经过粗化的AlGaAs基LED的制备方法及LED与流程

本发明涉及显示设备技术领域，特别涉及一种经过粗化的algaas基led的制备方法及led。

背景技术：

与gaas衬底晶格匹配的algaas基材料是一种直接带隙半导体，其通过调整al和ga的比例，使禁带宽度可在1.9ev至2.3ev之间变化，algaas基led的波长范围可以覆盖550nm-650nm。因此，algaas基材料已广泛应用于红光、橙光、黄绿光led的制造中。由于algaas基材料的折射率n高达3.0至3.5，远高于环氧树脂、硅胶(n≈1.5)等led常规封装材料。根据光的全反射定律可知，光从光密媒质进入光疏媒质会在界面处产生全反射现象，而且界面两侧的折射率差异越大，全反射临界角越小。这使得algaas基led的出光效率很低。事实上，该问题也存在于gaasled和ganled中。对此，i.schnitzer等提出了通过表面粗化来提高gaasled的外量子效率的方法[appl.phys.lett.,vol.63,no.16,2174-2176,(1993)]。实际生产中，通过表面粗化来提高led出光效率的方法已被业界广泛采用，成为led行业的一种惯用技术。

在algaas基led中，现有技术主要是对外延层表面进行粗化，这种粗化方式对led亮度的提升不明显。另外，目前的粗化方法都是使用酸性溶液来对algaas基led进行腐蚀，使得粗化后algaas基led表面会呈现酸性状态，这使得led封装后使用会影响产品的使用寿命。

技术实现要素：

为解决目前对algaas基led进行粗化的方法对亮度提升不明显及会导致led封装后产品的使用寿命比较低的技术问题，本发明提供了一种经过粗化的algaas基led的制备方法及led。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

第一方面，提供了一种经过粗化的algaas基led的制备方法，其包括如下步骤：

s1，制备algaas基led的外延片；

s2，在外延片的基础上制备algaas基led的电极；

s3，对外延片和电极进行全切工艺，形成led芯片；

s4，对led芯片进行倒膜和扩膜处理；

s5，对扩膜处理后的led芯片的侧壁和表面通过如下步骤进行粗化处理：

s51，通过第一刻蚀液对led芯片的侧壁和表面进行刻蚀，刻蚀温度为15±2℃，刻蚀8～20s后冲水10min；第一刻蚀液的成分及配比为hno3：ch3cooh：h2o＝1～3:1:1；

s52，通过第二刻蚀液对s51处理后的led芯片继续进行刻蚀，刻蚀温度为常温，刻蚀10～20s后冲水10min；第二刻蚀液的成分及配比为naoh：h2o＝50～80g：1000ml；

s53，通过第三刻蚀液对s52处理后的led芯片继续进行刻蚀，刻蚀温度为常温，刻蚀200～220s后冲水10min，并通过氮气吹干led芯片；第三刻蚀液的成分及配比为h3po4：h2o＝1～2.5:100。

可选地，所述s1在制备algaas基led的外延片时，包括：在衬底上依次生长dbr层、下限制层、量子阱、上限制层和p-gap窗口层，形成外延片。

可选地，所述s2，在外延片的基础上制备algaas基led的电极时，包括如下步骤：

s21，在外延片的上表面制备电流扩展层；

s22，在电流扩展层上表面制备p电极层；

s23，对外延片中的衬底进行研磨抛光，使衬底厚度保持在200±10μm；

s24，在研磨抛光后的衬底下表面制备n电极层。

可选地，所述h2o为去离子水。

第二方面，提供了一种led，所述led采用上述第一方面所述的经过粗化的algaas基led的制备方法制备而成。

上述所有可选技术方案均可任意组合，本发明不对一一组合后的结构进行详细说明。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

通过对扩膜处理后的led芯片的侧壁和表面进行粗化处理，使得相对仅对表面进行粗化处理的方式，粗化后led芯片的亮度提高了1～1.5倍；通过三种刻蚀液依次对led芯片的侧壁和表面进行粗化处理，不仅能够在led芯片的侧壁和表面形成非周期性的无规则图形，从而可以提高led产品的亮度，而且使得粗化处理后led芯片的表面呈中性，从而能够提高封装后产品的使用寿命。本发明工艺简单、可大批量生产。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明实施例提供的经过粗化的algaas基led的制备方法的流程图。

