋；

步驟18：放于高溫濃硫酸和磷酸混合溶液中或KOH溶液中腐蝕，使襯底與u-GaN層剝離，形成垂直結(jié)構(gòu)LED管芯，形成光子晶體表面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于濕法剝離垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的制作方法，其中襯底的材料為藍寶石、硅或SiC，所述的二氧化硅掩蔽層是SiN薄膜。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于濕法剝離垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的制作方法，其中二氧化硅掩蔽層上排列的自組裝PS球的材料為聚苯乙烯，直徑為0.1-1um，或者是氧化硅球或者是有機透明球；該自組裝PS球是LB拉膜或是甩膠的方式形成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于濕法剝離垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的制作方法，其中刻蝕法是ICP或者RIE刻蝕法，刻蝕氣體為氧氣，氧流量70sccm，腔壓6mTorr，起輝功率為300W，濺射功率為10W，刻蝕時間為1-2min，經(jīng)過刻蝕后，自組裝PS球間距變大，球半徑減小。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于濕法剝離垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的制作方法，其中第一次加熱的溫度為105℃，加熱時間為1-5min。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于濕法剝離垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的制作方法，其中金屬層的材料為Al或Cr，厚度為100-1000nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于濕法剝離垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的制作方法，其中采用甲苯超聲法的超聲時間為1-5min。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于濕法剝離垂直結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管的制作方法，其中第二次加熱的溫度為400-600℃，時間為10-60min。