红光外延层及其刻蚀修复方法、led芯片及电子设备
技术领域：
：1.本发明涉及led(light-emittingdiode，发光二极管)领域，尤其涉及一种红光外延层及其刻蚀修复方法、led芯片及电子设备。
背景技术：
：：2.在led芯片的尺寸非常小的情况下，例如mini-led(迷你发光二极管)或micro-led(微发光二极管)，led芯片的外量子效率(eqe，externalquantumefficiency)会严重下降，这主要是因为在led芯片的制备过程中，刻蚀阶段引入的离子轰击，对led芯片的外延层表面造成了损伤，形成了许多表面悬空键和非辐射复合中心，这些缺陷导致非辐射载体重组加速，直接影响了led芯片的量子效率，降低了器件效能。而红光led芯片由于原本发光效率相较蓝光、绿光led芯片就要低一些，在遭遇离子轰击的损伤后，红光led芯片的发光效率更是会大幅下降。3.因此，如何降低刻蚀工艺给led芯片带来的损伤，提升led芯片的发光效率是目前亟待解决的问题。技术实现要素：4.鉴于上述相关技术的不足，本技术的目的在于提供一种红光外延层及其刻蚀修复方法、led芯片及电子设备，旨在解决红光外延层在刻蚀阶段遭受损伤导致红光led芯片发光效率低的问题。5.一种红光外延层刻蚀修复方法，包括：6.提供一红光外延层；7.将红光外延层置于一刻蚀设备中进行刻蚀；8.向刻蚀完成后的刻蚀设备中通入含磷流体；以及9.对含磷流体进行解离得到磷等离子体，以利用磷等离子体填补红光外延层表面的磷原子缺失。10.上述红光外延层刻蚀修复方法，因为在对红光外延层进行刻蚀后，会向刻蚀设备中通入含磷流体，并对含磷流体进行解离得到磷等离子，从而利用磷等离子体对因刻蚀而缺失的磷原子进行填补，改善红光外延层表面原子配比失衡的问题，减少了表面的悬空键与非辐射复合中心，提升红光外延层的性能，有利于提升该红光外延层所制得的红光led芯片的发光效率。11.可选地，向刻蚀完成后的刻蚀设备中通入含磷流体包括：12.向刻蚀完成后的刻蚀设备中通入含磷气体；或13.向刻蚀完成后的刻蚀设备中通入沸点低于100℃的含磷液体。14.可选地，含磷气体包括磷烷、三氟化磷、五氟化磷中的至少一种。15.可选地，含磷液体包括三氯化磷。16.可选地，刻蚀的步骤包括：17.对红光外延层进行mesa(台面刻蚀)；或18.对红光外延层进行iso(沟道刻蚀)。19.可选地，对含磷流体进行解离得到磷等离子体包括：20.利用高频电场对含磷流体进行解离得到磷等离子体；或21.利用微波对含磷流体进行解离得到磷等离子体。22.可选地，高频电场的频率为100khz-100mhz。23.基于同样的发明构思，本技术还提供一种红光外延层，红光外延层采用如上任一项的红光外延层刻蚀修复方法修复得到。24.上述红光外延层，因为在对红光外延层进行刻蚀后，会向刻蚀设备中通入含磷流体，并对含磷流体进行解离得到磷等离子，从而利用磷等离子体对因刻蚀而缺失的磷原子进行填补，修复红光外延层表面的损伤，改善表面原子配比失衡的问题，减少了表面的悬空键与非辐射复合中心，提升红光外延层的性能，有利于提升该红光外延层所制得的红光led芯片的发光效率。25.基于同样的发明构思，本技术还提供一种红光led芯片，包括：26.红光外延层；27.n电极；以及28.p电极；29.其中，红光外延层为上述红光外延层，n电极与红光外延层中的n型半导体层电连接，p电极与红光外延层中的p型半导体层电连接。30.上述红光led芯片，在对红光外延层进行刻蚀后，会向刻蚀设备中通入含磷流体，并对含磷流体进行解离得到磷等离子，从而利用磷等离子体对因刻蚀而缺失的磷原子进行填补，以修复红光外延层表面的损伤，改善表面原子配比失衡的问题，这减少了表面的悬空键与非辐射复合中心，提升了红光外延层的性能，增强了红光led芯片的发光效率。31.基于同样的发明构思，本技术还提供一种电子设备，电子设备中包括多颗前述红光led芯片。32.上述电子设备，其包含的红光led芯片在制备过程中对红光外延层进行刻蚀后，会向刻蚀设备中通入含磷流体，并对含磷流体进行解离得到磷等离子，从而利用磷等离子体对因刻蚀而缺失的磷原子进行填补，以修复红光外延层表面的损伤，改善表面原子配比失衡的问题，这减少了红光外延层表面的悬空键与非辐射复合中心，增强了红光led芯片的发光效率，提升了电子设备的显示性能。附图说明33.