一種光輔助led溼法粗化設備的製作方法
2023-06-18 03:14:36
一種光輔助led溼法粗化設備的製作方法
【專利摘要】一種光輔助LED溼法粗化設備，屬於發光二極體製造設備【技術領域】。包括密封箱體、腐蝕溶液槽、光源模塊、通風排氣扇、恆溫加熱裝置以及定時器。腐蝕溶液槽、光源模塊、通風排氣扇以及恆溫加熱裝置安裝在密封箱體的內部，恆溫加熱裝置安裝在密封箱體的底部，腐蝕溶液槽安裝在恆溫加熱裝置的上方，光源模塊與通風排氣扇安裝在箱體的頂部，定時器安裝在密封箱體的外部。本發明可以有效粗化Ga面GaN以及GaP等難以粗化的半導體材料,顯著縮短LED晶片粗化加工的時間，提高生產效率，並且使得LED?晶片的粗化製程高度可控，顯著提高LED晶片的良率。
【專利說明】一種光輔助LED溼法粗化設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種光輔助LED溼法粗化設備，屬於發光二極體製造設備【技術領域】。【背景技術】
[0002]上世紀50年代，在IBM Thomas J.Watson Research Center為代表的諸多知名研究機構的努力下，以GaAs為代表的II1-V族半導體在半導體發光領域迅速崛起。之後隨著金屬有機物化學氣相沉積(MOCVD)技術的出現，使得高質量的II1- V族半導體的生長突破了技術壁壘，各種波長的半導體發光二極體器件相繼湧入市場。由於半導體發光二極體相對於目前的發光器件具有效率高、壽命長、抗強力學衝擊等特質，在世界範圍內被看作新一代照明器件。但是由於II1- V族半導體的折射率普遍較高(GaP:3.2,GaN:2.4)，這就導致LED的發光區域發出的光在經晶片表面出射到空氣中時受制於界面全反射現象，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%)。界面全反射現象導致LED的外量子效率低下，是制約LED替代現有照明器件的主要原因。因此在功率LED晶片的加工過程中需引入表面粗化技術增加器件的光提取效率。由於幹法刻蝕粗化會引入雜質能級破壞半導體薄膜的電學特性，因此溼法腐蝕粗化技術成為業界青睞的解決方案。溼法腐蝕技術受制於半導體材料的特性，目前Ga面GaN以及[100]方向的GaP由於其表面功函數較高，無法單純使用腐蝕液實現腐蝕，需要引入光輻照進行輔助。綜上所述，本發明提供了一種光輔助LED溼法粗化設備。
[0003]中國專利文件CN201611648U提供公開了一種溼法腐蝕設備，包括酸洗槽、熱漂洗槽、加熱裝置和供水裝置；所述酸洗槽用於盛放熱磷酸，所述熱磷酸用於對晶圓表面的氮化矽進行化學剝離；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，供水裝置用於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後進行加熱，加熱後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。採用該溼法腐蝕設備可以有效去除酸洗槽內壁殘留的磷酸，防止殘留磷酸中的雜質造成晶圓缺陷，因此可以降低晶圓的缺陷率。此設備沒有提供光源模塊，無法實現Ga面GaN以及GaP的光輔助溼法腐蝕操作。
[0004]中國專利文件CN101285209提供公開了一種η型矽光輔助電化學腐蝕裝置，由電化學池、工作電極、參考電極、輔助電極以及光源組成；在電化學池中盛有腐蝕液；在電化學池的側壁上開孔，矽片貼附於開孔處；工作電極與矽片的歐姆接觸層接觸，參考電極、輔助電極置於腐蝕液中，輔助電極與矽片相對，參考電極位於輔助電極與矽片之間；光源照射矽片的歐姆接觸層一側，其特徵在於，光源採用發光二極體或者半導體雷射器，發射波長在700nm?IlOOnm之間。此設備應用於電化學腐蝕反應，並且是針對Si的腐蝕進行設計，腐蝕原理以及光源的配置均不適用於化合物半導體的腐蝕。
[0005]Ga面GaN以及GaP半導體材料的粗化難題一直限制著LED晶片的發光效率。現有LED晶片溼法粗化設備不具備光輔助與熱輔助的功能，只適用於較易腐蝕的半導體材料 的粗化加工，對於腐蝕難度高的Ga面GaN以及GaP半導體材料並不適用。
【發明內容】
[0006]針對現有技術的不足，本發明提供一種光輔助LED溼法粗化設備。
[0007]—種光輔助LED溼法粗化設備,包括密封箱體、腐蝕溶液槽、光源模塊、通風排氣扇、恆溫加熱裝置以及定時器，腐蝕溶液槽、光源模塊、通風排氣扇以及恆溫加熱裝置安裝在密封箱體的內部，恆溫加熱裝置安裝在密封箱體的底部，腐蝕溶液槽安裝在恆溫加熱裝置的上方，光源模塊與通風排氣扇安裝在箱體的頂部；在密封箱體的箱壁上設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束鏡；光源為355nm雷射器或532nm雷射器或萊燈或發光二極體陣列，兩種雷射器的輸出功率均為500mW-5W，汞燈的輸出功率為1W-500W，發光二極體陣列的輸出功率為5W-100W ;擴束鏡保證光源發出的光均勻輻照在待腐蝕的外延片的全部表面上。
