一種光輔助led濕法粗化設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種光輔助LED濕法粗化設(shè)備，屬于發(fā)光二極管制造設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。包括密封箱體、腐蝕溶液槽、光源模塊、通風(fēng)排氣扇、恒溫加熱裝置以及定時器。腐蝕溶液槽、光源模塊、通風(fēng)排氣扇以及恒溫加熱裝置安裝在密封箱體的內(nèi)部，恒溫加熱裝置安裝在密封箱體的底部，腐蝕溶液槽安裝在恒溫加熱裝置的上方，光源模塊與通風(fēng)排氣扇安裝在箱體的頂部，定時器安裝在密封箱體的外部。本發(fā)明可以有效粗化Ga面GaN以及GaP等難以粗化的半導(dǎo)體材料,顯著縮短LED芯片粗化加工的時間，提高生產(chǎn)效率，并且使得LED?芯片的粗化制程高度可控，顯著提高LED芯片的良率。
【專利說明】一種光輔助LED濕法粗化設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光輔助LED濕法粗化設(shè)備，屬于發(fā)光二極管制造設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。【背景技術(shù)】
[0002]上世紀(jì)50年代，在IBM Thomas J.Watson Research Center為代表的諸多知名研究機(jī)構(gòu)的努力下，以GaAs為代表的II1-V族半導(dǎo)體在半導(dǎo)體發(fā)光領(lǐng)域迅速崛起。之后隨著金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積(MOCVD)技術(shù)的出現(xiàn)，使得高質(zhì)量的II1- V族半導(dǎo)體的生長突破了技術(shù)壁壘，各種波長的半導(dǎo)體發(fā)光二極管器件相繼涌入市場。由于半導(dǎo)體發(fā)光二極管相對于目前的發(fā)光器件具有效率高、壽命長、抗強(qiáng)力學(xué)沖擊等特質(zhì)，在世界范圍內(nèi)被看作新一代照明器件。但是由于II1- V族半導(dǎo)體的折射率普遍較高(GaP:3.2,GaN:2.4)，這就導(dǎo)致LED的發(fā)光區(qū)域發(fā)出的光在經(jīng)芯片表面出射到空氣中時受制于界面全反射現(xiàn)象，只有極少部分的光可以出射到器件外部(GaP約為2.4%，GaN約為4%)。界面全反射現(xiàn)象導(dǎo)致LED的外量子效率低下，是制約LED替代現(xiàn)有照明器件的主要原因。因此在功率LED芯片的加工過程中需引入表面粗化技術(shù)增加器件的光提取效率。由于干法刻蝕粗化會引入雜質(zhì)能級破壞半導(dǎo)體薄膜的電學(xué)特性，因此濕法腐蝕粗化技術(shù)成為業(yè)界青睞的解決方案。濕法腐蝕技術(shù)受制于半導(dǎo)體材料的特性，目前Ga面GaN以及[100]方向的GaP由于其表面功函數(shù)較高，無法單純使用腐蝕液實現(xiàn)腐蝕，需要引入光輻照進(jìn)行輔助。綜上所述，本發(fā)明提供了一種光輔助LED濕法粗化設(shè)備。
[0003]中國專利文件CN201611648U提供公開了一種濕法腐蝕設(shè)備，包括酸洗槽、熱漂洗槽、加熱裝置和供水裝置；所述酸洗槽用于盛放熱磷酸，所述熱磷酸用于對晶圓表面的氮化硅進(jìn)行化學(xué)剝離；加熱裝置的入水口和供水裝置之間通過管道連接，加熱裝置的出水口與熱漂洗槽之間通過管道連接，供水裝置用于提供常溫的去離子水，從供水裝置流出的常溫去離子水通過加熱裝置的入水口和供水裝置之間的管道流入加熱裝置后進(jìn)行加熱，加熱后的去離子水通過加熱裝置的出水口與熱漂洗槽之間的管道流入熱漂洗槽；所述加熱裝置的出水口還連接一水閥，所述水閥與所述酸洗槽連接。采用該濕法腐蝕設(shè)備可以有效去除酸洗槽內(nèi)壁殘留的磷酸，防止殘留磷酸中的雜質(zhì)造成晶圓缺陷，因此可以降低晶圓的缺陷率。此設(shè)備沒有提供光源模塊，無法實現(xiàn)Ga面GaN以及GaP的光輔助濕法腐蝕操作。
