[實(shí)用新型]LED襯底結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420553876.4
• 申請(qǐng)日: 2014-09-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204271121U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁海生;馬新剛;李東昇;李芳芳;江忠永
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州士蘭明芯科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/22
• 分類號(hào): H01L33/22;H01L33/10;H01L33/00
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體光電芯片制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種LED襯底結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著人們生活水平的提高，環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)家居環(huán)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(zhuǎn)向照明和裝飾共存的局面，具有照明和裝飾雙重優(yōu)勢(shì)的固態(tài)冷光源LED取代傳統(tǒng)光源進(jìn)入人們的日常生活成為必然之勢(shì)。

GaN基LED自從20世紀(jì)90年代初商業(yè)化以來(lái)，經(jīng)過(guò)二十幾年的發(fā)展，其結(jié)構(gòu)已趨于成熟和完善，已能夠滿足人們現(xiàn)階段對(duì)燈具裝飾的需求；但要完全取代傳統(tǒng)光源進(jìn)入照明領(lǐng)域，發(fā)光亮度的提高卻是LED行業(yè)科研工作者永無(wú)止境的追求。

在內(nèi)量子效率(已接近100％)可提高的空間有限的前提下，LED行業(yè)的科研工作者把目光轉(zhuǎn)向了外量子效率，提出了可提高光提取率的多種技術(shù)方案和方法，例如圖形化襯底技術(shù)、側(cè)壁粗化技術(shù)、DBR技術(shù)、優(yōu)化電極結(jié)構(gòu)、在襯底或透明導(dǎo)電膜上制作二維光子晶體等。其中圖形化襯底最具成效，尤其是2010年以來(lái)，在政府各種政策的激勵(lì)和推動(dòng)下，無(wú)論是錐狀結(jié)構(gòu)的干法圖形化襯底技術(shù)還是金字塔形狀的濕法圖形化襯底技術(shù)都得到了飛速的發(fā)展，其工藝已經(jīng)非常成熟，并于2012年完全取代了平襯底，成為L(zhǎng)ED芯片的主流襯底，使LED的晶體結(jié)構(gòu)和發(fā)光亮度都得到了革命性的提高。

當(dāng)然，減薄后，在LED襯底的背面蒸鍍DBR的技術(shù)也能在一定程度上提高LED的發(fā)光亮度。然而，減薄后，LED晶片已經(jīng)很薄(只有80um左右)，非常容易裂片，且一旦出現(xiàn)異常都不易于做返工處理，只能報(bào)廢，所以DBR工藝的成本遠(yuǎn)不止材料和加工成本，更多的則是隱形成本。所以現(xiàn)階段LED代替?zhèn)?統(tǒng)照明光源，進(jìn)入照明領(lǐng)域，進(jìn)入尋常百姓家，所遇到的問(wèn)題不是亮度達(dá)不到的問(wèn)題，而是物美價(jià)不廉的問(wèn)題，而這種問(wèn)題一般都是結(jié)構(gòu)不夠合理、工藝技術(shù)不夠優(yōu)化，造成制造成本不夠科學(xué)所導(dǎo)致的。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種LED襯底結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有的LED或者發(fā)光亮度不夠，或者制作過(guò)程中容易裂片，成本較高的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種LED襯底結(jié)構(gòu)，所述LED襯底結(jié)構(gòu)包括：襯底，所述襯底第一表面上形成有周期性陣列排布的凸形結(jié)構(gòu)或者周期性陣列排布的凹形結(jié)構(gòu)，所述凸形結(jié)構(gòu)的外壁和凸形結(jié)構(gòu)之間的襯底第一表面上形成有DBR膜系，其中，所述凸形結(jié)構(gòu)的頂壁和凸形結(jié)構(gòu)之間的襯底第一表面上的DBR膜系設(shè)有納米窗口陣列，所述納米窗口陣列露出部分凸形結(jié)構(gòu)的頂壁和凸形結(jié)構(gòu)之間的襯底第一表面；或者所述凹形結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁和凹形結(jié)構(gòu)之間的襯底第一表面上形成有DBR膜系，其中，所述凹形結(jié)構(gòu)的底壁和凹形結(jié)構(gòu)之間的襯底第一表面上的DBR膜系設(shè)有納米窗口陣列，所述納米窗口陣列露出部分凹形結(jié)構(gòu)的底壁和凹形結(jié)構(gòu)之間的襯底第一表面。

可選的，在所述的LED襯底結(jié)構(gòu)中，所述納米窗口陣列露出的部分凸形結(jié)構(gòu)的頂壁和凸形結(jié)構(gòu)之間的襯底第一表面便于連接GaN層；或者所述納米窗口陣列露出的部分凹形結(jié)構(gòu)的底壁和凹形結(jié)構(gòu)之間的襯底第一表面便于連接GaN層。

可選的，在所述的LED襯底結(jié)構(gòu)中，所述凸形結(jié)構(gòu)的剖面形狀為梯形；所述凹形結(jié)構(gòu)的剖面形狀為梯形。

可選的，在所述的LED襯底結(jié)構(gòu)中，所述凸形結(jié)構(gòu)的俯視形狀為圓形、橢圓形或者多邊形；所述凹形結(jié)構(gòu)的俯視形狀為圓形、橢圓形或者多邊形。

可選的，在所述的LED襯底結(jié)構(gòu)中，所述DBR膜系由SiO、SiO₂、TiO₂或者Ti₃O₅中的至少兩種材料層疊形成。

可選的，在所述的LED襯底結(jié)構(gòu)中，每種材料按照λ/4n厚度交替生長(zhǎng)，所述DBR膜系的生長(zhǎng)周期為3個(gè)-20個(gè)。

可選的，在所述的LED襯底結(jié)構(gòu)中，所述襯底為藍(lán)寶石襯底。

在本實(shí)用新型提供的LED襯底結(jié)構(gòu)中，首先，將圖形化襯底技術(shù)和DBR技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，能夠更有效地提高LED的發(fā)光效率和發(fā)光亮度；其次，凸形結(jié)構(gòu)或者凹形結(jié)構(gòu)和DBR膜系位于襯底的同一表面上，且都是在襯底減薄前完成，非常便于加工和后續(xù)清洗處理，這無(wú)疑降低了LED加工過(guò)程中的隱形成本；總之，本實(shí)用新型所提供的LED襯底結(jié)構(gòu)能夠更有效地提高LED的發(fā)光效率和發(fā)光亮度，能夠加快LED進(jìn)入高端照明領(lǐng)域和尋常百姓家的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，符合LED的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一的LED襯底結(jié)構(gòu)的制作方法的流程示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一的LED襯底結(jié)構(gòu)的制作方法中襯底的剖面示意圖；