[发明专利]N-GaN层的粗化方法、芯片及其制作方法

说明书

本发明涉及一种N‑GaN层的粗化方法、芯片及其制作方法。上述N‑GaN层的粗化方法，其包括以下步骤：采用紫外吸收剂对所述N‑GaN层进行预处理，形成预处理表面；在所述预处理表面形成纳米微球掩膜层；在所述纳米微球掩膜层的掩膜作用下对所述N‑GaN层进行干法蚀刻，形成粗化表面。本发明提供的上述粗化方法有效解决了现有技术中采用湿法蚀刻N‑GaN层时存在的蚀刻过程不稳定的问题，粗化表面均匀可控，因此最终生产的垂直LED芯片的亮度稳定、波动小，相应也有利于提升芯片的出光效率。

技术领域

本发明涉及芯片制造技术领域，尤其涉及一种N-GaN层的粗化方法、芯片及其制作方法。

背景技术

在目前垂直LED芯片制造中，通常需要对N-GaN层(N型氮化镓层)进行表面粗化处理，这是提高芯片亮度的有效手段。较为成熟的N-GaN层粗化工艺如下：采用氢氧化钾对N-GaN层表面进行湿法蚀刻来达到粗化的目的。

然而，湿法蚀刻过程存在不稳定的缺陷，经常会导致粗化无序，倾斜角度不可控，最终会导致生产的垂直LED芯片的亮度波动性较大。

基于以上原因，有必要提供一种更稳定可控的N-GaN层粗化方法，以便减少最终垂直LED芯片的亮度波动。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种N-GaN层的粗化方法、芯片的制作方法，旨在解决现有技术中采用湿法蚀刻N-GaN层时存在的蚀刻过程不稳定，从而导致芯片亮度波动的问题。

一种N-GaN层的粗化方法，其包括以下步骤：采用紫外吸收剂对所述N-GaN层进行预处理，形成预处理表面；在所述预处理表面形成纳米微球掩膜层；在所述纳米微球掩膜层的掩膜作用下对所述N-GaN层进行干法蚀刻，形成粗化表面。

本发明提供的以上方法中，先采用紫外吸收剂对N-GaN层进行了表面预处理。该过程能够降低N-GaN层的表面接触角，使其表面形成氧化层和超亲水表面。其次，本发明在预处理后的N-GaN层表面设置了纳米微球掩膜层，由于预处理表面具有较强的亲水能力，因此纳米微球掩膜层能够在其上均匀覆盖、稳定存在，形成纳米微球稳定、紧密排布的单层微球层。在后续的干法蚀刻过程中，纳米微球作为掩膜试剂，能够配合干法蚀刻在N-GaN层表面形成粗化表面。此期间，由于纳米微球的阻挡，N-GaN层表面能够形成锥形或六角形纳米结构的粗糙化结构，且形成的侧壁角度均匀可控，因此极大地改善了湿法蚀刻的不稳定问题，且利用纳米微球的粒径大小即可调控粗化表面侧壁角度的大小。而且，随着干法蚀刻的进行，纳米微球和紫外吸收剂也逐渐被刻蚀去除，免除了后续的去除工序，简化了流程。

总之，本发明提供的上述粗化方法有效解决了现有技术中采用湿法蚀刻N-GaN层时存在的蚀刻过程不稳定的问题，粗化表面均匀可控，因此最终生产的垂直LED芯片的亮度稳定、波动小，相应也有利于提升芯片的出光效率。

可选地，所述紫外吸收剂包括但不限于2,4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、邻羟基苯甲酸苯酯中的一种或多种。采用以上类型的紫外吸收剂对N-GaN层表面进行预处理，能够进一步提升预处理效果，有利于进一步改善N-GaN层表面的亲水性，从而使得后续形成的纳米微球掩膜层更为稳定，且促使纳米微球在表面更均匀地铺展。在此基础上，经干法蚀刻形成的粗化表面更为均匀，对于最终垂直LED芯片的亮度稳定性和出光效率具有更好的促进作用。

可选地，所述预处理的步骤包括：将所述紫外吸收剂溶解于有机溶剂中，形成溶液；将所述溶液涂布在所述N-GaN层表面，然后烘干，形成所述预处理表面。如此，能够将紫外吸收剂更均匀地涂布在N-GaN层表面以更好地改善其亲水性，促使后续形成更稳定的纳米微球掩膜层，对于最终粗糙化表面的规整性有更好的促进作用。可选地，所述溶液中所述紫外吸收剂的浓度为0.1～10wt％。

可选地，所述有机溶剂选自醇类溶剂和/或酮类溶剂。采用醇类溶剂和酮类溶剂，能够是紫外吸收剂充分溶解，形成更加均匀的溶液，有利于进一步改善表面预处理效果。