[发明专利]三元GaAsP铝电极发光二极管芯片制备方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及半导体芯片制造技术，特别涉及一种三元GaAsP铝电极发光二极管芯片制备方法。

背景技术

发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。当我们在LED PN结两端加上正向偏置时，PN结两端就有电流流过。此时，在PN结中，受激发的电子从N层向PN结(过渡层)移动，而P型层中受激发的空穴也会向PN结移动，电子与空穴在PN结中复合，产生载流子。由于这是一种从高能级向低能级的跃迁，复合载流子会产生光子，形成发光，这就是人们称之为LED的电-光转换。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。

从LED的发光机理了解到，当在LED PN结施加正向电压时，LED会产生光子，发射特定波长的光。很显然，LED是实现电能转换成光能的一种半导体器件，由于其良好的抗震性能，而被日益广泛的应用。

通常，我们用转换效率来表示电能到光能的转换百分比。假设施加到LED上的电功率为Pe＝V_F·I_F，此时LED产生的光的功率为PLight，则用下式定义它的电-光转换效率：

ηe＝(PLight/Pe)×100％

由于能量守恒，当ηe＜100％时，说明有相当部分复合载流子并没有产生光子而是被无端损耗成为PN结中的热能。又会因为折射角度的问题，使转换成的光能有一部分被芯片发光面和侧面挡在芯片内部无法出射，在芯片内部无限循环而损耗掉。LED电-光转换效率越高，PN结上因加置电功率后转化成的光能越多；出射的光线越多，发光效率也高。但事实上LED目前电光转换效率并不是很高。因此，在目前电光转换效率有限的水平下，制作理想的芯片发光面和侧出射光面是提高出光效率的一个有效途径。

作为环保节能的新一代三元系GaAsP发光二极管由于其性能稳定可靠，尤其是抗静电性能优异。使用寿命长而被广泛应用于单灯、数码、时钟板、背光源、点阵、显示屏等领域。但是由于三元GaAsP表面不易被制成漫反射表面，以至于光线在芯片内部持续反射，大部分光被无端损耗掉，导致芯片出光率不高，而出光效率低则直接制约了新一代三元系GaAsP LED的发展。

传统的二元GaP铝电极芯片通常采用煮盐酸的方式制作漫反射出光面，但对于三元GaAsP来讲，煮盐酸效果差之甚远，对三元GaAsP外延层表面粗化研究未有报道，三元GaAsP橙色、琥珀色发光二极管(LED)金电极产品工艺成熟，而铝电极产品工艺欠缺，故目前三元GaAsP芯片只有金电极而未出现铝电极产品。

鉴于此，实有必要提供一种新型的提高出光效率的三元GaAsP发光二极管铝电极发光二极管芯片制造方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供三元GaAsP铝电极发光二极管芯片制备方法，使其在保持外延层结构不变的前提下明显提高了LED芯片的出光效率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：三元GaAsP铝电极发光二极管芯片制备方法，该方法依次包括以下步骤：

步骤S100，对芯片正面进行粗化；

步骤S200，对划片后的芯片侧面进行粗化。

所述步骤S100包括以下步骤：

步骤一，在做好P/N面欧姆接触电极之后对芯片进行背面保护；

步骤二，配置NaOH溶液和民用漂白水腐蚀液，所述NaOH溶液按NaOH和H₂O比例为1g∶100ml至1g∶200ml配置，民用漂白水腐蚀液采用体积比为1∶5至1∶9之间的民用漂白水溶液与水配制，NaOH腐蚀液和民用漂白水腐蚀液的温度分别控制在25-30℃和30-40℃；

步骤三，将完成步骤一的芯片间隔放置于石英花篮内，先用上述NaOH溶液浸泡，时间控制在1-5s，然后立刻用上述民用漂白水腐蚀液对芯片正面进行腐蚀，时间控制在30-60秒，期间以1-5秒/次的速度上下晃动；并时刻观察芯片表面颜色变化；当观察到芯片表面呈漫反射状态时停止，即发光面呈现理想的粗化效果，如未观察到此状态重复步骤二；

步骤四，用去离子水清洗步骤三后获得的芯片，再用干燥氮气吹干。

所述步骤S200包括以下步骤：

步骤五，进行铝电极蒸镀、光刻、腐蚀，最后采用接触划片工艺对芯片进行划片至衬底；

步骤六，自制夹具，其包括旋转的底盘、在底盘上方的水龙头以及与水龙头连接的盛液槽，