[發明專利]LED襯底結構及其制作方法在審

申請號：	201410494545.2	申請日：	2014-09-24
公開（公告）號：	CN104269485A	公開（公告）日：	2015-01-07
發明（設計）人：	馬新剛;丁海生;李芳芳;李東昇;江忠永	申請（專利權）人：	杭州士蘭明芯科技有限公司
主分類號：	H01L33/44	分類號：	H01L33/44;H01L33/00
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
地址：	310018 浙江省杭州市杭***	國省代碼：	浙江;33
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摘要：
搜索關鍵詞：	led 襯底結構及其制作方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及半導體光電芯片制造技術領域，特別涉及一種LED襯底結構及其制作方法。

背景技術

隨著人們生活水平的提高，環保意識的增強，對家居環境、休閑和舒適度追求的不斷提高。燈具燈飾也逐漸由單純的照明功能轉向裝飾和照明共存的局面，具有照明和裝飾雙重優勢的固態冷光源LED取代傳統光源進入人們的日常生活成為必然之勢。

GaN基LED自從20世紀90年代初商業化以來，經過二十幾年的發展，其結構已趨于成熟和完善，已能夠滿足人們現階段對燈具裝飾的需求；但要完全取代傳統光源進入照明領域，發光亮度的提高卻是LED行業科研工作者永無止境的追求。在內量子效率(已接近100％)可提高的空間有限的前提下，LED行業的科研工作者把目光轉向了外量子效率，提出了可提高光提取率的多種技術方案和方法，例如圖形化襯底技術、側壁粗化技術、DBR技術、優化電極結構、在襯底或透明導電膜上制作二維光子晶體等。其中圖形化襯底技術最具成效，尤其是2010年以來，在政府各種政策的激勵和推動下，無論是錐狀結構的干法圖形化襯底技術還是金字塔形狀的濕法圖形化襯底技術都得到了飛速的發展，其工藝已經非常成熟，并于2012年完全取代了平襯底，成為LED芯片的主流襯底，使LED的晶體結構和發光亮度都得到了革命性的提高。

圖形化襯底技術是利用PSS圖形將從發光區射向襯底的光通過不同面反射回去，提高光的逸出概率，提高芯片的出光效率。但是，對于倒裝芯片而言，就不需要將光反射回去，而是需要盡可能多的光透射穿過襯底。

相比正裝LED芯片，倒裝芯片可以解決散熱難的問題，商業化的LED芯片大多生長在藍寶石襯底上，然后將其固定在封裝支架上，這樣的LED芯片主要通過傳導散熱，而藍寶石襯底由于較厚，所以熱量難于導出，熱量聚集在芯片會影響芯片可靠性，增加光衰和減少芯片壽命；解決光效低的問題，電極擋光，會減少芯片的出光，電流擁擠會增加芯片的電壓，這些都會降低芯片的光效；解決封裝復雜的問題，單個LED芯片的電壓為3V左右，因此需要變壓或者將將其串聯，這些都增加了封裝和應用的難度，工藝難度加大，使整個芯片的可靠性變差。

有如此之多優勢的倒裝結構將成為未來能大幅提高LED發光亮度的最有前途的GaN基LED的結構，然而倒裝結構的LED芯片是在N面(也即反面)出光的，由于藍寶石的折射率低于氮化鎵的折射率，所以外延層射出來的光會在藍寶石和襯底界面上發生反射，導致較多的光不能出來，減少出光效率，為了解決這一問題，有必要設計一種圖形化襯底，減少從外延層射向襯底的光的反射，增加其透射，提高出光效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種LED襯底結構及其制作方法，以解決現有的LED出光效率較低的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種LED襯底結構的制作方法，所述LED襯底結構的制作方法包括：

提供襯底；

在所述襯底上形成二氧化硅層；

刻蝕所述二氧化硅層，在所述襯底上形成呈周期性排布的多個二氧化硅圖形；

在每相鄰兩個二氧化硅圖形之間形成由透射材料形成的增透減反結構，以增加光的透射減少光的反射，所述增透減反結構的縱截面的上邊長度大于等于下邊長度；

去除多個二氧化硅圖形。

可選的，在所述的LED襯底結構的制作方法中，在每相鄰兩個二氧化硅圖形之間形成由透射材料形成的增透減反結構包括：

形成由透射材料形成的透射材料層，所述透射材料層覆蓋多個二氧化硅圖形及每相鄰兩個二氧化硅圖形之間的襯底；

在所述透射材料層表面形成一層光刻膠；

刻蝕所述光刻膠，直至部分透射材料層露出；