[发明专利]一种提高出光效率的LED芯片表面结构制备方法

说明书

本申请涉及LED芯片技术领域。一种提高出光效率的LED芯片表面结构制备方法包括清理AlGaInP基红色LED的晶圆表面的油污；利用等离子体增强化学沉积，在晶圆的表面沉积预设厚度的二氧化硅；将稀释的光刻胶涂覆在晶圆表面，在第一预设温度下烘烤；利用干涉曝光，对晶圆进行第一次曝光，调整晶圆角度，再对调整角度后的晶圆进行第二次曝光；将第二次曝光后的晶圆，在第二预设温度下烘烤，使光刻胶在晶圆表面形成半球形阵列图形；利用等离子体刻蚀，将半球形阵列图形的光刻胶转移至二氧化硅上；利用LED制备方法制成LED芯片。本申请具备纳米级二氧化硅半球阵列的LED芯片的光提取效率得到提高，且不会影响器件的电学特性。

技术领域

本申请涉及LED芯片技术领域，尤其涉及一种提高出光效率的LED芯片表面结构制备方法。

背景技术

基于AlGaInP的红色LED具有很强的电流承载能力耐高温，尤其在照明、显示屏和指示灯领域中发挥着不可替代的作用。在LED芯片(以下简称LED)中，并非所有的光子都能由LED中发射出来，此种情况，大多使用光提取效率(LEE)作为LED发光特性的指标。光提取效率(LEE)反映了光子发射到LED外的光子数量和产生的光子数量之间的比率。由于边界菲涅尔反射的存在，使得基于AlGaInP的LED的光提取效率通常很低，即使有100％的内部量子效率，光提取效率仍被限制在4％左右。

目前，已经存在多种方法来提高LED的光提取效率，例如，通过处理LED的封装、图案衬底、嵌入式反射器、共振腔、表面织构和光子晶体等方式来增加光提取效率。其中，表面结构的处理相较于其他提高光提取效率的方式，具有更低成本和适于大规模生产的优势。LED的表面结构的处理可采用干法刻蚀或湿法刻蚀等方式。其中，湿法蚀刻对环境敏感的特点，导致湿法蚀刻可重复性差。相反，干法蚀刻具有良好的重复性，且易于控制和改变参数。

干法蚀刻虽然具有良好的重复性和易于控制等优点，但是，缺点也很明显，造价较高，不具有普适性。

发明内容

本申请提供一种提高出光效率的LED芯片表面结构制备方法，用于解决现有的干法刻蚀成本较高，普适性较差的问题。

本申请提供一种提高出光效率的LED芯片表面结构制备方法，包括：

S1：清理AlGaInP基红色LED的晶圆表面的油污；

S2：利用等离子体增强化学沉积，在所述晶圆的表面沉积预设厚度的二氧化硅；

S3：将稀释的光刻胶涂覆在所述晶圆表面，在第一预设温度下烘烤；

S4：利用干涉曝光，对所述晶圆进行第一次曝光，调整所述晶圆角度，再对调整角度后的所述晶圆进行第二次曝光；

S5：将第二次曝光后的所述晶圆，在第二预设温度下烘烤，使所述光刻胶在所述晶圆表面形成半球形阵列图形；

S6：利用等离子体刻蚀，将半球形阵列图形的所述光刻胶转移至所述二氧化硅上；

S7：利用LED制备方法，在具有所述二氧化硅的所述AlGaInP基红色LED外延的顶部和底部分别制作电极，以及隔离沟道。

可实施的一种方式中，所述S2中，所述二氧化硅的预设厚度为250～350nm。

可实施的一种方式中，所述S3中，稀释的光刻胶包括光刻胶以及正胶稀释液，其中，所述光刻胶与所述正胶稀释液的比例为1∶4。

可实施的一种方式中，所述S3中，所述第一预设温度为80～95℃，所述第一预设温度下烘烤的时间为55～65S。

可实施的一种方式中，所述S4包括：

S41：利用激光干涉光刻系统，射出两束强度相同的355nm激光束，汇聚在样品台，构成激光束汇聚区域，所述激光束汇聚区域在所述样品台上形成200～800nm周期的光束分布；