氮化镓材料层表面粗化的方法技术

本发明专利技术提供一种氮化镓材料层表面粗化的方法，包括：提供待粗化的晶圆；将所述晶圆背离衬底一侧固定在耐腐蚀耐高温器皿中；在所述耐腐蚀耐高温器皿中加入粗化药水将第二氮化镓层表面浸泡，粗化药水至少包括过硫酸钾和氢氧化钾；采用紫外激光发生器对所述第二氮化镓层进行粗化，使氮化镓表面获得良好的粗糙度和粗化均匀性，提高了粗化的速度、出光效率和产品的良率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种，包括：提供待粗化的晶圆；将所述晶圆背离衬底一侧固定在耐腐蚀耐高温器皿中；在所述耐腐蚀耐高温器皿中加入粗化药水将第二氮化镓层表面浸泡，粗化药水至少包括过硫酸钾和氢氧化钾；采用紫外激光发生器对所述第二氮化镓层进行粗化，使氮化镓表面获得良好的粗糙度和粗化均匀性，提高了粗化的速度、出光效率和产品的良率。【专利说明】
本专利技术涉及半导体
，更具体地说，涉及一种。
技术介绍
发光二极管(LED)具有效率高、寿命长、无污染等特点，以被广泛应用于多个领域，作为新一代的照明器件。但是，II1-V族半导体的折射率普遍较高，LED的发光区发出的光大部分在界面处发生全反射被反射回LED内部二被损耗掉，只有极少部分的光可以出射到LED外部。界面全反射现象导致LED的外量子效率低下，是制约LED替代现有照明器件的主要原因。为了提高出光效率，表面粗化技术作为一种简单有效的方法在行业内被广泛应用。但是由于LED表面为GaN构成的高温生长晶体，具有很高的硬度和优良抗腐蚀性能，传统工业的物理粗糙化技术不适用于处理该类物质，业内研究发现等离子体和化学蚀刻法对氮化镓(GaN)晶体能有效进行蚀刻。等离子体对GaN晶体蚀刻速度快，蚀刻能力强，但会对晶体表面产生不可逆转的损伤，工艺不当容易导致晶体出现电学性能的缺陷，最终会导致芯片烧坏报废，化学蚀刻法对晶体表面不存在损伤，缺点为蚀刻速度慢，由于工艺时间长导致表面形态不容易控制。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种，以解决现有技术中氮化镓材料层表面粗化质量差、速度慢等的问题。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案如下: 一种，其特征在于，包括: 提供待粗化的晶圆，所述晶圆包括衬底、位于衬底任一表面的第一氮化镓层、位于第一氮化镓层背离衬底一侧的有源层和位于有源层背离衬底一侧的第二氮化镓层； 将所述晶圆背离衬底一侧固定在耐腐蚀耐高温器皿中； 在所述耐腐蚀耐高温器皿中加入粗化药水将第二氮化镓层表面浸泡，粗化药水至少包括过硫酸钾和氢氧化钾； 采用紫外激光发生器对所述第二氮化镓层进行粗化。优选的，所述紫外激光发生器发射的紫外激光的波长范围为248?400nm。优选的，所述粗化药水还可以包括氢氧化钠、氯化钠和超纯水中的一种或几种。优选的，所述耐腐蚀耐高温器皿为玻璃皿或陶瓷皿。优选的，通过粘结方式将晶圆背离衬底一侧固定在耐腐蚀耐高温器皿底部;其中，粘结方式采用的热熔性粘结材料为贴合蜡。优选的，在采用紫外激光发生器对所述第二氮化镓层进行粗化之前，还包括:调节紫外激光发生器的输出功率和光斑面积，以此精准地控制粗化的面积和深度。优选的，在采用紫外激光发生器对所述第二氮化镓层进行粗化之前，还包括:调整所述紫外激光发生器的工作台运动的方式，以使所述工作台沿同一方向运动。优选的，在对所述晶圆进行粗化之后，还包括: 取出所述晶圆并进行清洗。优选的，所述方法适用于正装、倒装和垂直工艺的LED芯片及外延片的粗化。与现有技术相比，本专利技术所提供的技术方案具有以下优点: 本专利技术所提供的，首先采用含有过硫酸钾和氢氧化钾的粗化药水对氮化镓表面进行浸泡，然后采用紫外激光对氮化镓表面进行照射，紫外激光将粗化药水中的过硫酸根离子活化形成活性过硫酸根离子，而活性的过硫酸根离子又将氢氧根离子活化形成活性氢氧根离子。活性氢氧根离子能对氮化镓进行快速蚀刻，从而提高粗化的速度。此外，通过调整紫外激光发生器的输出功率和紫外激光的光斑面积，可以精准地控制粗化的面积和深度，从而使氮化镓表面获得良好的粗糙度和粗化均匀性，提高出光效率和产品的良率。