一种光辅助LED湿法粗化设备制造技术

一种光辅助LED湿法粗化设备，属于发光二极管制造设备技术领域。包括密封箱体、腐蚀溶液槽、光源模块、通风排气扇、恒温加热装置以及定时器。腐蚀溶液槽、光源模块、通风排气扇以及恒温加热装置安装在密封箱体的内部，恒温加热装置安装在密封箱体的底部，腐蚀溶液槽安装在恒温加热装置的上方，光源模块与通风排气扇安装在箱体的顶部，定时器安装在密封箱体的外部。本发明专利技术可以有效粗化Ga面GaN以及GaP等难以粗化的半导体材料,显著缩短LED芯片粗化加工的时间，提高生产效率，并且使得LED?芯片的粗化制程高度可控，显著提高LED芯片的良率。

Light assisted LED wet roughening equipment

The utility model relates to an optical auxiliary LED wet roughening equipment, belonging to the technical field of light-emitting diode manufacturing equipment. The utility model comprises a sealing box, a corrosion solution tank, a light source module, a ventilating exhaust fan, a constant temperature heating device and a timer. The corrosion solution tank, light source module, ventilation exhaust fan and a constant temperature heating device is arranged inside the sealing box, constant temperature heating device installed in the seal at the bottom of the box body, above the corrosion solution groove is arranged on the heating device, light source module and the ventilation exhaust fan installed on the top of the box, the timer is arranged on the outer seal box. The invention can effectively coarsening surface of semiconductor materials Ga GaN and GaP to coarsening, shorten LED chip coarsening process time, improve production efficiency, and makes the LED? Rough process highly controllable chip, significantly improve the yield of LED chip.

