本發(fā)明涉及一種粗化工藝,特別涉及一種六角形粗化表面的LED外延片的制備方法。
背景技術(shù):新一代照明技術(shù)的核心發(fā)光二極管(LED,lightemittingdiode)有著極大的應(yīng)用前景。不僅在于可以節(jié)約能源、減少污染、還具有體積小、壽命長(zhǎng)、控制靈活方便等優(yōu)點(diǎn)。目前,限制LED性能提高的主要原因是光提效率不高,導(dǎo)致亮度不高,發(fā)熱嚴(yán)重,嚴(yán)重影響了以LED芯片為核心的半導(dǎo)體照明的普及。LED被稱(chēng)為第四代照明光源或綠色光源,具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、體積小等特點(diǎn),可以廣泛應(yīng)用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領(lǐng)域。目前,限制LED性能提高的主要原因是取光效率不高,導(dǎo)致亮度不高,發(fā)熱嚴(yán)重,嚴(yán)重影響了以LED芯片為核心的半導(dǎo)體照明的普及。這些年來(lái),隨著半導(dǎo)體照明的不斷深入發(fā)展,LED以其高電光轉(zhuǎn)換效率和綠色環(huán)保的優(yōu)勢(shì)受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注。半導(dǎo)體照明產(chǎn)品中的核心組成部分LED芯片,其研究與生產(chǎn)技術(shù)有了飛速的發(fā)展,芯片亮度和可靠性不斷提高。在LED芯片的研發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中,器件外量子效率的提高一直是核心內(nèi)容,因此,取光效率的提高顯得至關(guān)重要。LED的取光效率是指出射到器件外可供利用的光子與外延片的有源區(qū)由電子空穴復(fù)合所產(chǎn)生的光子的比例。在傳統(tǒng)LED器件中,由于襯底吸收、電極阻擋、出光面的全反射等因素的存在,光提取效率通常不到10%,絕大部分光子被限制在器件內(nèi)部無(wú)法出射而轉(zhuǎn)變成熱,成為影響器件可靠性的不良因素,尤其在大功率LED器件中表現(xiàn)尤為明顯。LED芯片有源區(qū)產(chǎn)生的光子從芯片表面發(fā)射出來(lái),由于器件出射面的材料折射率相對(duì)空氣折射率(1.0)較大(例如GaP的折射率為3.32,GaN為2.5),在出射表面會(huì)產(chǎn)生全反射,導(dǎo)致只有部分角度的光能夠從器件中出射出來(lái),其他角度較大的光被反射回芯片內(nèi)部無(wú)法提取出來(lái)。這也是LED芯片光提取效率低的一個(gè)重要原因。為提高發(fā)光二級(jí)管(LED)的出光率,通常會(huì)將LED的P-GaN層表面粗化。例如,在申請(qǐng)?zhí)枮?00910046834.5的專(zhuān)利文獻(xiàn)中,提出了一種能使LED的P-GaN層表面粗化的制作方法,即在P-GaN形成尖椎狀粗化表面結(jié)構(gòu)來(lái)減少LED內(nèi)部的光反射的重復(fù)發(fā)生,提高LED的發(fā)光亮度。目前用于GaN、GaAs和GaP基LED表面粗化的制備方法主要有兩種類(lèi)型:一是對(duì)LED表面進(jìn)行外延后即芯片部分的處理,現(xiàn)有方法主要為:光輔助電化學(xué)腐蝕法、強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液濕法腐蝕法和干法刻蝕等。此類(lèi)工藝較為復(fù)雜,成本較高;二是原位直接生長(zhǎng)表面粗化的P型GaN層,一般是采用在生長(zhǎng)P型GaN時(shí)進(jìn)行降溫處理形成P型GaN表面粗化,然而由于現(xiàn)有P型GaN一般有摻雜鎂原子,這會(huì)增加粗化的難度,同時(shí)由于低溫進(jìn)行粗化會(huì)導(dǎo)致電學(xué)性質(zhì)的破壞例如電壓會(huì)急劇升高,因此降溫所形成的P型GaN層粗化表面效果并不理想。因此,提供一種簡(jiǎn)單且P型GaN層表面粗化更為明顯而且不影響電學(xué)性質(zhì)的粗化表面方法,已經(jīng)成為本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的技術(shù)課題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的在于提供一種六角形粗化表面的LED外延片的制備方法,以降低操作的復(fù)雜度以及理想的粗化效果,同時(shí)不會(huì)影響LED的光電性能。為了達(dá)到上述目的及其他目的,本發(fā)明提供的一種六角形粗化...