【附图说明】图1为本专利技术实施例提供的氮化镓材料层表面粗化的流程图； 图2a_2d为本专利技术实施例提供的氮化镓材料层表面粗化的工艺流程图。【具体实施方式】下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种，方法的流程图如图1所示，包括: S1、提供待粗化的晶圆。参考图1a所示，提供待粗化的晶圆100，晶圆包括:衬底101 ； 其中，本申请实施例提供的衬底为蓝宝石衬底;除上述材质衬底外，在本申请其他实施例中衬底还可以为其他材质，对此本申请不做具体限制。位于衬底任一表面的第一氮化镓层102、位于第一氮化镓层背离衬底一侧的有源层103和位于有源层背离衬底一侧的第二氮化镓层104。第一氮化镓层可以为N型氮化镓层，则第二氮化镓层为P型氮化镓层;或者，第一氮化镓层为P型氮化镓层，而第二氮化镓层为N型半氮化镓层。需要说明的是，本申请实施例对于第一氮化镓层和第二氮化镓层的导电类型不做具体限制，需要根据实际应用进行设计。 S2、将晶圆背离衬底一侧固定在耐腐蚀耐高温器皿中。参考图2b所示，将晶圆100背离衬底101—侧固定在一耐腐蚀耐高温器皿200中。具体的，将晶圆背离衬底一侧固定在一耐腐蚀耐高温器皿中包括: 通过粘结方式将晶圆背离衬底一侧固定耐腐蚀耐高温器皿底部。其中，粘结方式采用的热熔性粘结材料为贴合蜡。另外，本申请实施例提供的耐腐蚀耐高温器皿为玻璃皿、陶瓷皿等耐腐蚀耐高温器皿。S3、在耐腐蚀耐高温器皿中加入粗化药水将第二氮化镓层表面浸泡，粗化药水至少包括过硫酸钾和氢氧化钾。参考图2c所示，在耐腐蚀耐高温器皿200中加入粗化药水300将第二氮化镓层104表面浸泡，粗化药水300至少包括过硫酸钾和氢氧化钾。具体地，粗化药水300还可以包括:氢氧化钠、氯化钠和超纯水中的一种或几种。S4、采用紫外激光发生器对所述第二氮化镓层进行粗化。参考图2d所示，将耐腐蚀耐高温器皿200置于紫外激光发生器400发射的紫外激光下进行粗化。具体的，在进行粗化之前，需要根据晶圆的尺寸、第二氮化镓层的厚度、掺杂浓度来调节紫外激光的波长。优选的，紫外激光波长范围为248?400nm。如果紫外激光的波长小于248nm，相对能量过高的紫外激光会使第二氮化镓层直接分解，达不到粗化效果。除此之外，还需调节紫外激光发生器的输出功率和光斑面积，以此精准地控制粗化的面积和深度，从而使晶圆表面获得良好的粗糙度和粗化均匀性，提高出光效率。此外，还需调整所述紫外激光发生器的工作台运动的方式，以使所述工作台沿同一方向运动。本实施例中的工作台可以对晶圆表面一部分区域粗化完成后，运动至下一区域进行表面粗化直到全部完成。当然本专利技术并不仅限于此，工作台的运动方式除了此处所描述的由始至终都保持从上往下的运动外，还可以由始至终保持从下往上运动，另外也可以从外向里或者从中心往外的环形方式运动。粗化之后，还包括: S5、取出所述晶圆并进行清洗。去除所述耐腐蚀耐高温器皿中的粗化药水，然后对器皿底部进行加热，待所述热熔性粘结材料溶解后，取出已粗化晶圆，并用有机溶剂对晶圆进行清洗。本专利技术的粗化方法，适用于正装、倒装和垂直工艺的LED芯片及外延片的粗化。本实施例提供的，首先采用含有过硫酸钾和氢氧化钾的粗化药水对氮化镓表面进行浸泡，然后采用紫外激光对氮化镓表面进行照射，紫外激光将粗化药水中的过硫酸根离子活化形成活性过硫酸根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氮化镓材料层表面粗化的方法，其特征在于，包括：提供待粗化的晶圆，所述晶圆包括衬底、位于衬底任一表面的第一氮化镓层、位于第一氮化镓层背离衬底一侧的有源层和位于有源层背离衬底一侧的第二氮化镓层；将所述晶圆背离衬底一侧固定在耐腐蚀耐高温器皿中；在所述耐腐蚀耐高温器皿中加入粗化药水将第二氮化镓层表面浸泡，粗化药水至少包括过硫酸钾和氢氧化钾；采用紫外激光发生器对所述第二氮化镓层进行粗化。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾国涛，
申请(专利权)人：佛山市国星半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44