[發明專利]可調節LED發光角度的圖形襯底及其制備方法

有效

• 申請號: 201310218789.3
• 申請日: 2013-06-04
• 公開（公告）號: CN103325906A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 許南發;李睿;黃慧詩
• 申請（專利權）人: 江蘇新廣聯科技股份有限公司
• 主分類號: H01L33/16
• 分類號: H01L33/16;H01L33/22;H01L33/00
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 曹祖良

技術領域

本發明涉及一種圖形襯底及其制備方法，尤其是一種可調節LED發光角度的圖形襯底及其制備方法，屬于圖形襯底的技術領域。

背景技術

對于制作LED（Light-Emitting?Diode）芯片來說，襯底材料的選用是首要考慮的問題。應該采用哪種合適的襯底，需要根據設備和LED器件的要求進行選擇。目前市面上一般有三種材料可以作為襯底：藍寶石、Si及SiC。通常，GaN基材料和器件的外延層主要生長在藍寶石襯底上。藍寶石襯底有許多的優點：首先，藍寶石襯底的生產技術成熟、器件質量較好；其次，藍寶石的穩定性好，能夠運用在高溫生長過程中；最后，藍寶石的機械強度高，易于處理和清洗。因此，大多數工藝一般都以藍寶石作為襯底。使用藍寶石作為襯底也存在一些問題，例如晶格失配和熱應力失配，這回在外延層中產生大量缺陷，同時給后續器件加工工藝造成困難。

正裝芯片出光區域主要在芯片正面及側壁，而芯片尺寸不同，其正面和側壁出光所占的比例也不一樣。芯片尺寸越大，正向出光所占的比例越大，反之側壁出光比例越大。目前藍寶石襯底若只進行簡單的一次干法刻蝕或者濕法腐蝕，其圖形結構比較單一。芯片亮度隨圖形襯底的高度增加而增加，發光角也是隨圖形襯底的高度增加而減小；但是現有的圖形襯底均難以滿足形成LED發光角度調節的要求，且加工成本高，亮度差異大，難以滿足批量生產的要求。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種可調節LED發光角度的圖形襯底及其制備方法，其圖形結構簡單緊湊，加工操作方便，加工成本低，適應范圍廣，能滿足不同LED發光角度的要求，安全可靠。

按照本發明提供的技術方案，所述可調節LED發光角度的圖形襯底，包括襯底本體；所述襯底本體上設有若干圖形凸起，所述圖形凸起包括第一晶面體及與所述第一晶面體晶面不同的第二晶面體，所述第二晶面體位于第一晶面體上。

所述圖形凸起中第二晶面體的高度為H1，第一晶面體與第二晶面體的總高度為H2；所述高度H1與高度H2的比值范圍為0.1~10；高度H1與高度H2的高度之和為0.1~5μm。

所述襯底本體的材料包括藍寶石。所述圖形凸起在襯底本體上呈陣列排布。

一種可調節LED發光角度的圖形襯底的制備方法，其特征是，所述圖形襯底的制備方法包括如下步驟：

a、提供襯底本體，并在所述襯底本體上設置掩膜層；

b、選擇性地掩蔽和刻蝕所述掩膜層，以在所述掩膜層上得到所需的第二刻蝕窗口，所述第二刻蝕窗口貫通掩膜層；

c、利用第二刻蝕窗口及掩膜層對襯底本體進行濕法腐蝕，以在襯底本體上得到第二晶面體；濕法腐蝕時利用第一腐蝕溶液，所述第一濕法腐蝕液為濃H₂SO₄與濃H₃PO₄的混合溶液，其中，濃H₂SO₄與濃H₃PO₄的體積配比范圍為1:10~10:1，第一腐蝕溶液的溫度為260~330℃；

d、去除襯底本體上的掩膜層；

e、對上述襯底本體進行再次濕法腐蝕，以在襯底本體上得到第一晶面體，所述第一晶面體位于第二晶面體的下方，第一晶面體與第二晶面體共同形成圖形凸起；其中，濕法腐蝕時利用第二腐蝕溶液，所述第二濕法腐蝕液為濃H₂SO₄與濃H₃PO₄的混合溶液，濃H₂SO₄與濃H₃PO₄的體積配比范圍為1:10~10:1，混合溶液的溫度范圍為260~330℃；且第二腐蝕溶液中濃H₂SO₄與濃H₃PO₄的體積配比與第一腐蝕溶液中濃H₂SO₄與濃H₃PO₄的體積配比不同。

所述掩膜層為二氧化硅層，掩膜層的厚度為100à~5000à。

所述步驟b中，包括如下步驟：

b1、在掩膜層上涂覆光刻膠，并對所述光刻膠進行曝光顯影，以在光刻膠上得到第一刻蝕窗口；

b2、利用光刻膠及第一刻蝕窗口對掩膜層進行刻蝕，在掩膜層上得到第二刻蝕窗口，所述第二刻蝕窗口與第一刻蝕窗口相對應分布，且第一刻蝕窗口與第二刻蝕窗口相連通。