一种LED发光器件及其制备方法、辐照处理装置
阅读：926发布：2020-05-08
专利汇可以提供一种LED发光器件及其制备方法、辐照处理装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种LED发光器件及其制备方法、辐照处理装置，涉及 半导体 器件制备技术领域，包括在衬底上依次生长 外延 结构层并制备 电极 ，以形成LED芯片；采用辐照源对LED芯片进行辐照处理，辐照 能量 范围在0～50MeV之间，辐照剂量范围在0～200Mrad-Si；对辐照处理后的LED芯片进行封装，得到LED发光器件。通过在未对LED芯片进行整体封装的阶段，对LED芯片进行辐照处理，能够提高LED发光器件中P型 接触 层的载流子浓度，提高LED发光器件的空穴载流子注入效率并降低工作 电压 ，由于辐照能够打断局部化学键，化学势引起的 价带 变化能够使得有源区内非 辐射 复合中心数量减少，从而提高LED发光器件的辐射复合效率，进而使得采用这种方法制备的LED发光器件的 发光效率 得到提升。，下面是一种LED发光器件及其制备方法、辐照处理装置专利的具体信息内容。
1.一种LED发光器件的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
在衬底上依次生长外延结构层并制备电极，以形成LED芯片；
采用辐照源对所述LED芯片进行辐照处理，辐照能量范围在0～50MeV之间，辐照剂量范围在0～200Mrad-Si；
对辐照处理后的LED芯片进行封装，得到LED发光器件。
2.根据权利要求1所述的LED发光器件的制备方法，其特征在于，所述采用辐照源对所述LED芯片进行辐照处理还包括：辐照环境温度范围在-55℃～150℃之间，辐照环境气压小-5
于10 torr。
3.根据权利要求2所述的LED发光器件的制备方法，其特征在于，所述采用辐射源对所述LED芯片进行辐照处理之前，所述方法还包括：
对所述LED芯片进行前段封装。
4.根据权利要求3所述的LED发光器件的制备方法，其特征在于，所述对所述LED芯片进行前段封装包括：
将所述LED芯片固定在承载基底上并进行电极连接。
5.根据权利要求4所述的LED发光器件的制备方法，其特征在于，所述将所述LED芯片固定在承载基底上并进行电极连接包括：
通过固晶连接层将所述LED芯片固定在承载基底上；其中，所述承载基底包括晶圆衬底、导热基底、柔性基底以及复合材料基底的一种。
6.根据权利要求2所述的LED发光器件的制备方法，其特征在于，所述采用辐照源对所述LED芯片进行辐照处理之前，所述方法还包括：
在所述LED芯片与所述辐照源之间设置掩膜层。
7.根据权利要求1所述的LED发光器件的制备方法，其特征在于，所述采用辐照源对所述LED芯片进行辐照处理还包括：
所述辐照源为电子束、X射线、γ射线、硅离子、质子、中子、α粒子中的一种。
8.根据权利要求1所述的LED发光器件的制备方法，其特征在于，所述对辐照处理后的LED芯片进行封装包括：
在所述LED芯片出光侧设置增透膜，对所述LED芯片灌胶密封。
9.一种LED发光器件，其特征在于，采用如权利要求1～8任一项所述的制备方法制得。
10.一种辐照处理装置，用于对LED芯片进行辐照处理，其特征在于，所述辐照处理装置包括真空腔体，以及位于所述真空腔体内的辐照源，所述辐照源对所述LED芯片进行辐照改性，所述辐照源的辐照能量范围在0～50MeV之间，辐照剂量范围在0～200Mrad-Si。
一种LED发光器件及其制备方法、辐照处理装置
技术领域
背景技术
[0002] 衡量LED器件优劣的最重要的性能指标之一是LED器件的发光效率，发光效率可以进一步用外量子效率和电光转换效率来评估。LED器件的外量子效率主要受载流子注入效率、辐射复合效率以及光提取效率等因素影响，它的大小可以用于直接衡量器件将注入电子/空穴载流子转换为有效出射光子的能力。而LED器件的电光转换效率除了正比于器件的外量子效率，还与出射光子能量以及工作电压有关，它的大小用于衡量器件将电能转换为光能的效率。
