[實(shí)用新型]LED襯底結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420553900.4
• 申請(qǐng)日: 2014-09-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204289501U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬新剛;丁海生;李芳芳;李東昇;江忠永
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 杭州士蘭明芯科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L33/44
• 分類(lèi)號(hào): H01L33/44;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)向裝飾和照明共存的局面，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(mǎn)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。其中圖形化襯底技術(shù)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。

圖形化襯底技術(shù)是利用PSS圖形將從發(fā)光區(qū)射向襯底的光通過(guò)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(duì)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(guò)襯底。

相比正裝LED芯片，倒裝芯片可以解決散熱難的問(wèn)題，商業(yè)化的LED芯片大多生長(zhǎng)在藍(lán)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(guò)傳導(dǎo)散熱，而藍(lán)寶石襯底由于較厚，所以熱量難于導(dǎo)出，熱量聚集在芯片會(huì)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(wèn)題，電極擋光，會(huì)減少芯片的出光，電流擁擠會(huì)增加芯片的電壓，這些都會(huì)降低芯片的光效；解決封裝復(fù)雜的問(wèn)題，單個(gè)LED芯片的電壓為3V左右，因此需要變壓或者將將其串聯(lián)，這些都增加了封裝和應(yīng)用的難度，工藝難度加大，使整個(gè)芯片的可靠性變差。

有如此之多優(yōu)勢(shì)的倒裝結(jié)構(gòu)將成為未來(lái)能大幅提高LED發(fā)光亮度的最有前途的GaN基LED的結(jié)構(gòu)，然而倒裝結(jié)構(gòu)的LED芯片是在N面(也即反面)出光的，由于藍(lán)寶石的折射率低于氮化鎵的折射率，所以外延層射出來(lái)的光會(huì)在藍(lán)寶石和襯底界面上發(fā)生反射，導(dǎo)致較多的光不能出來(lái)，減少出光效率，為了解決這一問(wèn)題，有必要設(shè)計(jì)一種圖形化襯底，減少?gòu)耐庋訉由湎蛞r底的光的反射，增加其透射，提高出光效率。

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出光效率較低的問(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，所述襯底上形成有由透射材料形成的增透減反結(jié)構(gòu)，以增加光的透射減少光的反射，所述增透減反結(jié)構(gòu)的縱截面的上邊長(zhǎng)度大于等于下邊長(zhǎng)度。可選的，在所述的LED襯底結(jié)構(gòu)中，所述增透減反結(jié)構(gòu)的材料為氮化硅和氮氧化硅中的一種或多種。

可選的，在所述的LED襯底結(jié)構(gòu)中，所述增透減反結(jié)構(gòu)在所述襯底上呈周期性排布。

可選的，在所述的LED襯底結(jié)構(gòu)中，所述增透減反結(jié)構(gòu)的縱截面為倒梯形。

在本實(shí)用新型提供的LED襯底結(jié)構(gòu)中，通過(guò)增透減反結(jié)構(gòu)增加光的透射，從而能夠增加LED的出光效率。進(jìn)一步的，通過(guò)將增透減反結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)為縱截面為倒梯形，使得LED在提高發(fā)光亮度的同時(shí)，增加軸向發(fā)光亮度。此外，通過(guò)圖形互補(bǔ)原理，利用常規(guī)沉積、光刻、蝕刻設(shè)備將增透減反結(jié)構(gòu)制作在平襯底上，工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、適于大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的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的制作方法中襯底的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一的LED的制作方法中形成二氧化硅層后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例一的LED的制作方法中在二氧化硅層上形成光刻膠后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5a是本實(shí)用新型實(shí)施例一的LED的制作方法中形成光刻膠圖形掩膜層后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5b為圖5a所示的器件結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例一的LED的制作方法中形成二氧化硅圖形后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例一的LED的制作方法中形成透射材料層后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；