[发明专利]一种LED外延片表面粗化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED外延片的制造工艺。

背景技术

目前LED的制造技术已经比较成熟，注入效率和内量子效率都能达到较高的水平。但是由于芯片和封装介质的全反射临界角，芯片材料的吸收等因素，LED的光提取效率认有较大的提升空间。通常采用表面粗化技术来减少光线全反射。表面粗化技术有干法刻蚀，和湿法刻蚀。其中干法刻蚀包括反应离子腐蚀(RIE)，高密度等离子体刻蚀，电子回旋共振等离子刻蚀(ECR)感应耦合等离子刻蚀(ICP)等，湿法刻蚀包括NaOH溶液腐蚀，电化学腐蚀等。湿法腐蚀的优点很多，如可以提供低损伤的腐蚀效果，价格便宜，但是局限性也较多，如速度慢，各项同性，可控性较差等；而干法刻蚀如IPC具有较好的各向异性，均匀性，可控性，更高的刻蚀速率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是结合干法刻蚀和湿法刻蚀的优点，提供一种GaN表面粗化工艺，提高表面粗化工艺的可控性和精准度。

作为本发明的第一方面，提供一种LED的GaN外延片表面粗化工艺，包括以下步骤：

(1)将GaN外延片表面进行ICP刻蚀，ICP的功率为150-200W，直流自偏压为100V，使用Cl₂和He感应耦合等离子体刻蚀，使得刻蚀后的GaN表面的粗糙度RMS为0.15-0.18nm；

(2)将GaN外延片清洗：依次放入丙酮超声清洗2-5分钟、酒精超声清洗2-3分钟，去离子水中进行超声清洗2-3分钟；

(3)将GaN外延片使用微波加热预热1分钟使得温度达到200-220摄氏度，后将加热到熔融状态的KOH中均匀涂抹在GaN外延片表面，将微波加热使温度稳定在250摄氏度，持续腐蚀1.2分钟。

(4)撤去微波加热，自然冷却到室温；

(5)用去离子水清洗GaN外延片表面的KOH。

由于先进行了干法ICP刻蚀，各项异性，可控性好，干法刻蚀后的表面已经有一定的粗糙度，但是在此粗糙表面的基础上只要短时间(1.2分钟)即可得到符合粗化要求的GaN外延片，这个短时间的湿法刻蚀过程虽为各项异性，可控差，但是刻蚀的精准度已经大大提高。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合本实施例对本发明优选方案进行详细描述，但是应当理解，这些说明内容只是为进一步表达本发明的技术特征，实现途径，不是对本发明的权利要求的限制。

以下为最佳实施例：

(1)将GaN外延片表面进行ICP刻蚀，ICP的功率为150-200W，直流自偏压为100V，使用Cl₂和He感应耦合等离子体刻蚀，使得刻蚀后的GaN表面的粗糙度RMS为0.15-0.18nm；

(2)将GaN外延片清洗：依次放入丙酮超声清洗2分钟、酒精超声清洗2分钟，去离子水中进行超声清洗2.5分钟；

(3)将GaN外延片使用微波加热预热1分钟使得温度达到210摄氏度，后将加热到熔融状态的KOH中均匀涂抹在GaN外延片表面，将微波加热使温度稳定在250摄氏度，持续腐蚀1.2分钟。

(4)撤去微波加热，自然冷却到室温；

(5)用去离子水清洗GaN外延片表面的KOH。