[發明專利]發光二極管芯片的襯底及其制造方法有效

申請號：	201410433943.3	申請日：	2014-08-29
公開（公告）號：	CN105374907B	公開（公告）日：	2018-08-14
發明（設計）人：	彭建忠;洪梓健	申請（專利權）人：	展晶科技（深圳）有限公司;榮創能源科技股份有限公司
主分類號：	H01L33/00	分類號：	H01L33/00;H01L33/22
代理公司：	深圳市賽恩倍吉知識產權代理有限公司 44334	代理人：	謝志為
地址：	518109 廣東省深圳市寶***	國省代碼：	廣東;44
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摘要：
搜索關鍵詞：	發光二極管芯片襯底及其制造方法
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【說明書】：

本發明提供一種發光二極管芯片的襯底的制備方法，包括：提供一襯底；在所述襯底上覆蓋一緩沖層，并在緩沖層上覆蓋一金屬薄膜；將承載緩沖層和金屬薄膜的襯底高溫回火使得金屬薄膜形成相互間隔納米級金屬顆粒；以金屬顆粒為掩膜向下蝕刻緩沖層形成納米柱；去除納米柱頂端的金屬顆粒；在襯底上設置圖案化的光阻層并進行曝光顯影在襯底表面形成若干相互間隔的離散光阻柱；以及對襯底及光阻柱進行蝕刻，在襯底表面形成微米微結構并于微米微結構和襯底的表面進一步形成納米微結構。本發明還提供一種發光二極管芯片的襯底的結構。

技術領域

本發明涉及半導體芯片領域，尤其涉及一種發光二極管芯片的襯底及其制造方法。

背景技術

發光二極管具有體積小、效率高和壽命長等優點，在交通指示、戶外全色顯示等領域有著廣泛的應用。尤其是利用大功率發光二極管可以實現半導體固態照明，引起人類照明史的革命，從而逐漸成為目前電子學領域的研究熱點。為了獲得高亮度的LED，關鍵要提高器件的內量子效率和外量子效率。目前，芯片光提取效率是限制器件外量子效率的主要因素，其主要原因是外延材料、襯底材料以及空氣之間的折射率差別較大，導致有源區產生的光在不同折射率材料界面發生全反射而不能導出芯片。

目前已經提出了幾種提高芯片光提取效率的方法，主要包括：改變芯片的幾何外形，減少光在芯片內部的傳播路程，降低光的吸收損耗，如采用倒金字塔結構；控制和改變自發輻射，通常采用諧振腔或光子晶體等結構；采用表面粗糙方法，使光在粗糙的半導體和空氣界面發生漫射，增加其投射的機會等。由于發光二極管芯片的襯底對芯片的發光效率有很大的影響，為減少發光二極管芯片的界面反射及內部吸收，可制備具有凸形微結構的發光二極管芯片襯底，該微結構還可有效改善外延生長的缺陷。然而，現有技術中，微結構的尺寸大都停留在微米級，少有納米級微結構出現。原因是常用的納米微結構的制造方法例如納米壓印和納米級的曝光顯影的設備成本均較高，使得制造成本較高，不易被廣泛的運用。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種制作簡便、成本較低的發光二極管芯片的襯底的制造方法及具有納米微結構的襯底。

一種發光二極管芯片的襯底的制備方法，包括：

提供一襯底；

在所述襯底上覆蓋一緩沖層，并在緩沖層上覆蓋一金屬薄膜；

將承載緩沖層和金屬薄膜的襯底高溫回火使得金屬薄膜形成相互間隔納米級金屬顆粒；

以金屬顆粒為掩膜向下蝕刻緩沖層形成納米柱；

去除納米柱頂端的金屬顆粒；

在襯底上設置圖案化的光阻層并進行曝光顯影在襯底表面形成若干相互間隔的離散光阻柱；以及

對襯底及光阻柱進行蝕刻，在襯底表面形成微米微結構并于微米微結構和襯底的表面進一步形成納米微結構。

一種發光二極管芯片的襯底，其包括第一表面和相對的第二表面，該第一表面上形成有微米微結構，所述微米微結構表面形成有納米微結構。

本發明實施方式提供的發光二極管芯片的襯底的制備方法由于預先在襯底上設置的金屬薄膜能夠形成納米級金屬顆粒，因此本方法省去了為了蝕刻形成納米級的微結構所帶來的各種制程上的不便以及高昂的設備費用，是一種簡單高效的、適合批量生產具有微結構襯底的方法。