图1为本发明一可选实施例中提供的红光外延层刻蚀修复方法的一种流程图；34.图2为本发明一可选实施例中提供的一种红光外延层的结构示意图；35.图3为本发明一可选实施例中提供的另一种红光外延层的结构示意图；36.图4为本发明一可选实施例中示出的红光外延层因离子轰击而受损的示意图；37.图5为本发明一可选实施例中示出的磷等离子体对红光外延层进行损伤修复的一种示意图；38.图6为本发明一可选实施例中示出的一种红光led芯片的结构示意图；39.图7为本发明一可选实施例中示出的另一种红光led芯片的结构示意图；40.图8为本发明另一可选实施例中提供的生长并修复红光外延层的一种流程图。41.附图标记说明：42.20-红光外延层；21-n型半导体层；22-有源层；23-p型半导体层；30-红光外延层；31-衬底；32-腐蚀停止层；33-n型电流扩展层；34-n型欧姆接触层；35-n型限制层；36-有源层；37-p型限制层；38-p型电流扩展层；39-p型欧姆接触层；40-红光外延层；400-磷原子；500-磷等离子体；60-红光led芯片；61-红光外延层；62-n电极；63-p电极；70-红光led芯片；71-电流扩展层。具体实施方式43.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的较佳实施方式。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本技术的公开内容理解的更加透彻全面。44.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
技术领域：
：的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。45.在led芯片制备过程中，生长出外延层之后，需要对外延层进行刻蚀，以形成沟道，并外露外延层上的电极设置区，对外延层进行刻蚀的工艺常见的包括干法刻蚀。干法刻蚀采用离子轰击外延层，不过离子轰击会对外延层表面造成损伤，容易在外延层的表面形成许多悬空键与非辐射复合中心，这些缺陷将导致非辐射载体重组加速，直接影响led芯片的外量子效率。46.红光led芯片原本发光效率就不高，红光外延层在干法刻蚀阶段遭受的损伤将进一步限制红光led芯片的发光性能。47.基于此，本技术希望提供一种能够解决上述技术问题的方案，其详细内容将在后续实施例中得以阐述。48.一可选实施例：49.本实施例提供一种红光外延层刻蚀修复方法，请结合图1示出的该红光外延层刻蚀修复方法的流程图：50.s102：提供一红光外延层。51.请结合图2，在本实施例中的红光外延层20包括n型半导体层21、有源层22、p型半导体层23，其中，n型半导体层21与p型半导体层23分别设置在有源层22的两侧。在图3中示出的另一种红光外延层30的结构示意图：52.红光外延层30自下而上依次包括衬底31、腐蚀停止层32、n型电流扩展层33、n型欧姆接触层34、n型限制层35、有源层36、p型限制层37、p型电流扩展层38、p型欧姆接触层39，其中，衬底31可以为gaas(砷化镓)衬底，而腐蚀停止层32的材质包括但不限于gainp(镓铟磷)，n型电流扩展层33与n型欧姆接触层34均可以为algainp(铝镓铟磷)材质，n型限制层35、p型限制层37均可以为alinp(铝铟磷)材质，p型电流扩展层38可以为gap(磷化镓)材质，p型欧姆接触层39则可以为高掺杂的gap层。53.s104：将红光外延层置于一刻蚀设备中进行刻蚀。54.在红光外延层生长完成后，可以将红光外延层置于刻蚀设备中，以利用刻蚀设备中对红光外延层进行刻蚀。在本实施例的一些示例中，刻蚀设备基于干法刻蚀工艺对红光外延层进行mesa(台面刻蚀)，在另一些示例中，刻蚀设备基于干法刻蚀工艺对红光外延层进行iso沟道刻蚀。可以理解的是，还有一些示例中，刻蚀设备可以既对红光外延层进行mesa刻蚀，又对红光外延层进行iso刻蚀。55.s106：向刻蚀完成后的刻蚀设备中通入含磷流体。56.由于干法刻蚀是采用离子轰击被刻蚀物表面，而红光外延层中因为磷原子的原子质量较小，容易在离子轰击过程中造成gap、algainp等材料表面出现磷原子400缺失，如图4所示，形成表面悬空键和非辐射复合中心，最终导致红光外延层40光电性能下降，外量子效率下降。