[0009]本發明的優越性:
[0010]I)在傳統溼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等半導體材料進行粗化加工。
[0011]2)光源的功率與加熱的溫度以及腐蝕時間通過恆溫加熱裝置以及定時器實現高度的控制。
[0012]3)本發明可以顯著縮短對LED晶片進行粗化的時間，提高生產效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為一種光輔助LED溼法粗化設備內部結構示意圖。
[0014]圖2為一種光輔助LED溼法粗化設備前面板示意圖。
[0015]圖中，1、密封箱體，2、恆溫加熱裝置，3、腐蝕溶液槽，4、光源模塊，5、通風排氣扇，
6、定時器，7、觀察窗口。
【具體實施方式】
[0016]下面結合實施例和附圖對本發明做詳細的說明，但不限於此。
[0017]實施例1:
[0018]一種光輔助LED溼法粗化設備，如圖1所示，包括密封箱體1、腐蝕溶液槽3、光源模塊4、通風排氣扇5、恆溫加熱裝置2以及定時器6,腐蝕溶液槽3、光源模塊4、通風排氣扇5以及恆溫加熱裝置2安裝在密封箱體I的內部，恆溫加熱裝置2安裝在密封箱體I的底部，腐蝕溶液槽3安裝在恆溫加熱裝置2的上方，光源模塊4與通風排氣扇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雷射器以及擴束鏡，雷射器的輸出功率為2W，擴束鏡保證光源發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溼法粗化設備，結構與實施例1相同，不同之處在於，所述的532nm雷射器的輸出功率為500mW。[0021]實施例3:
[0022]一種光輔助LED溼法粗化設備，結構與實施例1相同，不同之處在於，所述的532nm雷射器的輸出功率為51
[0023]實施例4:
[0024]一種光輔助LED溼法粗化設備，結構與實施例1相同，不同之處在於，光源模塊為335nm雷射器，其輸出功率為2W。
[0025]實施例5:
[0026]一種光輔助LED溼法粗化設備，結構與實施例4相同，不同之處在於，所述的335nm雷射器的輸出功率為500mW。
[0027]實施例6:
[0028]一種光輔助LED溼法粗化設備，結構與實施例4相同，不同之處在於，所述的335nm雷射器的輸出功率為51
[0029]實施例7:
[0030]一種光輔助LED溼法粗化設備，結構與實施例1相同，不同之處在於，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溼法粗化設備，結構與實施例7相同，不同之處在於，所述的汞燈的輸出功率為1W。
[0033]實施例9:
[0034]一種光輔助LED溼法粗化設備，結構與實施例7相同，不同之處在於，所述的汞燈的輸出功率為500W。
[0035]實施例10:
[0036]一種光輔助LED溼法粗化設備，結構與實施例1相同，不同之處在於，光源模塊為發光二極體陣列，發光二極體陣列的輸出功率為100W。
[0037]實施例11:
[0038]一種光輔助LED溼法粗化設備，結構與實施例10相同，不同之處在於，所述的發光二極體陣列的輸出功率為5W。
[0039]實施例12:
[0040]一種光輔助LED溼法粗化設備，結構與實施例10相同，不同之處在於，所述的發光二極體陣列的輸出功率為40W。
【權利要求】
1.一種光輔助LED溼法粗化設備，其特徵在於，包括腐蝕溶液槽、光源模塊、通風排氣扇、恆溫加熱裝置以及定時器，腐蝕溶液槽、光源模塊、通風排氣扇以及恆溫加熱裝置安裝在密封箱體的內部，恆溫加熱裝置安裝在密封箱體的底部，腐蝕溶液槽安裝在恆溫加熱裝置的上方，光源模塊與通風排氣扇安裝在箱體的頂部，在密封箱體的箱壁上設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.如權利要求1所述的一種光輔助LED溼法粗化設備，其特徵在於，所述的光源模塊包括光源和擴束鏡；光源為355nm雷射器或532nm雷射器或萊燈或發光二極體陣列,兩種雷射器的輸出功率範圍為500mW-5W，汞燈的輸出功率範圍為1W-500W，發光二極體陣列的輸出功率為5W-100W ;擴束鏡保證光源發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 優先權日:2012年7月11日
【發明者】左致遠, 夏偉, 陳康, 蘇建 申請人:山東華光光電子有限公司