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一种具界面粗化的发光二极管及其制作方法

xiaoxiao2020-08-01  3

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专利名称:一种具界面粗化的发光二极管及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种高亮度发光二极管,尤其是一种具界面粗化的发 光二极管及其制作方法。
背景技术
目前,发光二极管己被广泛应用于显示、装饰、通讯等经济生活
中。大体结构如图1所示,包含基板1-1、发光结构1-2、第一电极 1-3、第二电极1-5。通过采用不同的半导体材料和结构,发光二极 管能覆盖从紫外到红外的全色范围,并使其发光效率和亮度不断提 高。
发光二极管发光效率的提高一直是技术的追求目标,提高外延材 料的质量,通过布拉格反射体减少砷化镓衬底吸收,透明衬底键合, 厚电流扩展窗口,这些都对效率的提高起到很好的效果。
原则上,发光二极管的外部量子效率取决于本身的内部量子效率 (internal quantum efficiency) 以及释放效率 (extraction efficiency)。所谓内部量子效率,是由发光二极管的材料性质所决 定的。释放效率,意味着从发光二极管内部发出光至周围空气的比例。 释放效率取决于当光离开二极管内部时所发生的损耗,造成损耗的主 要原因之一,是由于形成组件的表面层的半导体材料具有高折射系数 (refraction coefficients高的光折射系数会导致光在该材料表面产生全反射(total reflection),而使发光二极管内部发出的光 无法发射出去。
目前已有一些相关研究揭露了利用表面粗糙化的方式,来改善前 文提及的释放效率,用以提高发光二极管的外量子效率。例如美国专 利号US6411403,公开了一种以外延生长的技术,直接形成粗糙化表 面,使发光效益有明显提高,然而,此技术仅适用于特定的材料,如 铝铟镓氮,因此使得此技术的应用受到限制。此外,其粗糙化表面分 布不均匀,因此无法有效的提升外部量子效率。

发明内容
本发明旨在提出一种具界面粗化的发光二极管及其制作方法,以 提高发光二极管的发光效率。
本发明一种具界面粗化的发光二极管,包含一个基板;在基板上 形成发光结构;在发光结构上形成第一电极,且发光结构与第一电极 融合;发光结构还在融合基础上通过曝光、显影及蚀刻出发光区,形 成粗化界面;在基板的另一面上形成第二电极。
本发明的制作方法包含以下步骤-
(1) 提供一个基板;
(2) 在基板上形成发光结构;
(3) 在发光结构上形成第一电极;
(4) 通过热处理方式使发光结构与第一电极融合;
(5) 在融合基础上,通过曝光、显影及蚀刻的方式,蚀刻出发 光区,得到粗化界面;
(6) 在基板的另一面上形成第二电极。所述步骤(3)中第一电极的材料包含金、金铍、金锌、钛、 镍等金属材料中的一种或多种组成。
所述步骤(4)的热处理方式是采用快速热处理。
所述步骤(4)的热处理方式是采用常规热处理。
所述步骤(4)的热处理温度介于200。C 100(TC,优选温度为 400°C 800°C。
所述步骤(5)的蚀刻为湿法蚀刻。
所述步骤(5)蚀刻所用的蚀刻液包含碘、碘化钾、硝酸、盐 酸、硫酸、氢氟酸等化学制剂中的一种或多种组成。
所述步骤(6)中第二电极的材料包含金、金锗、镍等金属材
料一种或多种组成。
采用上述方案后,本发明由于通过曝光、显影及蚀刻的方式,蚀 刻出发光区,得到粗化界面,此界面粗化可以增加出光面积,还可以 使发生全反射的光线于下次以不同角度射向界面,明显提高释放效 率,出光效率高,亮度更高。而且,此技术适用于各种材料,应用不 受到限制,其粗糙化表面分布更均匀,可有效的提升外部量子效率。