[0003] 以GaN基LED器件为例，外量子效率在大电流注入下容易发生骤降(Efficiency Droop)问题，使LED器件电光转换性能下降,导致LED器件出现效率骤降的潜在因素包括器件量子阱有源区内缺陷相关的非辐射复合、俄歇复合、载流子解局域化、空穴注入效率限制或载流子泄漏等，对GaN基蓝光LED而言，外量子效率普遍在60％～80％，对绿光和紫外光LED而言，器件发光效率比蓝光LED更低，尤其是近紫外LED，外量子效率普遍在30％～50％，深紫外LED的外量子效率普遍在10％以下。
[0004] 当前，人们通常从降低LED器件的外延生长材料的质量、优化设计量子阱有源区、电子阻挡层和p型接触层、二次配光光学设计以及优化封装结构等方面进行改进以提高器件的发光效率。然而，现有方法对绿光和紫外光LED器件的发光效率提升存在较大的技术难度，而对蓝光LED器件的发光效率提升的效果也较差。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种LED发光器件及其制备方法、辐照处理装置，能够提高LED器件的空穴注入效率、降低工作电压和量子阱有源区非辐射复合，提高LED器件的发光效率。
[0006] 本发明的实施例是这样实现的：
[0007] 本发明实施例的一方面，提供一种LED发光器件的制备方法，包括：在衬底上依次生长外延结构层并制备电极，以形成 LED芯片；采用辐照源对LED芯片进行辐照处理，辐照能量范围在0～50MeV之间，辐照剂量范围在0～200Mrad-Si；对辐照处理后的LED芯片进行封装，得到LED发光器件。
[0008] 在本发明实施例的制备方法的一种实施方式中，可选的，采用辐照源对LED芯片进行辐照处理还包括：辐照环境温度范围在-55℃～150℃之间，辐照环境气压小于10-5torr。
[0009] 在本发明实施例的制备方法的一种实施方式中，可选的，采用辐照源对LED芯片进行辐照处理之前，制备方法还包括：对LED芯片进行前段封装。
[0010] 在本发明实施例的制备方法的一种实施方式中，可选的，对LED芯片进行前段封装包括：将LED芯片固定在承载基底上并进行电极连接。
[0011] 在本发明实施例的制备方法的一种实施方式中，可选的，将LED芯片固定在承载基底上并进行电极连接包括：通过固晶连接层将LED芯片固定在承载基底上；其中，承载基底包括晶圆衬底、导热基底、柔性基底以及复合材料基底的一种。
[0012] 在本发明实施例的制备方法的一种实施方式中，可选的，采用辐照源对LED芯片进行辐照处理之前，制备方法还包括：在LED芯片与辐照源之间设置掩膜层。
[0014] 在本发明实施例的制备方法的一种实施方式中，可选的，对辐照处理后的LED芯片进行封装包括：在LED芯片出光侧设置增透膜，对LED芯片灌胶密封。
[0015] 本发明实施例的另一方面，提供一种LED发光器件，采用前述任一项的制备方法制得。
[0016] 本发明实施例的再一方面，提供一种辐照处理装置，用于对LED芯片进行辐照处理，包括真空腔体，以及位于真空腔体内的辐照源，辐照源对LED芯片进行辐照改性，辐照源的辐照能量范围在0～50MeV之间，辐照剂量范围在0～200Mrad-Si。
[0017] 本发明实施例的有益效果包括：本发明实施例提供了一种 LED发光器件及其制备方法、辐照处理装置，制备方法，包括在衬底上依次生长外延结构层并制备电极，以形成LED芯片；采用辐照源对LED芯片进行辐照处理，辐照能量范围在 0～50MeV之间，辐照剂量范围在0～200Mrad-Si；对辐照处理后的LED芯片进行封装，得到LED发光器件。通过在形成LED 芯片且未对LED芯片进行整体封装的阶段，对LED芯片进行辐照处理，能够提高LED发光器件中P型接触层的载流子浓度，提高LED发光器件的空穴载流子注入效率并降低工作电压，由于辐照能够打断局部化学键，化学势引起的价带变化能够使得有源区内非辐射复合中心数量减少，从而提高LED发光器件的辐射复合效率，进而使得采用这种方法制备的LED发光器件的发光效率得到提升。
