专利名称：一种湿法化学腐蚀led表面粗化工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及LED表面粗化工艺。
背景技术：
当光从高折射率的LED窗口层材料GaN入射到低折射率的空气中，会产生全反射现象，从而损失大量的出射光。而且由于器件的P电极是不透明的金属电极，会将射向电极的光反射回LED内部。而反射回内部的光被重新热吸收掉又会引起器件温度上升导致内量子效率降低等等问题。如果改变常规LED的表面形貌，让交界面由光滑变得粗糙，将会大大增加出射光在界面处折射时入射角度的随机性。从统计概率上来说，能使得更多的光子出射到空气中，避免全反射。为了提高光提取效率，采用表面粗化法可以抑制全反射提高光提取效率。目前在 GaN材料及其器件工艺中，还是以Ar+刻蚀、ICP刻蚀等干法刻蚀的手段为主，但是，以离子轰击和反应为主的干法刻蚀所引入的刻蚀损伤对器件的光学性能和接触特性有很大的影响，尤其是对薄层结构而言，这种影响更可能是致命的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种湿法化学腐蚀LED表面粗化工艺，有效降低刻蚀损伤对器件的光学性能和接触特性的影响。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案一种湿法化学腐蚀LED表面粗化工艺，其特征在于首先在LED出光层GaN的表面覆盖上光刻胶，然后在光刻胶膜掩膜的保护下用化学湿法腐蚀，其中化学湿法腐蚀的腐蚀液为王水和去离子水的混合液。优选的，所述腐蚀液中王水和去离子水的体积比为(3 5) 1。优选的，所述化学湿法腐蚀时水浴温度为30°C -40°C。优选的，所述化学湿法腐蚀时水浴时间为3-5分钟。进一步的，所述腐蚀液中王水和去离子水的体积比为4 1，化学湿法腐蚀时水浴温度为35°C，水浴时间为4分钟。本发明用王水和去离子水组成的混合液对LED表面进行湿法化学腐蚀，这种表面粗化法可以抑制全反射提高光提取效率，粗化后在出光表面小坑直径大小为6 μ m，密度为孔心距20 μ m,深度为2-4 μ m,且小坑侧壁坡度在45°至60°之间时，对出光效率的提高很多，最多可获得的光强提高。
具体实施例方式下面具体说明湿法化学腐蚀LED表面粗化工艺，首先在LED出光层GaN的表面覆盖上光刻胶，然后在光刻胶膜掩膜的保护下用化学湿法腐蚀，其中化学湿法腐蚀的腐蚀液为王水和去离子水的混合液，所述腐蚀液中王水和去离子水的体积比为(3 5) 1。所述化学湿法腐蚀时水浴温度为30°C-40°C。所述化学湿法腐蚀时水浴时间为3-5分钟。化学腐蚀采用水浴法，水浴具体指将LED出光层GaN的表面浸没于腐蚀液中，且同时将腐蚀液温度将热至30°C -40°C。其中光刻工艺是为现有技术中的常规工艺，经过涂胶、前烘、曝光、显影、坚膜等几个步骤。涂胶涂胶方法为旋转法。旋转法具体的操作为采用真空吸附法把样品固定在小转盘的轴心上，然后用滴管将光刻胶涂在样品上(要求胶液中无气泡)，再开始转动小转盘 (由电动机带动)，使大部分的胶液因旋转而甩出，只有少部分留在样品上。这些胶在表面张力和旋转离心力联合作用下，展开成一均勻的薄膜。胶膜的厚度由转速和胶的浓度来调节。前烘前烘的目的是促使胶膜体内溶剂充分地挥发，使胶膜干燥，以增加胶膜与金属膜的粘附性和胶膜的耐磨性，即在曝光对准时允许胶膜与掩模版有一定紧贴而不磨损胶膜，不沾污掩模版。同时，只有光刻胶干燥，在曝光时才能充分进行化学反应。曝光曝光就是在涂好光刻胶的样品表面覆盖光刻掩模版，用紫外光进行选择性照射，使受光照部分的光刻胶发生光化学反应，经显影，在胶膜上显现出与掩模版相对应的图形。显影显影的目的是将感光部分的光刻胶溶除，留下未感光部分的胶膜，从而显现出我们所需要的图形。对于我们用的光刻胶，我们采用溶解能力较强的KOH作为显影液。它具有显影速度快、图形清晰和显影干净等优点。坚膜由于在显影和定影时胶膜发生软化、膨胀，所以显影后必须进行坚固胶膜的工作，简称坚膜。坚膜可以使胶膜与金属膜之间紧贴得更牢靠，同时也增强了胶膜本身的抗蚀能力优选实施例1中，所述腐蚀液中王水和去离子水的体积比为4 1，化学湿法腐蚀时水浴温度为35°C，水浴时间为4分钟。优选实施例2中，所述腐蚀液中王水和去离子水的体积比为3 1，化学湿法腐蚀时水浴温度为40°C，水浴时间为5分钟。优选实施例3中，所述腐蚀液中王水和去离子水的体积比为5 1，化学湿法腐蚀时水浴温度为30°C，水浴时间为3分钟。
权利要求
1.一种湿法化学腐蚀LED表面粗化工艺，其特征在于首先在LED出光层GaN的表面覆盖上光刻胶，然后在光刻胶膜掩膜的保护下用化学湿法腐蚀，其中化学湿法腐蚀的腐蚀液为王水和去离子水的混合液。
2.根据权利要求1所述的湿法化学腐蚀LED表面粗化工艺，其特征在于所述腐蚀液中王水和去离子水的体积比为(3 5) 1。
3.根据权利要求2所述的湿法化学腐蚀LED表面粗化工艺，其特征在于所述化学湿法腐蚀时水浴温度为30°C -40°C。
4.根据权利要求3所述的湿法化学腐蚀LED表面粗化工艺，其特征在于所述化学湿法腐蚀时水浴时间为3-5分钟。
5.根据权利要求4所述的湿法化学腐蚀LED表面粗化工艺，其特征在于所述腐蚀液中王水和去离子水的体积比为4 1，化学湿法腐蚀时水浴温度为35°C，水浴时间为4分钟。
全文摘要
本发明公开了一种湿法化学腐蚀LED表面粗化工艺，首先在LED出光层GaN的表面覆盖上光刻胶，然后在光刻胶膜掩膜的保护下用化学湿法腐蚀，其中化学湿法腐蚀的腐蚀液为王水和去离子水的混合液。所述腐蚀液中王水和去离子水的体积比为(3～5)∶1。本发明用王水和去离子水组成的混合液对LED表面进行湿法化学腐蚀，这种表面粗化法可以抑制全反射提高光提取效率，粗化后在出光表面小坑直径大小为6μm，密度为孔心距20μm，深度为2-4μm，且小坑侧壁坡度在45°至60°之间时，对出光效率的提高很多，最多可获得29％的光强提高。
文档编号C23F1/02GK102185040SQ20111006200
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月15日 优先权日2011年3月15日
发明者张志强 申请人:浙江长兴立信光电科技有限公司