图2是本发明实施例提供的经过粗化的algaas基led的外延片及电极的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供的经过粗化的algaas基led的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

s1，制备algaas基led的外延片。

可选地，所述s1在制备algaas基led的外延片时，包括：在衬底2上依次生长dbr层3、下限制层4、量子阱5、上限制层6和p-gap窗口层7，形成外延片。

s2，在外延片的基础上制备algaas基led的电极。

可选地，所述s2，在外延片的基础上制备algaas基led的电极时，包括如下步骤：

s21，在外延片的上表面制备电流扩展层8；

s22，在电流扩展层8上表面制备p电极层9；

s23，对外延片中的衬底2进行研磨抛光，使衬底2厚度保持在200±10μm；

s24，在研磨抛光后的衬底2下表面制备n电极层1。

如图2所示，其为本发明实施例提供的led的外延片和电极的结构示意图。

s3，对外延片和电极进行全切工艺，形成led芯片。

具体地，在对外延片和电极进行全切工艺时，使用石英刀将图2所示的外延片和电极从下至上切穿。

s4，对led芯片进行倒膜和扩膜处理。

其中，倒膜和扩膜处理工艺可以参见现有技术中的具体工艺，本实施例对此不作详细介绍。

s5，对扩膜处理后的led芯片的侧壁和表面通过如下步骤进行粗化处理：

s51，通过第一刻蚀液对led芯片的侧壁和表面进行刻蚀，刻蚀温度为15±2℃，刻蚀8～20s后冲水10min；第一刻蚀液的成分及配比为hno3：ch3cooh：h2o(质量比)＝1～3:1:1。其中，所述h2o为去离子水。

该步骤s51的作用是对led芯片的侧壁和表面进行腐蚀粗化，使led芯片的表面和侧壁形成非周期性的无规则图形。然而，通过该步骤腐蚀后会在led芯片表面和侧壁残留部分材料粉末，该粉末会对后期封装银胶粘接产生影响，导致粘接性能较差。因此，本发明实施例还包括后续步骤s52。

s52，通过第二刻蚀液对s51处理后的led芯片继续进行刻蚀，刻蚀温度为常温，刻蚀10～20s后冲水10min；第二刻蚀液的成分及配比为naoh：h2o＝50～80g：1000ml。其中，所述h2o为去离子水。

该步骤s52的作用是将s51中产生的腐蚀粉末进行进一步反应，使led芯片的表面和侧壁光滑无粉末附着。

s53，通过第三刻蚀液对s52处理后的led芯片继续进行刻蚀，刻蚀温度为常温，刻蚀200～220s后冲水10min，并通过氮气吹干led芯片；第三刻蚀液的成分及配比为h3po4：h2o(质量比)＝1～2.5:100。其中，所述h2o为去离子水。

该步骤s53的作用是与步骤s52中侧壁和表面残留的酸性溶液进行中和，使得最后的侧壁和表面呈现中和状态，从而提高led芯片封装后产品的寿命。

本发明实施例提供的制备方法，通过对扩膜处理后的led芯片的侧壁和表面进行粗化处理，使得相对仅对表面进行粗化处理的方式，粗化后led芯片的亮度提高了1～1.5倍；通过三种刻蚀液对led芯片的侧壁和表面进行粗化处理，不仅能够在led芯片的侧壁和表面形成非周期性的无规则图形，从而可以提高led产品的亮度，而且使得粗化处理后led芯片的表面呈中性，从而能够提高封装后产品的使用寿命。

本发明实施例还提供了一种led，所述led采用上述经过粗化的algaas基led的制备方法制备而成。关于经过粗化的algaas基led的制备方法已在上面实施例中进行了详细得解释说明，具体内容参见上述实施例的内容，此处不再赘述。

本发明实施例提供的led，通过对扩膜处理后的led芯片的侧壁和表面进行粗化处理，使得相对仅对表面进行粗化处理的方式，粗化后led芯片的亮度提高了1～1.5倍；通过三种刻蚀液依次对led芯片的侧壁和表面进行粗化处理，不仅能够在led芯片的侧壁和表面形成非周期性的无规则图形，从而可以提高led产品的亮度，而且使得粗化处理后led芯片的表面呈中性，从而能够提高封装后产品的使用寿命。本发明工艺简单、可大批量生产。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。