[0018] 本发明实施例提供的一种辐照处理装置，用于对LED芯片进行辐照处理，包括真空腔体，以及位于真空腔体内的辐照源，辐照源对LED芯片进行辐照改性，辐照源的辐照能量范围在 0～50MeV之间，辐照剂量范围在0～200Mrad-Si，LED芯片在辐照处理装置中进行辐照处理，真空腔体能够提供LED芯片在辐照处理过程中封闭的真空反应空间，而辐照源的具体设定提供了辐照改性的基本要求，保证了辐照处理对LED芯片的辐照改性效果，提高了LED发光器件的发光效率。附图说明
[0019] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0020] 图1为本发明实施例提供的一种LED发光器件的制备方法的流程图之一；
[0021] 图2为本发明实施例提供的一种LED芯片的结构示意图；
[0022] 图3为本发明实施例提供的一种辐照处理装置的结构示意图之一；
[0023] 图4为本发明实施例提供的蓝光LED外量子效率曲线变化图；
[0024] 图5为本发明实施例提供的一种辐照处理装置的结构示意图之二；
[0025] 图6为本发明实施例提供的一种LED发光器件的制备方法的流程图之二；
[0026] 图7为本发明实施例提供的一种LED发光器件的制备方法的流程图之三；
[0027] 图8为本发明实施例提供的一种LED芯片的前段封装结构图之一；
[0028] 图9为本发明实施例提供的一种LED发光器件的制备方法的流程图之四；
[0029] 图10为本发明实施例提供的一种LED芯片的前段封装结构图之二；
[0030] 图11为本发明实施例提供的一种LED发光器件的制备方法的流程图之五；
[0031] 图12为本发明实施例提供的一种辐照处理装置的结构示意图之三；
[0032] 图13为本发明实施例提供的一种LED发光器件的制备方法的流程图之六；
[0033] 图14为本发明实施例提供的一种倒装结构的LED发光器件的层级结构图；
[0034] 图15为本发明实施例提供的一种垂直结构的LED发光器件的层级结构图。
[0035] 图标：10-衬底；20-外延结构层；30-电极；40-辐照源；50- 真空腔体；60-承载基底；70-固晶连接层；80-掩膜层；100-LED 芯片；S1-0-蓝宝石图形化衬底层；S1-1-缓冲层；S1-2-非故意掺杂层；S1-3-n型电子漂移层；S1-4-多量子阱发光有源区；S1-5-p 型电子阻挡层；S1-6-p型空穴漂移层；S1-7-p型接触层；S1-8、 S1-9-电极。
具体实施方式
[0036] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0037] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0038] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0039] 术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0040] 在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或者是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0041] 通常LED发光器件的n型和p型材料存在显著的导电性不对称的问题，例如：n型GaN基材料掺杂容易实现，电子浓度可远大于1×1018cm-3，且迁移率可＞300cm2/V/s；而p型GaN 基材料缺乏合适的受主掺杂剂(通常用Mg)，空穴浓度很难做到1×1018cm-3以上，且迁移率通常＜10cm2/V/s。由于n区和p 区载流子显著的不平衡，就容易导致LED发光器件的载流子注入效率降低，p区较低的空穴载流子浓度和迁移率则导致LED 发光器件的工作电压较高，电光转换效率低下。