图1为没有经过界面粗化的发光
图2为本发明具界面粗化的发光
附图标号说明
基板1-1 、 2-1 发光结构1-2 、 2-2 第一电极 1-3 、 2-3
二极管示意图; 二极管示意图。粗化界面2-4 第二电极1-5 、 2-具体实施例方式
如图2所示,本发明揭示的一种具界面粗化的发光二极管,包含 一个基板2-l;在基板2-1上形成发光结构2-2;在发光结构2-2上 形成第一电极2-3,且发光结构2-2与第一电极2-3融合;发光结构 2-2还在融合基础上通过曝光、显影及蚀刻出发光区,形成粗化界面 2-4;在基板2-l的另一面上形成第二电极2-5。
制作方法如下
实施例一
首先提供一个基板2-1;
然后采用公知技术,如有机金属化学气相磊晶法(M0CVD)、分子 束磊晶法(MBE)等长成发光结构2-2;
用蒸镀或溅射等方式(公知技术),镀上金铍、镍,在发光结构 2-2上形成第一电极2-3。
然后用快速热处理方式,使第一电极2-3与发光结构2-2在高温 下融合,热处理温度为400-800°C,时间为1 2分钟;
把融合后的晶片通过曝光、显影、蚀刻工艺(公知技术),蚀刻 为湿法蚀刻,蚀刻液包含碘、碘化钾、硝酸、盐酸、硫酸、氢氟酸 等化学制剂中的一种或多种组成,蚀刻出发光区,进而得到粗化界面 2-4。
最后在基板2-1另一面上用蒸镀或溅射等方式(公知技术),镀 金锗、镍,形成第二电极2-5。实施例二
首先提供一个基板2-1。
然后采用公知技术,如有机金属化学气相磊晶法(M0CVD)、分子 束磊晶法(MBE)等长成发光结构2-2。
用蒸镀或溅射等方式,镀上金铍、镍,在发光结构2-2上形成第 一电极2-3。
然后用常规热处理方式,使第一电极2-3与发光结构2-2在高温 下融合。热处理温度为400-800。C,时间为15 20分钟。
把融合后的晶片通过曝光、显影、蚀刻工艺,蚀刻为湿法蚀刻, 蚀刻液包含碘、碘化钾、硝酸、盐酸、硫酸、氢氟酸等化学制剂中 的一种或多种组成,蚀刻出发光区,进而得到粗化界面2-4。
最后在基板2-l另一面上用蒸镀或溅射等方式,镀金锗、镍,形 成第二电极2-5。
实施例三
首先提供一个基板2-1。
然后采用公知技术,如有机金属化学气相磊晶法(M0CVD)、分子 束磊晶法(MBE)等长成发光结构2-2。
用蒸镀或溅射等方式,镀上金铍,在发光结构2-2上形成第一电 极2-3。
然后用快速热处理方式,使第一电极2-3与发光结构2-2在高温 下融合。热处理温度为400-800°C,时间为1 2分钟。
把融合后的晶片通过曝光、显影、蚀刻工艺,蚀刻为湿法蚀刻, 蚀刻液包含碘、碘化钾、硝酸、盐酸、硫酸、氢氟酸等化学制剂中 的一种或多种组成,蚀刻出发光区,进而得到粗化界面2-4。
最后在基板2-l另一面上用蒸镀或溅射等方式,镀金锗、镍,形成第二电极2-5。
下面是本发明高亮度发光二极管制作方法的一个具体实施例。 在砷化镓为材料的基板2-l上,用M0CVD生长发光结构2-2,然 后用真空镀膜机在发光结构2-2上镀4000埃的金铍,形成第一电极 2-3,然后用快速热处理方式使发光结构2-2与金铍第一电极2-3在 560度的高温下进行融合,融合时间l分钟,融合后经过曝光、显影、 蚀刻工艺,蚀刻出发光区,即可得到粗化界面2-4。最后在砷化镓基 板2-1另一面上镀3000埃金锗,这样就做成如图2所示的产品。
上述实施例均为本发明的优选实施例,然其未仅限于以上实施 例,凡依本发明所作的任何变更,均在本发明范围之内。
权利要求
1、一种具界面粗化的发光二极管,其特征在于包含一个基板;在基板上形成发光结构;在发光结构上形成第一电极,且发光结构与第一电极融合;发光结构还在融合基础上通过曝光、显影及蚀刻出发光区,形成粗化界面;在基板的另一面上形成第二电极。
2、 一种具界面粗化的发光二极管的制作方法,其特征在于包含 以下步骤(1) 提供一个基板;(2) 在基板上形成发光结构;(3) 在发光结构上形成第一电极;(4) 通过热处理方式使发光结构与第一电极融合;(5) 在融合基础上,通过曝光、显影及蚀刻的方式,蚀刻出发 光区,得到粗化界面;(6) 在基板的另一面上形成第二电极。
3、 根据权利要求2所述之一种具界面粗化的发光二极管的制作 方法,其特征在于步骤(3)中第一电极的材料包含金、金铍、 金锌、钛、镍等金属材料中的一种或多种组成。
4、 根据权利要求2所述之一种具界面粗化的发光二极管的制作方法,其特征在于步骤(4)的热处理方式是采用快速热处理。
5、 根据权利要求2所述之一种具界面粗化的发光二极管的制作 方法,其特征在于步骤(4)的热处理方式是采用常规热处理。
6、 根据权利要求2所述之一种具界面粗化的发光二极管的热处理,其特征在于步骤(4)的热处理温度介于2ocrc ioocrc。
7、 根据权利要求6所述之一种具界面粗化的发光二极管的制作 方法,其特征在于所述步骤(4)的热处理温度介于40(rC 80(TC。
8、 根据权利要求2所述之一种具界面粗化的发光二极管的制作 方法,其特征在于步骤(5)的蚀刻为湿法蚀刻。
9、 根据权利要求2所述之一种具界面粗化的发光二极管的制作 方法,其特征在于步骤(5)蚀刻所用的蚀刻液包含碘、碘化钾、硝酸、盐酸、硫酸、氢氟酸等化学制剂中的一种或多种组成。
10、 根据权利要求2所述之一种具界面粗化的发光二极管的制作方法,其特征在于步骤(6)中第二电极的材料包含金、金锗、 镍等金属材料一种或多种组成。
全文摘要
本发明公开一种具界面粗化的发光二极管及其制作方法,提供一个基板;在基板上形成发光结构;在发光结构上形成第一电极,且发光结构与第一电极融合;在发光结构上还通过曝光、显影及蚀刻的方式,蚀刻出发光区,具有粗化界面;在基板的另一面上形成第二电极。本发明的粗化界面可以增加出光面积,还可以使发生全反射的光线于下次以不同角度射向界面,明显提高释放效率,出光效率高,亮度更高。而且,此技术适用于各种材料,应用不受到限制,其粗糙化表面分布更均匀,可有效的提升外部量子效率。
文档编号H01L33/00GK101409321SQ20081007216
公开日2009年4月15日 申请日期2008年11月14日 优先权日2008年11月14日
发明者彭绍文, 涛 李, 凯 杨, 黄尊祥 申请人:厦门乾照光电有限公司

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