因此，在对红光外延层因干法刻蚀而造成的损伤进行修复时，主要是要填补红光外延层40表面磷原子的缺失空位。57.所以，在本实施例中，对红光外延层进行干法刻蚀后，会向刻蚀设备中通入含磷流体以得到磷等离子体，从而对红光外延层的表面进行损伤修复。58.可以理解的是，含磷流体是对含磷气体与含磷液体的统称，也即本实施例中的含磷流体包括含磷气体与含磷液体中的至少一种。一些示例中，向刻蚀设备内通入的是含磷气体，包括但不限于ph3(磷烷)、pf3(三氟化磷)、pf5(五氟化磷)中的至少一种。在本实施例的另外以下示例中，向刻蚀设备中通入的含磷流体可以是低沸点的含磷液体，例如pcl3(三氯化磷)等。本实施例中“低沸点”是指沸点低于100℃。当然在一些情况下，如果含磷液体的温度略微高于100℃，其也可以作为通入刻蚀设备中的含磷流体，例如，pocl3(氧氯化磷)，其沸点为107.2℃。59.应当明白的是，含磷气体在一定温度下也必然可以转化为含磷液体，而含磷液体在一定温度下也可以转化为含磷气体，而本实施例中主要是以含磷流体在常温(5℃～45℃)下的状态对其进行液体与气体的界定，即一种含磷流体，如果其在常温下为气态，则其为含磷气体，例如，ph3、pf3、pf5三者的沸点分别为-87.7℃、-101.2℃、-84.5℃；而如果其在常温下为液态，则其为含磷液体，例如pcl3的沸点为74.2℃。60.s108：对含磷流体进行解离得到磷等离子体，以利用磷等离子体填补红光外延层表面的磷原子缺失。61.向刻蚀设备中通入含磷流体之后，可以对含磷流体进行解离，得到磷等离子体，让这些磷等离子体500填补红光外延层40表面缺失的磷原子空位，如图5所示。62.在本实施例的一些示例中，可以采用高频电场对含磷流体进行解离，这里所说的高频电场是指频率在100khz～300mhz之间的电场，一些示例中，解离含磷流体的高频电场频率介于100khz-100mhz之间，例如，在一种示例中，可以采用频率为13.56mhz的电场来解离含磷流体。本领域技术人员可以理解的是，其他示例中也可以频率选择介于100khz～300mhz之间的其他值的电场，例如100khz、200khz、20mhz、100mhz、300mhz等。63.在本实施例的另一些示例中，可以采用微波对含磷流体进行解离，这里所说的微波是指频率在300mhz-3000ghz之间的电磁波，例如，在一种示例中，采用频率为300mhz的微波进行含磷流体的解离，在另一种示例中，采用频率为1000mhz的微波进行含磷流体的解离，还有一种示例中采用的微波频率为3000ghz。64.本实施例还提供一种红光外延层，该红光外延层在经历干法刻蚀之后，有按照图1示出的红光外延层刻蚀修复方法进行修复，因此，该红光外延层表面原子配比相对平衡，相较于未经损伤修复的其他红光外延层，具有更好的光电性能。65.另外，本实施例还提供一种基于该红光外延层制备得到的红光led芯片，请参见图6：红光led芯片60包括红光外延层61与电极，电极包括n电极62与p电极63，其中，n电极62与红光外延层62中的n型半导体层电连接，而p电极63与红光外延层62中的p型半导体层电连接。应当理解的是，虽然图6中p电极63直接与p型半导体层接触，而n电极62与n型半导体层直接接触，但在其他一些示例中，电极并不一定要直接与对应的半导体层接触，例如，图7示出的红光led芯片70中，为了进行电流扩散，在红光外延层60靠近p型半导体层的一侧设置有电流扩展层71，例如ito(氧化铟锡)层，电流扩展层71可以设置在p型半导体层远离有源层的一面上，p电极63通过电流扩展层71与p型半导体层电连接。66.本实施例中的红光led芯片可以为倒装结构的led芯片，如图6或图7所示。可以理解的是，倒装的红光led芯片中，两个电极处于红光外延层同一侧的表面上，即红光外延层的电极设置面上。当然，本领域技术人员可以理解的是，在本实施例的其他一些示例中，红光led芯片也可以为正装结构的芯片。67.可以理解的是，本实施例中的红光led芯片可以包括但不限于mini-led、micro-led或者是oled(organiclight-emittingdiode，有机发光二极管)等。68.本实施例还提供一种显示屏，该显示屏中包括多颗led芯片，这些led芯片中包括图6和图7中示出的任意一种红光led芯片。