[0042] 此外，量子阱有源区非辐射复合中心容易俘获注入的载流子，并以非辐射复合的形式将电能转换为晶格振动热能或其它能量，而非辐射复合增多就导致辐射复合的效率降低，这也是导致器件发光效率下降的重要原因。
[0043] 实施例一：
[0044] 基于此，本发明实施例的一方面，提供一种LED发光器件的制备方法，如图1所示，包括：
[0045] S101、在衬底10上依次生长外延结构层20并制备电极30，以形成LED芯片100。
[0046] S102、采用辐照源40对LED芯片100进行辐照处理，辐照能量范围在0-50MeV之间，辐照剂量范围在0-200Mrad-Si。
[0047] S103、对辐照处理后的LED芯片100进行封装，得到LED 发光器件。
[0048] 本发明实施例提供的一种LED发光器件的制备方法，首先如图1所示，在衬底10上依次生长外延结构层20并制备电极 30，形成如图2所示的LED芯片100。
[0049] 其中，在衬底10上生长的外延结构层20不是单一层级结构，而指的是形成光电器件功能的结构及其附加的一些起缓冲等辅助作用的结构的整体，其中，形成光电器件功能的结构包括PN结或PIN结构。如图2所示，以在蓝宝石图形化衬底层 S1-0上设置的PIN结构为例，外延结构层20至少包括：在蓝宝石图形化衬底层S1-0上依次生长的缓冲层S1-1、非故意掺杂层 S1-2、n型电子漂移层S1-3、多量子阱发光有源区S1-4、p型电子阻挡层S1-5、p型空穴漂移层S1-6、p型接触层S1-7，并在生长外延结构层20后制备电极S1-8和电极S1-9，以形成LED芯片100。本领域技术人员应当知晓，电极S1-8和电极S1-9应当分别为正电极和负电极。
[0050] S102、采用辐照源40对LED芯片100进行辐照处理，辐照能量范围在0～50MeV之间，辐照剂量范围在0～200Mrad-Si。
[0051] 如图3所示，对生长制作形成的LED芯片100进行辐照处理，通过辐照源40朝向LED芯片100辐照，其中，设置辐照能量范围在0～50MeV之间，辐照剂量范围在0～200Mrad-Si。通过特定能量和剂量的辐照源40进行的辐照处理，一方面，能够对 LED芯片100中p型外延材料增加Mg-H络合物离化作用、提高空穴激活率，从而达到提高LED发光器件的空穴载流子注入效率的作用并降低LED发光器件的工作电压；另一方面，由于辐照能够打断局部化学键，基于化学势引起的价带变化有可能使得有源区内非辐射复合中心数量减少，从而提高器件的辐射复合效率。
[0052] 辐照源40的辐照能量和辐照剂量在本发明限定的范围内，可以根据具体LED芯片100的特性进行适应性的调节和设置。
[0053] 此外，本领域技术人员应当知晓，辐照的处理过程，应当在密闭且负压的环境下进行，密闭环境应当保持有适当的温度和湿度等，本发明实施例中，对于实现本方案的功能和效果而进行辐照所必须的条件因素进行了限定说明，未提及的因素采用常规辐照处理的条件即可。
[0054] S103、对辐照处理后的LED芯片100进行封装，得到LED 发光器件。
[0055] 辐照处理需要在LED芯片100封装前进行，这里的封装指的是，对LED芯片100进行密封等封装处理。
[0056] 示例的，以制备InGaN/GaN蓝光LED发光器件的LED芯片100为样本进行试验，经辐照剂量为100Mrad-Si的X射线辐照后，其中InGaN/GaN蓝光LED发光器件的外量子效率提高了约5％，如图4所示。
[0057] 又例如，取两组制备GaN/AlGaN近紫外光LED发光器件的LED芯片100为样本进行试验，同样采用辐照剂量为 100Mrad-Si的X射线辐照处理，辐照前后参数变化的数值对比见表1。
[0058] 表1辐照前后LED芯片100的参数变化对比表
[0059]
[0060] 由表1中两组样本分别的对比数据均可知，经过辐照后，近紫外光LED发光器件的外量子效率提高了2％左右，电光转换效率也提高了2％左右。
