一种发光二极管的制作方法技术

技术编号:18447564 阅读:55 留言:0更新日期:2018-07-14 11:26
本发明专利技术提出一种发光二极管的制作方法,包括工艺步骤:提供一磊晶片,包括衬底及发光外延层,并形成部分发光外延层;在部分发光外延层上形成掩膜层并进行图案化,形成图案化掩膜层;进行蚀刻工艺,使得发光外延层形成图案化凹凸结构;在图案化凹凸结构的凹坑中形成金属颗粒;进行电镀工艺,以金属颗粒作为晶种,沿着金属颗粒沉积生长,形成金属导光柱。

【技术实现步骤摘要】
一种发光二极管的制作方法
本专利技术涉及半导体
,尤其是一种发光二极管的制作方法。
技术介绍
现今LED器件的应用领域已甚为广泛,为了让LED器件尽可能地确保其较高的功能可靠性以及较低的能量消耗,因此对于LED器件须要求其本身的外部量子效率。而LED器件外部量子效率与其本身的内部量子效率及光取出效率有关,内部量子效率由材料特性及质量所决定;至于光取出效率则是从器件内部发出至周围空气或是封装的环氧树脂内的辐射比例;因此光取出效率提升,则半导体发光组件的外部量子效率亦随之提升。目前LED器件制作N电极,大部分是黄光、光罩工艺后,直接利用干法蚀刻的方式,将发光区蚀刻掉,形成N型蚀刻区,如此会使得器件侧面的光不能被利用。
技术实现思路
为了解决现有技术不足,本专利技术通过在LED部分发光外延层表面上制作导光柱,改变LED侧面发出光的传输方向,增加轴向光,提高LED的侧面出光萃取效率,提升发光二极管的出光亮度。本专利技术提供的技术方案,包括:一种发光二极管的制作方法,包括工艺步骤:(1)提供一磊晶片,包括衬底及发光外延层,并形成部分发光外延层;(2)在部分发光外延层上形成掩膜层并进行图案化,形成图案化掩膜层;(3)进行蚀刻工艺,使得发光外延层形成图案化凹凸结构;(4)在图案化凹凸结构的凹坑中形成金属颗粒;(5)进行电镀工艺,以金属颗粒作为晶种,沿着金属颗粒沉积生长,形成金属导光柱。优选地,所述步骤(1)的发光外延层从上至下包括:第一半导体层、活性层以及第二半导体层,部分发光外延层是通过从部分第一半导体层往下蚀刻,形成部分裸露的第二半导体层台面。优选地,所述步骤(1)的发光外延层从上至下包括:第一半导体层、活性层以及第二半导体层,部分发光外延层是位于第一半导体层的表面部分区域。优选地,所述步骤(2)掩膜层图案化采用包括:纳米压印或者电子束光刻或者阳极氧化铝或者涂布纳米小球或者前述任意工艺组合。可选地,采用电化学工艺使得发光外延层形成图案化凹凸结构,取代所述步骤(2)和步骤(3)。优选地,所述步骤(3)的图案化凹凸结构的高度介于50Å~20000Å。优选地,所述步骤(3)之后,所述图案化掩膜层去除,或者不去除。优选地,所述步骤(4)的金属颗粒的形成是通过在图案化凹凸结构上形成一金属薄层,并通过剥离方式,使得位于凹凸结构凸部上的金属薄层被隔断,只留下位于凹坑内的金属薄层,形成金属颗粒。优选地,所述步骤(4)的金属颗粒的形成是通过在图案化凹凸结构上形成一金属薄层,并进行激光照射处理,使得金属薄层成为熔融状,流入到凹坑中,形成金属颗粒。优选地,所述步骤(4)的金属颗粒的形成是通过在图案化凹凸结构上形成一金属薄层,并进行高温退火处理,使得金属薄层在高温条件下团聚在凹坑中,形成金属颗粒。优选地,所述金属薄层的厚度介于10Å~20000Å。优选地,所述金属薄层的材质选用Ag或者Al或者Ni或前述组合之一。优选地,所述高温退火处理条件包括:温度为500℃~1000℃。优选地,所述高温退火处理条件包括:通入N2,流量介于5L~95L。优选地,所述步骤(4)蚀刻工艺,包括:采用湿法蚀刻或者干法蚀刻或者二者结合。优选地,所述金属颗粒为纳米状,所述金属导光柱为纳米状。与现有技术相比,本专利技术提供的一种发光二极管的制作方法,至少包括以下技术效果:(1)本专利技术于部分发光外延层,如切割道区域,以金属颗粒作为晶种,通过电镀工艺,制作纳米线状的金属导光柱,增加轴向光,提升亮度;(2)采用本专利技术制作的导光柱尺寸更小,可以达到纳米级,且导光柱与导光柱之间间距较小,导光柱分布密度较大,同时通过电镀的方式可以根据实际需要任意调节导光柱的高度。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术,并不构成对本专利技术的限制。此外,附图数据是描述概要,不是按比例绘制。图1为根据本专利技术实施例1的一种发光二极管的制作方法流程图。图2~13为根据本专利技术实施例1的一种发光二极管的制作过程,其中图3为图2的俯视图,图5为图4的俯视图,图7为图6的俯视图,图9为图8的俯视图,图11为图10、12、13的俯视图。图14~19为根据本专利技术实施例3的一种发光二极管的制作过程,其中图15为图14的俯视图,图17为图16的俯视图,图19为图18的俯视图。图20~21为根据本专利技术实施例5的一种发光二极管的制作过程。图22~33为根据本专利技术实施例7的一种发光二极管的制作过程,其中图23为图22的俯视图,图25为图24的俯视图,图27为图26的俯视图,图29为图28的俯视图,图31为图30、32、33的俯视图。图中各标号表示如下:100:衬底;200:发光外延层;201:N型半导体层;202:活性层;203:P型半导体层;300:掩膜层;400:凹坑结构;500:金属颗粒;600:金属导光柱;700:纳米小球。具体实施方式下面将结合实施例和附图对本专利技术的具体实施方式作详细说明。实施例1如图1所示,公开了一种制作发光二极管的流程图,包括步骤S101~S105,包括:(步骤S101)提供一磊晶片,包括衬底及发光外延层;(步骤S102)在部分发光外延层上形成掩膜层并进行图案化,形成图案化掩膜层;(步骤S103)进行蚀刻工艺,使得发光外延层形成图案化凹凸结构;(步骤S104)在图案化凹凸结构的凹坑中形成金属颗粒;(步骤S105)进行电镀工艺,以金属颗粒作为晶种,沿着金属颗粒沉积生长,形成金属导光柱。下面结合实施例,对各步骤进行进展开说明。步骤S101:如图2和3所示,提供一磊晶片,该磊晶片包括衬底100和发光外延层200,该发光外延层从下至上包括N型半导体层201、发光层202和P型半导体层203;通过涂胶、光罩、显影和硬烤工艺制作裸露出切割道,然后利用干法蚀刻工艺,从部分P型半导体层203往下蚀刻,形成部分裸露的N型半导体层201台面,即:去除掉切割道区域发光外延层,形成台阶状的切割道区域,蚀刻深度为:2000Å~20000Å。步骤S102:如图4和5所示,在步骤S101制作的切割道台阶区域通过纳米压印或者电子束光刻等方法,制作出纳米图形的掩膜层300,此处掩膜层图形可以周期性均匀排布也可以无序排布;掩膜层的材料可以选用光阻或氧化物或金属,本实施例优选光阻作为掩膜层,光阻厚度可为0.5μm~3μm,运用黄光制程制作出由柱状光阻构成的图形,此过程可采用步进式曝光机、接触式曝光机、投影式曝光机或压印方式。步骤S103:如图6和7所示,然后再次通过蚀刻工艺,使得发光外延层形成图案化凹凸结构400,蚀刻深度为:50Å~20000Å,优选100Å~10000Å;蚀刻工艺可以是采用湿法蚀刻或者干法蚀刻或者二者结合,本实施例优选干法蚀刻工艺。步骤S104:如图8和9所示,在图案化凹凸结构上形成一金属薄层,厚度介于10Å~3000Å,形成方式可以是蒸镀或者溅射或其他沉积工艺,并进行高温退火处理,使得金属薄层在高温条件下团聚在凹坑中,形成纳米状金属颗粒500。金属薄层的材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光二极管的制作方法,包括工艺步骤:(1)提供一磊晶片,包括衬底及发光外延层,并形成部分发光外延层;(2)在部分发光外延层上形成掩膜层并进行图案化,形成图案化掩膜层;(3)进行蚀刻工艺,使得发光外延层形成图案化凹凸结构;(4)在图案化凹凸结构的凹坑中形成金属颗粒;(5)进行电镀工艺,以金属颗粒作为晶种,沿着金属颗粒沉积生长,形成金属导光柱。

