专利名称：一种发光二极管的制造方法
技术领域：
本发明属于半导体器件技术领域，特别涉及一种发光二极管芯片的制造方法，特
别是一种具有表面粗化结构的发光二极管的制造方法。
背景技术：
发光二极管具有省电、环保和寿命长等诸多优点。目前全世界处于能源紧缺的时代，因此发光二极管的各种制备方法被广泛研究。表面粗化作为一种提高器件发光效率的一种手段已经被广泛应用。 中国专利《经表面粗化的高效氮化镓基发光二极》(CN 200380110945)中提到通过所述LED的氮面(N面)(42)被提取并且所述N面(42)的表面被粗化形成一个或多个六角形锥面。所述粗化表面减少了在所述LED内部的光反射的重复发生，并因此在所述LED外部提取到更多的光。所述N面(42)的所述表面通过各向异性蚀刻进行粗化，所述蚀刻包括干式蚀刻或者光致化学(PEC)蚀刻。 上述专利中虽然可以实现良好的粗化图形的控制，但无论使用干式刻蚀还是光致化学蚀刻的方法都需要对粗化的表面进行掩模，用以腐蚀出所需要的图形。此外此技术对设备和工艺的要求比较高，生产成本较大，不容易控制 在文献Y.0hba and A. Hatano， J. Crystal. Growth 145,214(1994).中提到利用MOCVDD的方法来实现N-GaN表面的粗化，但是由于Mg记忆效应的存在，将会对有源区产生较大的影响，影响器件的工作性能。 在US3739217中提到了多种粗化GaP表面的方法，其中包括掩模、喷砂、化学腐蚀等方法，虽然上述的几个方法都可以实现GaP表面的粗化，但是这些方法一方面不容易实现表面粗化图形的控制，而且在粗化过程中对GaP表面也产生一些破坏作用。
发明内容
针对现有技术存在的技术缺陷，本发明旨在提出一种比较简单的、易于控制的半导体表面粗化技术，这一技术能使发光二极管的亮度得到显著提高。 本发明的技术方法是在衬底上依次生长发光层和正负两个接线电极，其特征是通过在发光层的上表面蒸镀一层金属层，再通过高温退火过程中金属与半导体表面的相互作用，破坏原来半导体表面平整性，从而实现表面粗化的目的。 本发明提出的一种发光二极管的制作方法的技术方案首先在发光层的上表面覆盖一层金属层，然后在金属层上面蒸镀一层介质层，其次进行一定时间高温退火，再用氟化铵腐蚀液、磷酸、氢氟酸腐蚀液或王水腐蚀掉所述的介质层，再用王水、盐酸或硝酸腐蚀掉所述的金属层，最后进行正负接线电极的制作和切割成芯片；或者在发光层的上表面蒸镀一层金属层，然后进行一定时间高温退火，再用王水、盐酸或硝酸腐蚀掉所述的金属层，最后进行正负接线电极的制作和切割成芯片。 所述的金属层的材料选自Au、Sn、Ge、Be、Ti、Al或In中的一种或者其中两种金属的合金，例如Au、AuSn、AuGe、AuBe、Al或In ;所述的金属层的厚度为100 30000 A;所述
介质层的材料选自二氧化硅、氮化硅或铟锡氧化物；所述介质层的厚度为200 2000 A;
所述退火温度为220-60(TC之间，所述退火时间介于3 20分钟分钟之间； 在保证不破坏外延结构的前提下，一方面可以利用简单的方法实现半导体发光层
表面的粗化，另一方面可以实现表面粗化效果的良好控制，使发光二极管的亮度得到显著提高。
具体实施方式
实施例1 : (1)在衬底上生长一层发光层，制作出发光二极管外延片；
(2)在外延片的表面蒸镀一层1000埃(A)厚的Au金属层； (3)把覆盖了金属层的外延片在60(TC的温度下进行退火处理，退火时间为1分钟； (4)利用王水去除外延片表面覆盖的Au金属层，这样就实现了对发光二极管表面的粗化处理； (5)分别制作正负两个接触电极；
(6)将外延片切割成发光二极管芯片。
实施例2: (1)在衬底上生长一层发光层，制作出发光二极管外延片； (2)在外延片的表面蒸镀一层10000埃(A)厚的AuSn金属层； (3)把覆盖了金属层的外延片在32(TC的温度下进行退火处理，退火时间为20分
钟； (4)利用王水去除外延片表面覆盖的AuSn金属层，这样就实现了对发光二极管表面的粗化处理； (5)分别制作正负两个接触电极；
(6)将外延片切割成发光二极管芯片。
实施例3 : (1)在衬底上生长一层发光层，制作出发光二极管外延片； (2)在外延片的表面蒸镀一层100埃(A)厚的AuBe金属层； (3)在金属层的表面蒸镀一层2000埃(A)厚的二氧化硅(Si02)介质层； (4)把覆盖了金属层和介质层的外延片在50(TC的温度下进行退火处理，退火时
间为5分钟； (5)利用氟化铵腐蚀液(BOE)将二氧化硅(Si02)介质层去除； (6)利用王水去除外延片表面覆盖的AuBe金属层，这样就实现了对发光二极管表
面的粗化处理； (7)分别制作正负两个接触电极；
(8)将外延片切割成发光二极管芯片。