[0004]中國專利文件CN101285209提供公開了一種η型硅光輔助電化學(xué)腐蝕裝置，由電化學(xué)池、工作電極、參考電極、輔助電極以及光源組成；在電化學(xué)池中盛有腐蝕液；在電化學(xué)池的側(cè)壁上開孔，硅片貼附于開孔處；工作電極與硅片的歐姆接觸層接觸，參考電極、輔助電極置于腐蝕液中，輔助電極與硅片相對，參考電極位于輔助電極與硅片之間；光源照射硅片的歐姆接觸層一側(cè)，其特征在于，光源采用發(fā)光二極管或者半導(dǎo)體激光器，發(fā)射波長在700nm?IlOOnm之間。此設(shè)備應(yīng)用于電化學(xué)腐蝕反應(yīng)，并且是針對Si的腐蝕進(jìn)行設(shè)計，腐蝕原理以及光源的配置均不適用于化合物半導(dǎo)體的腐蝕。
[0005]Ga面GaN以及GaP半導(dǎo)體材料的粗化難題一直限制著LED芯片的發(fā)光效率?，F(xiàn)有LED芯片濕法粗化設(shè)備不具備光輔助與熱輔助的功能，只適用于較易腐蝕的半導(dǎo)體材料 的粗化加工，對于腐蝕難度高的Ga面GaN以及GaP半導(dǎo)體材料并不適用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種光輔助LED濕法粗化設(shè)備。
[0007]—種光輔助LED濕法粗化設(shè)備,包括密封箱體、腐蝕溶液槽、光源模塊、通風(fēng)排氣扇、恒溫加熱裝置以及定時器，腐蝕溶液槽、光源模塊、通風(fēng)排氣扇以及恒溫加熱裝置安裝在密封箱體的內(nèi)部，恒溫加熱裝置安裝在密封箱體的底部，腐蝕溶液槽安裝在恒溫加熱裝置的上方，光源模塊與通風(fēng)排氣扇安裝在箱體的頂部；在密封箱體的箱壁上設(shè)置有前面板和觀察窗口，定時器安裝在密封箱體的前面板上。
[0008]所述的光源模塊包括光源和擴(kuò)束鏡；光源為355nm激光器或532nm激光器或萊燈或發(fā)光二極管陣列，兩種激光器的輸出功率均為500mW-5W，汞燈的輸出功率為1W-500W，發(fā)光二極管陣列的輸出功率為5W-100W ;擴(kuò)束鏡保證光源發(fā)出的光均勻輻照在待腐蝕的外延片的全部表面上。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)越性:
[0010]I)在傳統(tǒng)濕法腐蝕過程中弓丨入光源輔助與加熱輔助，配合特定的腐蝕液可以對Ga面GaN以及GaP等半導(dǎo)體材料進(jìn)行粗化加工。
[0011]2)光源的功率與加熱的溫度以及腐蝕時間通過恒溫加熱裝置以及定時器實現(xiàn)高度的控制。
[0012]3)本發(fā)明可以顯著縮短對LED芯片進(jìn)行粗化的時間，提高生產(chǎn)效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為一種光輔助LED濕法粗化設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為一種光輔助LED濕法粗化設(shè)備前面板示意圖。
[0015]圖中，1、密封箱體，2、恒溫加熱裝置，3、腐蝕溶液槽，4、光源模塊，5、通風(fēng)排氣扇，
6、定時器，7、觀察窗口。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明做詳細(xì)的說明，但不限于此。
[0017]實施例1:
[0018]一種光輔助LED濕法粗化設(shè)備，如圖1所示，包括密封箱體1、腐蝕溶液槽3、光源模塊4、通風(fēng)排氣扇5、恒溫加熱裝置2以及定時器6,腐蝕溶液槽3、光源模塊4、通風(fēng)排氣扇5以及恒溫加熱裝置2安裝在密封箱體I的內(nèi)部，恒溫加熱裝置2安裝在密封箱體I的底部，腐蝕溶液槽3安裝在恒溫加熱裝置2的上方，光源模塊4與通風(fēng)排氣扇5安裝在密封箱體I的頂部，在密封箱體的箱壁上設(shè)置有前面板和觀察窗口 7，定時器6安裝在密封箱體I的前面板上。光源模塊包括532nm激光器以及擴(kuò)束鏡，激光器的輸出功率為2W，擴(kuò)束鏡保證光源發(fā)出的光均勻輻照在待腐蝕的外延片的全部表面上。
[0019]實施例2:
[0020]一種光輔助LED濕法粗化設(shè)備，結(jié)構(gòu)與實施例1相同，不同之處在于，所述的532nm激光器的輸出功率為500mW。[0021]實施例3:
[0022]一種光輔助LED濕法粗化設(shè)備，結(jié)構(gòu)與實施例1相同，不同之處在于，所述的532nm激光器的輸出功率為51
[0023]實施例4:
[0024]一種光輔助LED濕法粗化設(shè)備，結(jié)構(gòu)與實施例1相同，不同之處在于，光源模塊為335nm激光器，其輸出功率為2W。
[0025]實施例5:
[0026]一種光輔助LED濕法粗化設(shè)備，結(jié)構(gòu)與實施例4相同，不同之處在于，所述的335nm激光器的輸出功率為500mW。
[0027]實施例6:
[0028]一種光輔助LED濕法粗化設(shè)備，結(jié)構(gòu)與實施例4相同，不同之處在于，所述的335nm激光器的輸出功率為51
[0029]實施例7:
[0030]一種光輔助LED濕法粗化設(shè)備，結(jié)構(gòu)與實施例1相同，不同之處在于，光源模塊為汞燈，汞燈的輸出功率為300W。
[0031]實施例8:
[0032]一種光輔助LED濕法粗化設(shè)備，結(jié)構(gòu)與實施例7相同，不同之處在于，所述的汞燈的輸出功率為1W。
[0033]實施例9:
[0034]一種光輔助LED濕法粗化設(shè)備，結(jié)構(gòu)與實施例7相同，不同之處在于，所述的汞燈的輸出功率為500W。
[0035]實施例10:
[0036]一種光輔助LED濕法粗化設(shè)備，結(jié)構(gòu)與實施例1相同，不同之處在于，光源模塊為發(fā)光二極管陣列，發(fā)光二極管陣列的輸出功率為100W。
[0037]實施例11:
[0038]一種光輔助LED濕法粗化設(shè)備，結(jié)構(gòu)與實施例10相同，不同之處在于，所述的發(fā)光二極管陣列的輸出功率為5W。
[0039]實施例12:
[0040]一種光輔助LED濕法粗化設(shè)備，結(jié)構(gòu)與實施例10相同，不同之處在于，所述的發(fā)光二極管陣列的輸出功率為40W。
【權(quán)利要求】
1.一種光輔助LED濕法粗化設(shè)備，其特征在于，包括腐蝕溶液槽、光源模塊、通風(fēng)排氣扇、恒溫加熱裝置以及定時器，腐蝕溶液槽、光源模塊、通風(fēng)排氣扇以及恒溫加熱裝置安裝在密封箱體的內(nèi)部，恒溫加熱裝置安裝在密封箱體的底部，腐蝕溶液槽安裝在恒溫加熱裝置的上方，光源模塊與通風(fēng)排氣扇安裝在箱體的頂部，在密封箱體的箱壁上設(shè)置有前面板和觀察窗口，定時器安裝在密封箱體的前面板上。
2.如權(quán)利要求1所述的一種光輔助LED濕法粗化設(shè)備，其特征在于，所述的光源模塊包括光源和擴(kuò)束鏡；光源為355nm激光器或532nm激光器或萊燈或發(fā)光二極管陣列,兩種激光器的輸出功率范圍為500mW-5W，汞燈的輸出功率范圍為1W-500W，發(fā)光二極管陣列的輸出功率為5W-100W ;擴(kuò)束鏡保證光源發(fā)出的光均勻輻照在待腐蝕的外延片的全部表面上。
【文檔編號】H01L33/00GK103545403SQ201210240470
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月11日
【發(fā)明者】左致遠(yuǎn), 夏偉, 陳康, 蘇建 申請人:山東華光光電子有限公司