[0061] 通过适当条件的辐照改性带来了空穴注入效率和辐射复合效率提高、工作电压降低，快速且有效地提升了LED发光器件的外量子效率和电光转换效率，同时，不会破坏LED发光器件的结构完整性和可靠性，不会对LED发光器件的交付使用造成不良影响。有理由相信，在此基础上进一步优化辐照环境和辐照条件，LED发光器件的发光效率还具有进一步提升的空间。
[0062] 本发明实施例提供了一种LED发光器件的制备方法，包括在衬底10上依次生长外延结构层20并制备电极30，以形成LED 芯片100；采用辐照源40对LED芯片100进行辐照处理，辐照能量范围在0-50MeV之间，辐照剂量范围在0-200Mrad-Si；对辐照处理后的LED芯片100进行封装，得到LED发光器件。通过在形成LED芯片100且未对LED芯片100进行整体封装的阶段，对LED芯片100进行辐照处理，能够提高LED发光器件中 P型接触层S1-7的载流子浓度，提高LED发光器件的空穴载流子注入效率并降低工作电压，由于辐照能够打断局部化学键，化学势引起的价带变化能够使得有源区内非辐射复合中心数量减少，从而提高LED发光器件的辐射复合效率，进而使得采用这种方法制备的LED发光器件的发光效率得到提升。
[0063] 在本发明实施例的制备方法的一种实施方式中，可选的，如图5所示，S102、采用辐照源40对LED芯片100进行辐照处理还包括：
[0064] 辐照环境温度范围在-55℃～150℃之间，辐照环境气压小于 10-5torr。
[0065] 如图5所示，示例的，在辐照处理装置中对LED芯片100 进行辐照处理，其中，辐照源40和LED芯片100均位于辐照处理装置的真空腔体50内。对所述真空腔体50进行相关参数的设定，包括设定辐照环境温度在-55℃～150℃之间，辐照环境气压小于10-5torr。
[0066] 这样一来，在辐照处理装置内的辐照处理中，能够实现LED 芯片100的较好的辐照效果。要实现较好的辐照效果，辐照环境应当为真空环境，若辐照环境气压大于10-5torr，可能由于辐照环境的真空度较差，导致辐照物质漂移至装置以外，影响其他工艺步骤或器件。而辐照环境温度低于-55℃，可能由于温度过低，降低辐照的强度和效果，辐照环境温度若高于150℃，可能由于温度过高，使得受辐照的LED芯片100发生性能劣化甚至损伤或永久性破坏。
[0067] 在本发明实施例的制备方法的一种实施方式中，可选的，如图6所示，S102、对LED芯片100进行辐照处理之前，制备方法还包括：
[0068] S201、对LED芯片100进行前段封装。
[0069] 需要说明的是，这里所说的前段封装，是相对于步骤S103 中的封装而言的，也就是说，这里的前段封装不包括步骤S103 中对LED芯片100进行进一步的出光优化、密封处理等常规封装操作。
[0070] 本发明实施例的制备方法中，前段封装的设置目的是为了对辐照过程中的LED芯片100进行保护，以提高LED芯片100 的辐照改性效果，避免辐照不合理对LED芯片100造成性能的劣化或破坏。本发明实施例中，对于前段封装的具体方式不作限定，只要保证前段封装的上述目的即可。示例的，前段封装可以包括：以实现LED芯片100在辐照过程中进行稳固的固定以及散热为目的，对LED芯片100进行的预固定处理；以保证LED芯片100的电极30连接为目的，对LED芯片100进行的电气焊线处理；以及以提供对LED芯片100上部分区域进行保护避免受到辐照的局部遮挡处理等。
[0071] 在本发明实施例的制备方法的一种实施方式中，可选的，如图7所示，S201、对LED芯片100进行前段封装包括：
[0072] S2011、将LED芯片100固定在承载基底60上并进行电极 S1-8(S1-9)的连接。