如果显示屏是彩色显示屏，则该显示屏中除了包括红光led芯片以外，还可以包括蓝光led芯片与绿光led芯片。在一些示例中，除了红、绿、蓝三色芯片以外，还可以包括黄色、青色等颜色的led芯片。69.除此以外，本实施例还提供一种电子设备，该电子设备中包括多颗红光led芯片，该红光led芯片可以是图6和图7中示出的任意一种红光led芯片，换言之，该红光led芯片在制备阶段中，接受干法刻蚀后有接受过图1示出的损伤修复。这里所说的电子设备可以包括诸如手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、pda(personaldigitalassistant，个人数字助理)、pmp(portablemediaplayer，便捷式媒体播放器)、导航装置、可穿戴设备、智能手环、计步器等移动终端，以及诸如数字tv、台式计算机等固定终端。70.本实施例提供的红光外延层刻蚀修复方法，对于因干法刻蚀而受损的红光外延层，可以用过向刻蚀设备中通入含磷流体，对含磷流体的解离得到磷等离子体，利用磷等离子体对红光外延层表面因干法刻蚀的离子轰击而出现的磷原子缺失空位进行填补，从而改善材料表面的原子化学配比失衡，增强红光外延层的光电性能，进而提升基于该红光外延层而制备的红光led芯片的外量子效率，增强对应显示屏的显示性能。71.另一可选实施例：72.micro-led是新一代的显示技术，与现有的液晶显示相比，具有更高的光电效率，更高的亮度，更高的对比度，以及更低的功耗，且还能结合柔性面板实现柔性显示，与传统的led相比，它具有相同的发光原理，都是靠rgb颜色的led芯片进行发光构成三原色，从而实现彩色画面。73.不过，结合前述介绍可知，在led芯片尺寸非常小的情况下，led芯片的外延层容易因为干法刻蚀过程中的离子轰击而受损，影响led芯片的外量子效率，对于原本发光效率就不太高的红光led芯片而言，其外量子效率受到的影响就更大了。为了解决该问题，本实施例提供了一种红光外延层刻蚀修复方案，请参见图8所示：74.s802：生长红光外延层。75.在本实施例中，红光外延层可以在材质为gaas的生长衬底上进行生长。可选地，在一种示例中，红光外延层自gaas生长衬底往上依次包括gainp腐蚀停止层、algainp材质的n型电流扩展层、algainp材质的n型欧姆接触层、alinp材质的n型限制层、有源层、alinp材质的p型限制层、gap材质的p型电流扩展层、高掺杂gap材质的p型欧姆接触层。76.s804：在刻蚀设备中对红光外延层进行干法刻蚀。77.在本实施例中，可以在刻蚀设备中对红光外延层进行mesa刻蚀，iso刻蚀等。78.s806：向刻蚀设备内通入含磷气体。79.干法刻蚀结束后，可以向刻蚀设备内通入含磷气体，例如ph4，可以理解的是前述示例中已经列举了其他的含磷气体，这里不再赘述。另外，在其他一些示例中也可以向刻蚀设备内通入含磷液体，如pcl3。80.s808：采用高频电场解离含磷气体，得到磷等离子体，以利用磷等离子体对红光led芯片的刻蚀损伤进行修复。81.通入含磷气体后，可以利用高频电场解离该含磷气体，从而得到磷等离子体，这样就可以让磷等离子体填补红光外延层表面的磷原子缺失，改善原子化学配比失衡带来的问题，提升红光外延层的光电性能。在本实施例中，可以采用13.56mhz的高频电场来解离含磷气体。在其他一些示例中，也可以采用微波来解离含磷气体。82.另外，本实施例还提供一种红光外延层，该红光外延层基于图8示出的流程制备修复得到。另外，本实施例还提供一种红光led芯片，该红光led芯片中包括前述经修复得到的红光外延层，另外，本实施例中还提供一种显示屏与一种电子设备，显示屏与电子设备中包括多颗红光led芯片，且这些红光led芯片中均包括前述经修复得到的红光外延层。83.本实施例提供的红光外延层刻蚀修复方案，因为在对红光外延层进行干法刻蚀后，会向刻蚀设备中通入含磷流体，并对含磷流体进行解离得到磷等离子，从而利用磷等离子体对因干法刻蚀而缺失的磷原子进行填补，改善红光外延层表面原子配比失衡的问题，减少了表面的悬空键与非辐射复合中心，提升红光外延层的性能，有利于提升该红光外延层所制得的红光led芯片的发光效率。84.应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。当前第1页12当前第1页12