实施例4 : (1)在衬底上生长一层发光层，制作出发光二极管外延片；
(2)在外延片的表面蒸镀一层4000埃(A)厚的AuGe金属层； (3)在金属层的表面蒸镀一层200埃(A)厚的氮化硅介质层； (4)把覆盖了金属层和介质层的外延片在38(TC的温度下进行退火处理，退火时
间为10分钟； (5)利用磷酸(H3P04)去除表面的氮化硅介质层； (6)利用王水去除外延片表面覆盖的AuGe金属层，这样就实现了对发光二极管表面的粗化处理； (7)分别制作正负两个接触电极；
(8)将外延片切割成发光二极管芯片。
实施例5 : (1)在衬底上生长一层发光层，制作出发光二极管外延片；
(2)在外延片的表面蒸镀一层500埃(A)厚的TiAu金属层；
(3)在金属层的表面蒸镀一层800埃(A)厚的Si02介质层； (4)把覆盖了金属层和介质层的外延片在50(TC的温度下进行退火处理，退火时间为3分钟； (5)利用氢氟酸(HF)腐蚀液将二氧化硅(Si02)介质层去除； (6)利用王水去除外延片表面覆盖的TiAu金属层，这样就实现了对发光二极管表
面的粗化处理； (7)分别制作正负两个接触电极；
(8)将外延片切割成发光二极管芯片。
实施例6 : (1)在衬底上生长一层发光层，制作出发光二极管外延片； (2)在外延片的表面蒸镀一层30000埃(A)厚的Au金属层； (3)在金属层的表面蒸镀一层1500埃(A)厚的二氧化硅(Si02)介质层； (4)把覆盖了金属层和介质层的外延片在55(TC的温度下进行退火处理，退火时
间为3分钟； (5)利用氢氟酸(HF)腐蚀液将二氧化硅(Si02)介质层去除； (6)利用王水去除外延片表面覆盖的Au金属层，这样就实现了对发光二极管表面
的粗化处理； (7)分别制作正负两个接触电极；
(8)将外延片切割成发光二极管芯片。
实施例7 : (1)在衬底上生长一层发光层，制作出发光二极管外延片； (2)在外延片的表面蒸镀一层5000埃(A)厚的Al金属层； (3)在金属层的表面蒸镀一层400埃(A)厚的二氧化硅(Si02)介质层； (4)把覆盖了金属层和介质层的外延片在30(TC的温度下进行退火处理，退火时
间为3分钟； (5)利用氢氟酸(HF)腐蚀液将二氧化硅(Si02)介质层去除；
(6)利用盐酸去除外延片表面覆盖的Al金属层，这样就实现了对发光二极管表面的粗化处理； (7)分别制作正负两个接触电极；
(8)将外延片切割成发光二极管芯片。
实施例8: (1)在衬底上生长一层发光层，制作出发光二极管外延片； (2)在外延片的表面蒸镀一层20000埃(A)厚的In金属层； (3)在金属层的表面蒸镀一层1000埃(A)厚的铟锡氧化物(IT0)介质层； (4)把覆盖了金属层和介质层的外延片在22(TC的温度下进行退火处理，退火时
间为20分钟; (5)利用王水腐蚀液将铟锡氧化物介质层去除； (6)利用硝酸去除外延片表面覆盖的In金属层，这样就实现了对发光二极管表面的粗化处理， (7)分别制作正负两个接触电极，
(8)将外延片切割成发光二极管芯片。
权利要求
一种发光二极管的制造方法，在衬底上依次生长发光层和正负两个接线电极，其特征在于在发光层上表面蒸镀一层金属层，蒸镀结束后再进行退火，退火后用王水、盐酸或硝酸腐蚀掉所述的金属层；所述的金属层的材料选自Au、Sn、Ge、Be、Ti、Al或In中的一种或者其中两种金属的合金；所述金属层的厚度为所述的退火温度为220～600℃，退火时间为3～20分钟。F2009100100668C0000011.tif
2. 根据权利要求1所述的一种发光二极管的制造方法，其特征在于在所述的金属层上 生长一介质层，退火后用氟化铵腐蚀液、磷酸、氢氟酸腐蚀液或王水腐蚀掉所述的介质层， 再用王水、盐酸或硝酸腐蚀掉所述的金属层；所述介质层的厚度为200 2000 A;所述的介质层材料选自二氧化硅、氮化硅或者铟锡氧化物。
全文摘要
本发明提供一种发光二极管的制造方法，本发明的技术方法是在衬底上依次生长发光层和正负两个接线电极，其特征是通过在发光层的上表面蒸镀一层金属层或者在发光层的上表面先后蒸镀金属层和介质层，再用氟化铵腐蚀液、磷酸腐蚀液、氢氟酸腐蚀液或王水腐蚀掉所述的介质层，用王水、盐酸或硝酸腐蚀掉所述的金属层，最后进行正负接线电极的制作和切割成芯片。这种发明方法是通过高温退火过程中金属与半导体表面的相互作用，破坏原来半导体表面平整性，从而实现表面粗化的目的，进而提高发光二极管的发光效率。
文档编号H01L33/00GK101777608SQ20091001006
公开日2010年7月14日 申请日期2009年1月9日 优先权日2009年1月9日
发明者杨东, 祝进田, 肖志国, 陈向东 申请人:大连美明外延片科技有限公司