[發明專利]一種大發光角度襯底的加工方法

在審

• 申請號: 202011058458.4
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112216770A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 李志聰;戴俊;王恩平;王國宏;吳杰
• 申請（專利權）人: 揚州中科半導體照明有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/20;H01L33/58
• 代理公司: 揚州云洋知識產權代理有限公司 32389
• 代理人: 高斯博

本發明公開了一種大發光角度襯底的加工方法，涉及LED光電子器件的制造技術領域，包括步驟為：準備已經制作好發光外延層結構及電極結構的襯底；在襯底背面蒸鍍一層金屬膜，并對金屬膜進行高溫快速退火獲得微納米尺度的球狀金屬顆粒，且球狀金屬顆粒隨機分布于襯底背面表層；以球狀金屬顆粒組成的圖案作為掩膜，對襯底背面進行刻蝕，襯底背面無球狀金屬顆粒覆蓋的區域被刻蝕出凹坑，刻蝕結束后，利用硝酸或王水浸泡，將襯底背面的球狀金屬顆粒去除，襯底背面形成微納米尺度且隨機分布的凹坑結構。本發明對襯底本身進行工藝處理，以有效提升LED的發光角度。

技術領域

本發明涉及涉及LED光電子器件的制造技術領域，特別涉及一種大發光角度襯底的加工方法。

背景技術

現有技術中，LED芯片受限于襯底全反射等原因，使得其發光角度一般在120°左右，無法滿足更大發光角度的需求。

中國專利文獻CN111584692A公開了大發光角度倒裝Mini-LED芯片及其制備方法，其主要是通過在藍寶石襯底背面上增加SiO2、DBR遮擋層等微結構圖案，以提升LED芯片的發光角度，該方案存在的不足在于：由于SiO2、DBR這類遮擋層都是在藍寶石背面設置的外部材料，這種外部加工上去的材料熱脹不匹配，工作時可靠性不好，而且遮擋層的存在本身會導致一定的光損失，此外，DBR層還存在易脫附的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述技術的不足，提供一種大發光角度襯底的加工方法，對襯底本身進行工藝處理，以有效提升LED芯片的發光角度。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

一種大發光角度襯底的加工方法，其特征在于，包括以下具體步驟：

S1、準備已經制作好發光外延層結構及電極結構的襯底，其中，襯底厚度為100-300μm，襯底材料為藍寶石、金剛石、碳化硅、GaN、鋁酸鋰、氧化鋅等透明材料中的一種；

S2、在襯底背面蒸鍍一層金屬膜，并對金屬膜進行高溫快速退火獲得微納米尺度的球狀金屬顆粒，且球狀金屬顆粒隨機分布于襯底背面表層，其中，退火溫度為500-1000℃，退火時間為5-50s；

S3、以球狀金屬顆粒組成的圖案作為掩膜，對襯底背面進行刻蝕，襯底背面無球狀金屬顆粒覆蓋的區域被刻蝕出凹坑，刻蝕結束后，利用硝酸或王水浸泡，將襯底背面的球狀金屬顆粒去除，襯底背面形成微納米尺度且隨機分布的凹坑結構。

本發明的進一步改進在于，步驟S2中所述金屬膜為Ni、Au、Ag中的任意一種。

本發明的進一步改進在于，步驟S2中所述球狀金屬顆粒組成的圖案的厚度為10-1000nm。

本發明的進一步改進在于，步驟S2中進行金屬膜蒸鍍前，利用PECVD設備或原子層沉積鍍膜設備在襯底背面制作一層介質膜，介質膜為SiO2、Si3N4、Al2O3中的任意一種，介質膜厚度50-5000nm，步驟3中以球狀金屬顆粒組成的圖案和介質膜作為掩模，對襯底背面進行干法刻蝕，所述干法刻蝕為采用等離子氣體對襯底背面刻蝕。

本發明的進一步改進在于，步驟S3中進行刻蝕前，對襯底正面進行涂光刻膠保護，防止襯底正面在刻蝕環境下受到破壞。

本發明的進一步改進在于，步驟S3中對襯底背面的刻蝕為干法刻蝕或濕法刻蝕，所述干法刻蝕為采用等離子氣體對襯底背面刻蝕，所述濕法刻蝕為采用150-500℃的磷酸溶液對襯底背面浸泡刻蝕。

本發明的進一步改進在于，步驟S3中所形成的凹坑的寬度為0.1-5μm，深度為0.1-1μ m。

本發明的有益效果為：

本發明通過在襯底背面形成微納米尺度且隨機分布的凹坑結構，使得發出的光線在凹坑內形成折射，使LED芯片的發光角度提升至140°-160°。