[實用新型]用于LED芯片的襯底

有效

• 申請號: 201220408508.1
• 申請日: 2012-08-16
• 公開（公告）號: CN202712248U
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 丁海生;李東昇;馬新剛;江忠永;張昊翔;王洋;李超
• 申請（專利權）人: 杭州士蘭明芯科技有限公司
• 主分類號: H01L33/10
• 分類號: H01L33/10;H01L33/20;H01L33/22;B82Y20/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本實用新型涉及發光二級管(LED)制造領域，特別是涉及一種用于LED芯片的襯底。

背景技術

現有技術中的LED工藝是在平坦的襯底上生長N型氮化鎵、量子阱、P型氮化鎵等層疊外延結構，然后在所述層疊外延結構上形成透明導電膜并開孔，接著制作P、N電極，最后制備鈍化保護層結構。但當LED發展到向景觀照明和通用照明進軍的現階段，LED的發光亮度遇到了更高的挑戰，在內量子效率可提高的空間有限的情況下，平坦的襯底已經不能滿足需要，所以為了進一步提高LED的發光亮度，LED行業的科研工作者引入了圖形化襯底。所謂圖形化襯底就是通過濕法高溫腐蝕或干法刻蝕的辦法在襯底上形成類似半球形、圓臺形、圓錐形、三角錐形、多棱錐形、柱形或不規則圖形等微米結構，這些微米結構對量子阱發出的光波具有散射和漫反射作用，能夠在一定程度上提高光的提取率。但這類微米結構設計的理論基礎都是幾何光學中的折射、反射理論或散射理論，對波動光學及衍射理論考慮較少，很難應對將來LED需要更高級發光亮度的挑戰。

因此，如何更大限度地提高LED的發光亮度，已成為本領域技術人員需要解決的問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于，提供一種用于LED芯片的襯底，以解決現有的襯底不能控制反射光相位分布等問題，提高了LED芯片的出光量，提高了LED芯片的亮度。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種用于LED芯片的襯底，包括：

主體，所述主體上設置有若干分區；

每一所述分區上均具有用于控制反射光相位分布的三維納米階梯結構，所述三維納米階梯結構具有若干不同深度的階梯。

進一步的，所述三維納米階梯結構具有N級階梯，其中N＝2^M，M為正整數。

進一步的，所述三維納米階梯結構中的第Z級階梯的深度d_Z為1≤Z≤N，Z為正整數，λ為波長。

進一步的，所述三維納米階梯結構階梯的階梯臺面的最小單元形狀為正方形、三角形、長方形、正六邊形或平行四邊形，所述最小單元的邊長為10nm～500nm。

進一步的，相鄰所述分區之間具有走道。

進一步的，所述分區的形狀為正方形、三角形、長方形、六邊形或平行四邊形。

進一步的，所述襯底的材料為藍寶石、碳化硅或硅中的一種。

與現有技術相比，本實用新型提供的用于LED芯片的襯底具有以下優點：

1、本實用新型提供一種用于LED芯片的襯底，該用于LED芯片的襯底的每一分區上均具有控制反射光相位分布的三維納米階梯結構，與現有的圖形化襯底相比，本實用新型所提供的分區上的圖案不是簡單重復排列的圖案結構，而是在各位置處具有不同深度的階梯的三維納米階梯結構，該三維納米階梯結構對量子阱發光層發出的發射光的光波不止具有單純的散射和漫反射作用，還具有衍射作用。當光傳播到三維納米階梯結構時，該三維納米階梯結構能夠通過衍射作用有目的地改變反射光的相位分布，使經該三維納米階梯結構反射光的發射角小于LED芯片的全反射角，使反射光能全部從LED芯片的出光面上逃逸出來，增加LED芯片的出光率；同時該三維納米階梯結構可以控制LED芯片出光的發散角度，提高其軸向發光亮度。

2、本實用新型提供一種用于LED芯片的襯底，該用于LED芯片的襯底的每一分區上均具有控制反射光相位分布的三維納米階梯結構，不同分區的三維納米階梯結構相同，相鄰分區之間具有走道，該走道在生長外延層之前形成，能夠很好地降低外延層與襯底之間的各種應力。

3、本實用新型提供一種用于LED芯片的襯底，該用于LED芯片的襯底可適用于任何尺寸的LED芯片制造，并且制備技術方法多，可根據具體需要靈活選擇。

附圖說明

圖1為本實用新型一實施例的用于LED芯片的襯底制備方法的流程圖；

圖2為本實用新型一實施例的經過光束整形器件后光在自由空間的傳播示意圖；

圖3為本實用新型一實施例的傅立葉變換迭代算法基本流程圖；

圖4為本實用新型一實施例的搜索極值優化算法基本流程圖；

圖5為本實用新型一實施例的三維納米階梯結構的示意圖；

圖6為本實用新型一實施例的用于LED芯片的襯底的示意圖。

具體實施方式