[0073] 如图8所示，在进行辐照处理前，将LED芯片100固定在承载基底60上，以提高LED芯片100在辐照时的设置稳定性，以及，若承载基底60选用散热基板，如陶瓷导热基底，则在提高LED芯片100的设置稳定性的同时，还能够提高辐照过程中的散热效率。当然，承载基底60不限于散热基板，还可以为晶圆衬底、胶膜等。然后对固定于承载基底60上的LED芯片100 进行电极30连接，示例的，在承载基底60上通常设置有电极垫，对LED芯片100进行电极30连接包括在LED芯片100的电极S1-8(S1-9)与承载基底60上的电极垫之间进行电气焊线以连接电极S1-8(S1-9)。
[0074] 在本发明实施例的制备方法的一种实施方式中，可选的，如图9所示，S2011、将LED芯片100固定在承载基底60上并进行电极S1-8(S1-9)连接包括：
[0075] S2011＇、通过固晶连接层70将LED芯片100固定在承载基底60上；其中，承载基底60包括晶圆衬底、导热基底、柔性基底以及复合材料基底的一种。
[0076] 如图10所示，承载基底60与LED芯片100之间通过固晶连接层70连接固定。固晶连接层70具有较好的粘结性，能够保证承载基底60与LED芯片100之间稳定的粘接固定。
[0077] 其中，承载基底60包括晶圆衬底、导热基底、柔性基底以及复合材料基底的一种。当承载基底60为导热基底、柔性基底或复合基底的其中之一时，由于这些基底均为非外延衬底，通过固晶连接层70进行连接，能够使得非外延衬底通过固晶连接层70分别或者同时与n型欧姆接触电极或p型欧姆接触电极结合而实现与LED芯片100中外延结构的连接，可知，通常情况下，固晶连接层70应当选用导电性能好且连接稳定性好的材质进行制备。若承载基底60位晶圆衬底，示例的，可以为硅片、蓝宝石、碳化硅等。
[0078] 在本发明实施例的制备方法的一种实施方式中，可选的，如图11所示，S102、采用辐照源40对LED芯片100进行辐照处理之前，制备方法还包括：
[0079] S301、在LED芯片100与辐照源40之间设置掩膜层80。
[0080] 如图12所示，在辐照处理装置对LED芯片100进行辐照处理，在LED芯片100与辐照源40之间设置掩膜层80，通常情况下，掩膜层80为表面形成有图案化的镂空结构的板层，掩膜层80上的实体部分，在辐照过程中能够遮挡其投影下方的LED 芯片100的部分区域以避免暴露与辐照环境下，而掩膜层80上的镂空部分则能够使辐照正常通过并作用于其投影下方的LED 芯片100的对应区域，以达到辐照改性的作用。例如，LED芯片100上p型区域需要接受辐照以提高其发光效率，而LED芯片100上的其他区域不宜接受辐照，以免造成破坏性的不可逆改性，则通过设置掩膜层80，将掩膜层80上对应于LED芯片 100上p型区域的位置图案化设置为镂空结构，以使辐照正常通过并到达LED芯片100，而其他区域则通过掩膜层80上的实体遮挡进行保护，避免暴露与辐照下。
[0081] 需要说明的是，掩膜层80上的图案化结构需要根据具体 LED芯片100的设计需要进行设置，示例的，可以通过二氧化硅沉积或湿法刻蚀等进行构图工艺以形成图案化的掩膜层80，或者，也可以采用光刻的方式，直接形成图案化的掩膜层80，对于掩膜层80的制备方式，本发明实施例中不进行具体限定，本领域技术人员可以根据实际生产条件进行适应性选择。
[0082] 在本发明实施例的制备方法的一种实施方式中，可选的， S102、采用辐照源40对LED芯片100进行辐照处理还包括：
[0083] 辐照源40为电子束、X射线、γ射线、硅离子、质子、中子、α粒子中的一种。
[0084] 上述多种的辐照源40，可以优选对LED发光器件的材料能够产生较多电离效应、较弱的位移效应的射线或辐照粒子，例如X射线、γ射线、中低能电子束等。对于上述辐照源40的种类选取，本领域技术人员可以根据待进行辐照处理的LED芯片 100的芯片特点以及前段封装的具体方式进行适应性选择和优化。
[0085] 在本发明实施例的制备方法的一种实施方式中，可选的，如图13所示，S103、对辐照处理后的LED芯片100进行封装包括：
[0086] S1031、在LED芯片100出光侧设置增透膜，对LED芯片 100灌胶密封。