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管的制作方法,包括工艺步骤:(1)提供一磊晶片,包括衬底及发光外延层,并形成部分发光外延层;(2)在部分发光外延层上形成掩膜层并进行图案化,形成图案化掩膜层;(3)进行蚀刻工艺,使得发光外延层形成图案化凹凸结构;(4)在图案化凹凸结构的凹坑中形成金属颗粒;(5)进行电镀工艺,以金属颗粒作为晶种,沿着金属颗粒沉积生长,形成金属导光柱。2.根据权利要求1所述的一种发光二极管的制作方法,其特征在于:所述步骤(1)的发光外延层从上至下包括:第一半导体层、活性层以及第二半导体层,部分发光外延层是通过从部分第一半导体层往下蚀刻,形成部分裸露的第二半导体层台面。3.根据权利要求1所述的一种发光二极管的制作方法,其特征在于:所述步骤(1)的发光外延层从上至下包括:第一半导体层、活性层以及第二半导体层,部分发光外延层是位于第一半导体层的表面部分区域。4.根据权利要求1所述的一种发光二极管的制作方法,其特征在于:所述步骤(2)掩膜层图案化采用包括:纳米压印或者电子束光刻或者阳极氧化铝或者涂布纳米小球或者前述任意工艺组合。5.根据权利要求1所述的一种发光二极管的制作方法,其特征在于:采用电化学工艺使得发光外延层形成图案化凹凸结构,取代所述步骤(2)和步骤(3)。6.根据权利要求1所述的一种发光二极管的制作方法,其特征在于:所述步骤(3)的图案化...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈功许圣贤林素慧彭康伟洪灵愿张家宏
申请(专利权)人:厦门市三安光电科技有限公司
类型:发明
国别省市:福建,35

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