[發(fā)明專利]圖形襯底及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210546014.4
• 申請(qǐng)日: 2012-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN103022293A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許南發(fā);黃慧詩(shī)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇新廣聯(lián)科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/10
• 分類號(hào): H01L33/10;H01L33/22;H01L33/00
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所 32104
• 代理人: 曹祖良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種圖形襯底及其制備方法，屬于LED芯片結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

圖形化襯底（PSS，Patterned?Sapphire?Substrate），也就是在藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)干法刻蝕用掩膜，用標(biāo)準(zhǔn)的光刻工藝將掩膜刻出圖形，利用ICP（Inductively?Coupled?Plasma，即感應(yīng)耦合等離子體刻蝕）技術(shù)刻蝕藍(lán)寶石，并去掉掩膜，再在其上生長(zhǎng)GaN材料，使GaN材料的縱向外延變?yōu)闄M向外延。一方面可以有效減少GaN外延材料的位錯(cuò)密度，從而減小有源區(qū)的非輻射復(fù)合，減小反向漏電流，提高LED的壽命；另一方面有源區(qū)發(fā)出的光，經(jīng)GaN和藍(lán)寶石襯底界面多次散射，改變了全反射光的出射角，增加了倒裝LED的光從藍(lán)寶石襯底出射的幾率，從而提高了光的提取效率。綜合這兩方面的原因，使PSS上生長(zhǎng)的LED的出射光亮度比傳統(tǒng)的LED大大提高，同時(shí)反向漏電流減小，LED的壽命也得到了延長(zhǎng)。

隨著LED領(lǐng)域工藝技術(shù)的發(fā)展，以及整個(gè)LED行業(yè)的迅速壯大，對(duì)GaN基LED器件PSS襯底的研究也逐漸增多。如今各廠家紛紛采用PSS技術(shù)，以提高LED器件的光提取效率。現(xiàn)有的圖形化襯底雖然圖形種類較多，但基本上都是采用同一種材質(zhì)的單一層次圖形襯底。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種圖形襯底及其制備方法，增加了反射面，減少光在內(nèi)部的多次反射，可以有效地提高芯片的光提取效率。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述圖形襯底，包括基本襯底，在基本襯底的正面刻蝕形成以陣列形式排列的圖形凸起；其特征是：所述圖形凸起由多層凸起組成，每一層凸起的寬度自下而上遞減，上一層凸起的底部寬度與下一層凸起的頂部寬度相同；

在一個(gè)具體實(shí)施方式中，所述圖形凸起的最上一層凸起的形狀為多邊錐形、多邊柱形、多邊梯形或多邊方臺(tái)形。

在一個(gè)具體實(shí)施方式中，所述圖形凸起的最上一層凸起的形狀圓柱形、圓錐形、梯形圓臺(tái)、三角錐形、長(zhǎng)方體形、方柱形、三棱柱、梯形臺(tái)、五棱錐形、五邊柱形、五棱梯臺(tái)、六棱錐形、六棱柱形或六棱梯臺(tái)形。

在一個(gè)具體實(shí)施方式中，所述基本襯底為藍(lán)寶石襯底、碳化硅襯底或硅襯底。

在一個(gè)具體實(shí)施方式中，所述圖形凸起的材料與基本襯底的材料相同。

在一個(gè)具體實(shí)施方式中，所述圖形凸起最上一層凸起的材料與基本襯底的材料不同，圖形凸起最上一層以下的凸起材料與基本襯底的材料相同；所述圖形凸起最上一層凸起的材料為SiO₂、Si₃N₄、ZnO₂、Si或GaAs。

在一個(gè)具體實(shí)施方式中，相鄰兩個(gè)圖形凸起的頂部之間的距離為0.5~50μm，圖形凸起的底面直徑為0.1~50μm。

本發(fā)明所述圖形襯底的制備方法，其特征是，采用以下工藝步驟：

（1）提供具有正面和背面的基本襯底，基本襯底采用藍(lán)寶石襯底、碳化硅襯底或硅襯底；在基本襯底的上表面生成一層異質(zhì)襯底得到復(fù)合襯底，異質(zhì)襯底的厚度為0.5~2μm，異質(zhì)襯底的材料為SiO₂、Si₃N₄、ZnO₂、Si或GaAs；

（2）對(duì)復(fù)合襯底進(jìn)行清洗；

（3）在復(fù)合襯底的導(dǎo)質(zhì)襯底上表面涂光刻膠，涂膠厚度為0.5~4μm，進(jìn)行曝光顯影，露出需要刻蝕的區(qū)域；

（4）采用干法刻蝕和濕法刻蝕分別刻蝕一次，總的刻蝕深度為0.1~4μm，在基本襯底的正面刻蝕得到圖形凸起，圖形凸起以陣列形式排列在基本襯底的正面，圖形凸起由多層寬度自下而上依次遞減的凸起組成；相鄰兩個(gè)圖形凸起的頂部之間的距離為0.5~50μm，圖形凸起的底面直徑為0.1~50μm；

（5）將步驟（4）刻蝕后的復(fù)合襯底進(jìn)行清洗，清洗去剩余的光刻膠，得到所述的圖形襯底。

本發(fā)明所述圖形襯底的制備方法，其特征是，采用以下工藝步驟：

（1）提供具有正面和背面的基本襯底，基本襯底采用藍(lán)寶石襯底、碳化硅襯底或硅襯底；

（2）在基本襯底上表面涂光刻膠，涂膠厚度為0.5~4μm，進(jìn)行曝光顯影，露出需要刻蝕的區(qū)域；

（3）采用干法刻蝕和濕法刻蝕分別刻蝕一次，總的刻蝕深度為0.1~4μm，在基本襯底的正面刻蝕得到圖形凸起，圖形凸起以陣列形式排列在基本襯底的正面，圖形凸起由多層寬度自下而上依次遞減的凸起組成；相鄰兩個(gè)圖形凸起的頂部之間的距離為0.5~50μm，圖形凸起的底面直徑為0.1~50μm；