[0087] 在对LED芯片100进行辐照处理之后，需要进一步对LED 芯片100进行封装，以得到封装后的成品LED发光器件。其中，对LED芯片100的封装可以包括，在LED芯片100的出光侧设置增透膜，示例的，增透膜可以为环氧树脂透镜等，通过设置增透膜，能够一定程度上提高LED芯片100封装后形成的LED 发光器件的出光效率，从而对LED发光器件的发光效率的提升做出一定的贡献。而且，为了有效的避免外界环境中的空气、微粒、水汽等进入LED芯片100的内部结构中而对LED芯片 100的发光反应造成影响，对LED芯片100的封装通常还包括灌胶等密封处理步骤。在完成上述步骤的封装后，得到LED发光器件。
[0088] 本发明实施例的另一方面，提供一种LED发光器件，采用前述任一项的制备方法制得。
[0089] 本发明实施例提供的LED发光器件，在制备过程中，进行封装处理之前对LED芯片100进行了辐照处理，辐照源40的照射能够提高LED发光器件中P型接触层S1-7的载流子浓度，提高LED发光器件的空穴载流子注入效率并降低工作电压，由于辐照能够打断局部化学键，化学势引起的价带变化能够使得有源区内非辐射复合中心数量减少，从而提高LED发光器件的辐射复合效率，进而使得采用这种方法制备的LED发光器件的发光效率得到提升。
[0090] 在此基础上，还可以在辐照过程中增加前段封装的步骤，通过设置承载基底60，设置掩膜层80等方式，对LED芯片100 进行有效的保护，避免辐照过程中对LED芯片100中一些不需要辐照的区域或位置造成破坏性的不可逆改性。
[0091] 其中，辐照处理的工作原理、工作过程及处理方式在前述对于LED发光器件的制备方法部分已经进行了详细的说明，此处不再赘述。
[0092] 还需要说明的是，LED发光器件常用的结构形式包括正装结构、倒装结构和垂直结构，本发明实施例的LED发光器件的制备方法均能够适用。在前述对于LED发光器件的制备方法中，是以正装结构为例进行说明的，以下分别以倒装结构以及垂直结构进行举例说明。
[0093] 实施例二：倒装结构。
[0094] 本实施例中LED芯片100选用近紫外光LED，峰值发光波长为370nm，采用倒装结构，如图14所示。
[0095] 如图14，本实施例中LED芯片100包括衬底10及衬底10 上的外延结构层20，衬底10为平片蓝宝石衬底，外延结构层20包括沿外延生长方向依次设置的缓冲层S1-1、非故意掺杂层 S1-2、n型电子漂移层S1-3、多量子阱发光有源区S1-4、p型电子阻挡层S1-5、p型空穴漂移层S1-6、p型接触层S1-7、以及电极30(在图14中仅以层级结构示出，未依次标注)。如图14所示，本实施例中的LED芯片100已通过AuSn共晶键合工艺将电极30分别与非外延衬底相连。
[0096] 在本实施例中，对LED芯片100先进行的前段封装包括选用SMD支架作为承载基底60，选用AuSn合金作为固晶连接层 70，通过键合将承载基底60上的正负极分别与电极30相连，实现电气连接。辐照处理装置的真空腔体50内的辐照环境温度为50℃，辐照环境气压为
10-6torr。本实施例的辐照处理装置中不设置掩膜层80，以使整个LED芯片100接受辐照改性。辐照源40选用峰值为511keV的高能γ射线，辐照总剂量约为 150Mrad-Si。辐照后，破除真空取出LED芯片100，并对LED 芯片100加盖透镜并完成灌胶封装，得到辐照改性的近紫外光 LED器件，使其发光效率得以提升。
10-6torr。本实施例的辐照处理装置中不设置掩膜层80，以使整个LED芯片100接受辐照改性。辐照源40选用峰值为511keV的高能γ射线，辐照总剂量约为 150Mrad-Si。辐照后，破除真空取出LED芯片100，并对LED 芯片100加盖透镜并完成灌胶封装，得到辐照改性的近紫外光 LED器件，使其发光效率得以提升。
[0097] 实施例三：垂直结构。
[0098] 本实施例中LED芯片100为深紫外光LED，峰值发光波长约为280nm，采用垂直结构，如图15所示。