【技术实现步骤摘要】
一种光辅助LED湿法粗化设备
本专利技术涉及一种光辅助LED湿法粗化设备，属于发光二极管制造设备
。
技术介绍
上世纪50年代，在IBM Thomas J.Watson Research Center为代表的诸多知名研究机构的努力下，以GaAs为代表的II1-V族半导体在半导体发光领域迅速崛起。之后随着金属有机物化学气相沉积(MOCVD)技术的出现，使得高质量的II1- V族半导体的生长突破了技术壁垒，各种波长的半导体发光二极管器件相继涌入市场。由于半导体发光二极管相对于目前的发光器件具有效率高、寿命长、抗强力学冲击等特质，在世界范围内被看作新一代照明器件。但是由于II1- V族半导体的折射率普遍较高(GaP:3.2,GaN:2.4)，这就导致LED的发光区域发出的光在经芯片表面出射到空气中时受制于界面全反射现象，只有极少部分的光可以出射到器件外部(GaP约为2.4%，GaN约为4%)。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。因此在功率LED芯片的加工过程中需引入表面粗化技术增加器件的光提取效率。由于干法刻蚀粗化会引入杂质能级破坏半导体薄膜的电学特性，因此湿法腐蚀粗化技术成为业界青睐的解决方案。湿法腐蚀技术受制于半导体材料的特性，目前Ga面GaN以及[100]方向的GaP由于其表面功函数较高，无法单纯使用腐蚀液实现腐蚀，需要引入光辐照进行辅助。综上所述，本专利技术提供了一种光辅助LED湿法粗化设备。中国专利文件CN201611648U提供公开了一种湿法腐蚀设备，包括酸洗槽、热漂洗槽、加热装置和供水装置；所述酸洗槽用于盛放热磷酸，所述热磷酸用于对晶圆表面的氮化硅进行化学剥离；加热装置的入水口和供水装置之间通过管道连接，加热装置的出水口与热漂洗槽之间通过管道连接，供水装置用于提供常温的去离子水，从供水装置流出的常温去离子水通过加热装置的入水口和供水装置之间的管道流入加热装置后进行加热，加热后的去离子水通过加热装置的出水口与热漂洗槽之间的管道流入热漂洗槽；所述加热装置的出水口还连接一水阀，所述水阀与所述酸洗槽连接。采用该湿法腐蚀设备可以有效去除酸洗槽内壁残留的磷酸，防止残留磷酸中的杂质造成晶圆缺陷，因此可以降低晶圆的缺陷率。此设备没有提供光源模块，无法实现Ga面GaN以及GaP的光辅助湿法腐蚀操作。中国专利文件CN101285209提供公开了一种η型硅光辅助电化学腐蚀装置，由电化学池、工作电极、参考电极、辅助电极以及光源组成；在电化学池中盛有腐蚀液；在电化学池的侧壁上开孔，硅片贴附于开孔处；工作电极与硅片的欧姆接触层接触，参考电极、辅助电极置于腐蚀液中，辅助电极与硅片相对，参考电极位于辅助电极与硅片之间；光源照射硅片的欧姆接触层一侧，其特征在于，光源采用发光二极管或者半导体激光器，发射波长在700nm?IlOOnm之间。此设备应用于电化学腐蚀反应，并且是针对Si的腐蚀进行设计，腐蚀原理以及光源的配置均不适用于化合物半导体的腐蚀。Ga面GaN以及GaP半导体材料的粗化难题一直限制着LED芯片的发光效率。现有LED芯片湿法粗化设备不具备光辅助与热辅助的功能，只适用于较易腐蚀的半导体材料 的粗化加工，对于腐蚀难度高的Ga面GaN以及GaP半导体材料并不适用。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种光辅助LED湿法粗化设备。—种光辅助LED湿法粗化设备,包括密封箱体、腐蚀溶液槽、光源模块、通风排气扇、恒温加热装置以及定时器，腐蚀溶液槽、光源模块、通风排气扇以及恒温加热装置安装在密封箱体的内部，恒温加热装置安装在密封箱体的底部，腐蚀溶液槽安装在恒温加热装置的上方，光源模块与通风排气扇安装在箱体的顶部；在密封箱体的箱壁上设置有前面板和观察窗口，定时器安装在密封箱体的前面板上。所述的光源模块包括光源和扩束镜；光源为355nm激光器或532nm激光器或萊灯或发光二极管阵列，两种激光器的输出功率均为500mW-5W，汞灯的输出功率为1W-500W，发光二极管阵列的输出功率为5W-100W ;扩束镜保证光源发出的光均匀辐照在待腐蚀的外延片的全部表面上。本专利技术的优越性:I)在传统湿法腐蚀过程中弓丨入光源辅助与加热辅助，配合特定的腐蚀液可以对Ga面GaN以及GaP等半导体材料进行粗化加工。2)光源的功率与加热的温度以及腐蚀时间通过恒温加热装置以及定时器实现高度的控制。3)本专利技术可以显著缩短对LED芯片进行粗化的时间，提高生产效率。【附图说明】图1为一种光辅助LED湿法粗化设备内部结构示意图。图2为一种光辅助LED湿法粗化设备前面板示意图。图中，1、密封箱体，2、恒温加热装置，3、腐蚀溶液槽，4、光源模块，5、通风排气扇，6、定时器，7、观察窗口。【具体实施方式】下面结合实施例和附图对本专利技术做详细的说明，但不限于此。实施例1:一种光辅助LED湿法粗化设备，如图1所示，包括密封箱体1、腐蚀溶液槽3、光源模块4、通风排气扇5、恒温加热装置2以及定时器6,腐蚀溶液槽3、光源模块4、通风排气扇5以及恒温加热装置2安装在密封箱体I的内部，恒温加热装置2安装在密封箱体I的底部，腐蚀溶液槽3安装在恒温加热装置2的上方，光源模块4与通风排气扇5安装在密封箱体I的顶部，在密封箱体的箱壁上设置有前面板和观察窗口 7，定时器6安装在密封箱体I的前面板上。光源模块包括532nm激光器以及扩束镜，激光器的输出功率为2W，扩束镜保证光源发出的光均匀辐照在待腐蚀的外延片的全部表面上。实施例2:一种光辅助LED湿法粗化设备，结构与实施例1相同，不同之处在于，所述的532nm激光器的输出功率为500mW。实施例3:一种光辅助LED湿法粗化设备，结构与实施例1相同，不同之处在于，所述的532nm激光器的输出功率为51实施例4:一种光辅助LED湿法粗化设备，结构与实施例1相同，不同之处在于，光源模块为335nm激光器，其输出功率为2W。实施例5:一种光辅助LED湿法粗化设备，结构与实施例4相同，不同之处在于，所述的335nm激光器的输出功率为500mW。实施例6:一种光辅助LED湿法粗化设备，结构与实施例4相同，不同之处在于，所述的335nm激光器的输出功率为51实施例7:一种光辅助LED湿法粗化设备，结构与实施例1相同，不同之处在于，光源模块为汞灯，汞灯的输出功率为300W。实施例8:一种光辅助LED湿法粗化设备，结构与实施例7相同，不同之处在于，所述的汞灯的输出功率为1W。实施例9:一种光辅助LED湿法粗化设备，结构与实施例7相同，不同之处在于，所述的汞灯的输出功率为500W。实施例10:一种光辅助LED湿法粗化设备，结构与实施例1相同，不同之处在于，光源模块为发光二极管阵列，发光二极管阵列的输出功率为100W。实施例11:一种光辅助LED湿法粗化设备，结构与实施例10相同，不同之处在于，所述的发光二极管阵列的输出功率为5W。实施例12:一种光辅助LED湿法粗化设备，结构与实施例10相同，不同之处在于，所述的发光二极管阵列的输出功率为40W。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光辅助LED湿法粗化设备，其特征在于，包括腐蚀溶液槽、光源模块、通风排气扇、恒温加热装置以及定时器，腐蚀溶液槽、光源模块、通风排气扇以及恒温加热装置安装在密封箱体的内部，恒温加热装置安装在密封箱体的底部，腐蚀溶液槽安装在恒温加热装置的上方，光源模块与通风排气扇安装在箱体的顶部，在密封箱体的箱壁上设置有前面板和观察窗口，定时器安装在密封箱体的前面板上。

【技术特征摘要】
1.一种光辅助LED湿法粗化设备，其特征在于，包括腐蚀溶液槽、光源模块、通风排气扇、恒温加热装置以及定时器，腐蚀溶液槽、光源模块、通风排气扇以及恒温加热装置安装在密封箱体的内部，恒温加热装置安装在密封箱体的底部，腐蚀溶液槽安装在恒温加热装置的上方，光源模块与通风排气扇安装在箱体的顶部，在密封箱体的箱壁上设置有前面板和观察窗口，定时器安装在密封箱体的前...

【专利技术属性】
技术研发人员：左致远，夏伟，陈康，苏建，
申请(专利权)人：山东华光光电子有限公司，
类型：发明
国别省市：