[發明專利]LED圖形化襯底及其制備方法

有效

• 申請號: 202010061564.1
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111244239B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 徐平;胡耀武;王杰;龔彬彬
• 申請（專利權）人: 湘能華磊光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/22
• 分類號: H01L33/22;H01L33/32;H01L33/00
• 代理公司: 北京晟睿智杰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11603
• 代理人: 于淼

本發明公開了一種LED圖形化襯底及其制備方法，涉及半導體領域，制備方法包括：提供藍寶石襯底；對藍寶石襯底進行常規處理后，將其置入電子束真空鍍膜反應腔內蒸鍍Al單質薄膜；對蒸鍍有Al單質薄膜的藍寶石襯底進行干法刻蝕，在Al單質薄膜的表面形成多個V形坑；將形成了多個V形坑的藍寶石襯底置入等離子體增強化學氣相沉積反應腔，在Al單質薄膜遠離藍寶石襯底的一側沉積SiO₂薄膜；對SiO₂薄膜進行干法刻蝕，形成多個弧形結構；通過金屬有機化合物化學氣相沉淀法，在SiO₂薄膜遠離藍寶石襯底的一側繼續生長氮化鎵基外延層，獲得完全結構的外延片。上述制備方法能夠有效提高LED芯片的發光效率及發光強度，從而提升其亮度。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，更具體地，涉及一種LED圖形化襯底及其制備方法。

背景技術

LED(Light Emitting Diode，發光二極管)是一種半導體發光器件，主要由P型半導體和N型半導體兩部分組成；其中，N型區具有很多高遷移率的電子，P型區有很多具有低遷移率的空穴，P型半導體和N型半導體之間的過渡層，稱為PN結；當向LED施加正向電壓時，電子可以和空穴發生復合并釋放出光子。

目前，藍寶石襯底是LED芯片中使用最為廣泛的襯底材料，而藍寶石襯底圖形化技術是提高LED芯片發光效率的重要手段。因此，為了增加LED芯片的競爭力，如何在現有技術的基礎上，通過藍寶石襯底圖形化技術提升芯片亮度成為了亟待解決的問題。

發明內容

本發明提供了一種LED圖形化襯底及其制備方法，能夠有效提高LED芯片的發光效率及發光強度，從而提升其亮度。

第一方面，本申請提供一種LED圖形化襯底的制備方法，所述方法包括：

提供藍寶石襯底；

對所述藍寶石襯底進行常規處理后，將所述藍寶石襯底置入電子束真空鍍膜反應腔內，在所述藍寶石襯底的表面蒸鍍Al單質薄膜；

對蒸鍍有Al單質薄膜的藍寶石襯底進行干法刻蝕，在所述Al單質薄膜的表面形成多個V形坑；所述V形坑沿垂直于所述藍寶石襯底所在平面的方向朝向所述藍寶石襯底凹陷，且沿垂直于所述藍寶石襯底所在平面的方向，所述V形坑的高度小于所述Al單質薄膜的厚度；

將形成了多個V形坑的所述藍寶石襯底置入等離子體增強化學氣相沉積反應腔，在所述Al單質薄膜遠離所述藍寶石襯底的一側沉積SiO₂薄膜；其中，位于所述Al單質薄膜遠離所述藍寶石襯底的一側的SiO₂薄膜填充于所述多個V形坑內，并覆蓋在所述Al單質薄膜遠離所述藍寶石襯底的一側的表面；

對所述SiO₂薄膜進行干法刻蝕，形成多個弧形結構；其中，每個所述弧形結構在所述藍寶石襯底上的正投影，覆蓋預設數量個所述V形坑在所述藍寶石襯底上的正投影；所述弧形結構、與所述弧形結構對應的Al單質薄膜及藍寶石襯底共同形成第一結構體；

通過金屬有機化合物化學氣相沉淀法，在所述SiO₂薄膜遠離所述藍寶石襯底的一側繼續生長氮化鎵基外延層，獲得完全結構的外延片。

可選地，所述對所述藍寶石襯底進行常規處理的步驟，包括：

在620℃-650℃的氫氣氣氛下，通入100-130L/min的氫氣，保持反應腔壓力100-300mbar，處理藍寶石襯底5-10min。

可選地，沿垂直于所述藍寶石襯底所在平面的方向，所述Al單質薄膜的厚度為200-300nm。

可選地，沿垂直于所述藍寶石襯底所在平面的方向，每個所述V形坑的高為80-100nm，底面直徑為100-120nm，相鄰兩個V形坑的底面邊緣相距第一間隔，所述第一間隔為20-30nm。