[0099] 如图15，本实施例中LED芯片100包括衬底10及衬底10 上的外延结构层20，衬底10为导电硅衬底，外延结构层20包括沿外延生长方向依次设置的缓冲层S1-1、非故意掺杂层S1-2、 n型电子漂移层S1-3、多量子阱发光有源区S1-4、p型电子阻挡层S1-5、p型空穴漂移层S1-6、p型接触层S1-7(在图15中仅以层级结构示出，未依次标注)，在P型接触层S1-7上设置p 型电极30，并在衬底10远离外延结构层20的一侧设置n型电极30，电极30位于LED芯片100的垂直两侧，以形成垂直结构。
[0100] 在本实施例中，对LED芯片100先进行的前段封装包括选用COB银支架作为承载基底60，选用导电银浆作为固晶连接层 70，分别通过固晶连接层70和打Au线将承载基底60上的电极垫与电极30相连，实现电气连接。辐照处理装置的真空腔体50 内的辐照环境温度为100℃，辐照环境气压为10-6torr。采用带图形的金属板作为掩膜层80，以使LED芯片100与掩膜层80 上镂空位置对应定的部分露出接受辐照改性，其它位置得以遮盖保护。辐照源40选用峰值为10MeV的高能电子射线，辐照总剂量约为150Mrad-Si。辐照后，破除真空取出LED芯片100，并对LED芯片100加盖高紫外透光石英玻璃、抽真空保护以及灌胶密封的封装步骤，保证样品的深紫外透光性和可靠性，从而得到辐照改性的深紫外光LED发光器件，其发光效率得以提升。
[0101] 本发明实施例的再一方面，提供一种辐照处理装置，用于对LED芯片100进行辐照处理，如图5所示，包括真空腔体50，以及位于真空腔体50内的辐照源40，辐照源40对LED芯片100 进行辐照改性，辐照源40的辐照能量范围在0～50MeV之间，辐照剂量范围在0～200Mrad-Si。
[0102] 在前述对于LED发光器件的制备方法的解释说明中，已经对于LED发光器件在封装前的LED芯片100，在辐照处理装置中进行辐照处理做了详细的解释说明，本发明实施例的辐照处理装置能够用于LED芯片100的辐照处理，其中对于真空腔体 50内的温度、湿度以及真空度等特征均可设置和检测，便于辐照时参数的设置，而且，对于位于真空腔体50内的辐照源40 的辐照能量和辐照剂量也可进行对应的设置。
[0103] 本发明实施例提供的一种辐照处理装置，用于对LED芯片 100进行辐照处理，包括真空腔体50，以及位于真空腔体50内的辐照源40，辐照源40对LED芯片100进行辐照改性，辐照源40的辐照能量范围在0～50MeV之间，辐照剂量范围在 0～200Mrad-Si，LED芯片100在辐照处理装置中进行辐照处理，真空腔体50能够提供LED芯片100在辐照处理过程中封闭的真空反应空间，而辐照源40的具体设定提供了辐照改性的基本要求，保证了辐照处理对LED芯片100的辐照改性效果，提高了 LED发光器件的发光效率。
[0104] 在本发明实施例的辐照处理装置的一种实施方式中，可选的，如图12所示，真空腔体50内还设置有掩膜层80，掩膜层 80位于辐照源40与LED芯片100之间。
[0105] 如图12所示，在辐照处理装置对LED芯片100进行辐照处理，在真空腔体50内还设置有掩膜层80，掩膜层80位于LED 芯片100与辐照源40之间，掩膜层80选用表面形成有图案化的镂空结构的板层，掩膜层80上的实体部分，在辐照过程中能够遮挡其投影下方的LED芯片100的部分区域以避免暴露与辐照环境下，而掩膜层80上的镂空部分则能够使辐照正常通过并作用于其投影下方的LED芯片100的对应区域，以达到辐照改性的作用。从而实现对LED芯片100上不需要进行辐照的区域进行遮挡保护。
[0106] 在前述对于LED发光器件的制备方法的解释说明中，已经对于辐照处理装置进行了详细的说明，此处不再赘述。
[0107] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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