一种金属纳米颗粒辅助实现发光二极管表面粗化的方法

摘要

一种金属纳米颗粒辅助实现发光二极管表面粗化的方法，属于半导体光电材料及器件制备技术领域。该方法首先在半导体衬底上生长发光二极管(LED)外延片，依次包括N-GaN、量子阱层、P-GaN层，然后在金属盐溶液中利用紫外光辅助将P-GaN表面沉积一层金属纳米颗粒，将沉积金属纳米颗粒之后的发光二极管外延片放入一定比例的氢氟酸和氧化剂组成的腐蚀液中，再利用紫外光辅助进行湿法腐蚀。金属纳米颗粒沉积在氮化镓薄膜上能改变表面的电子分布，增加腐蚀速率，有利于粗化结构的形成。这种方法适用于不同的半导体材料的刻蚀和发光二极管外延片的粗化，相对于现有工艺，成本低，粗化面积大，操作简单，能获得理想的粗化效果。

主权项

一种金属纳米颗粒辅助实现发光二极管表面粗化的方法，其特征在于，方法如下：(1)发光二极管外延片的生长：利用金属有机气相沉积在衬底上依次生长N型氮化镓层、多量子阱层作有源层、P型氮化镓层，形成发光二极管外延片；(2)金属纳米颗粒的沉积：将发光二极管外延片浸入金属盐溶液中，盐溶液的浓度为0.1M‑1M，然后将盐溶液置于20W‑100W的紫外灯下，照射5‑30min，在发光二极管外延片表面沉积出一层100nm‑1000nm的金属纳米颗粒；(3)发光二极管表面粗化：将沉积有金属纳米颗粒的发光二极管外延片浸入腐蚀液中，腐蚀液由氢氟酸和氧化剂组成，其中氢氟酸的质量浓度为10％‑40％，氧化剂为重硫酸钾溶液，重硫酸钾溶液摩尔浓度为0.05M‑0.1M，在功率为20W‑100W的紫外灯照射下实现发光二极管表面的粗化，照射时间为5min‑30min；(4)去除金属纳米颗粒：发光二极管外延片浸入酸溶液中，去除金属纳米颗粒：对于银、铜和铁纳米颗粒，将发光二极管外延片浸入10％硝酸中，浸泡0.5‑2min；对于金、钯和铂纳米颗粒在王水溶液中加热1‑5min；(5)外延片表面清洗：将发光二极管外延片放入丙酮中超声10min去除表面有机物，然后将发光二极管外延片放入乙醇溶液中超声10min去除残留的有机物和丙酮；(6)依次采用光刻、ICP刻蚀工艺、氮化镓电极工艺制作氮化镓基发光二极管管芯；步骤(1)所述的金属盐溶液为硝酸银溶液或氯金酸溶液或氯金酸钠溶液或氯金酸钾溶液或硝酸铜溶液或硝酸铁溶液或氯化铁溶液或氯化钯溶液或硝酸钯溶液或氯铂酸钠溶液或氯铂酸溶液。