[發(fā)明專利]一種外延生長(zhǎng)襯底、半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110563851.7
• 申請(qǐng)日: 2021-05-24
• 公開（公告）號(hào): CN113328019B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林志偉;陳凱軒;蔡建九;卓祥景
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門乾照光電股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/20
• 分類號(hào): H01L33/20;H01L33/22;H01L33/44;H01L33/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供了一種外延生長(zhǎng)襯底、半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)及其制作方法，通過(guò)設(shè)置：具有若干個(gè)凸臺(tái)的圖形化襯底以及形成于所述圖形化襯底表面的保護(hù)層；相鄰的所述凸臺(tái)之間具有間隙，且所述保護(hù)層填充所述間隙并覆蓋各所述凸臺(tái)的頂面；所述保護(hù)層用于保護(hù)所述生長(zhǎng)襯底的圖形在外延生長(zhǎng)前不被破壞。進(jìn)一步地，所述凸臺(tái)的垂直高度大于所述凸臺(tái)的底面寬度，使所述外延生長(zhǎng)襯底形成大高寬比的圖形，實(shí)現(xiàn)大出光角度；并通過(guò)小底寬設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)高密度的圖形進(jìn)而提高發(fā)光效率。同時(shí)，通過(guò)設(shè)置保護(hù)層，有利于實(shí)現(xiàn)圖形化襯底的可靠性及穩(wěn)定性，減少大高寬比的圖形在外延生長(zhǎng)前被外力破壞。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)光二極管領(lǐng)域，尤其涉及一種外延生長(zhǎng)襯底、半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)及其制作方法。

背景技術(shù)

隨著發(fā)光二極管的快速發(fā)展，LED的應(yīng)用日新月異，特別是LED在顯示技術(shù)的發(fā)展。隨著LED顯示屏的分辨率越做越高，LED芯片的尺寸越來(lái)越小。LED芯片的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)是小尺寸、高光效、大發(fā)光角度。目前常規(guī)芯片都采用正面及背面加反射鏡，采用側(cè)面出光多點(diǎn)的技術(shù)。

然而，正面及背面的芯片電極結(jié)構(gòu)，雖然發(fā)光角度好，但工藝成本高，且在小尺寸LED芯片下，亮度下降，影響芯片的小型化發(fā)展。

有鑒于此，本發(fā)明人專門設(shè)計(jì)了一種外延生長(zhǎng)襯底、半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)及其制作方法，本案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種外延生長(zhǎng)襯底、半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)及其制作方法，以解決小尺寸LED芯片發(fā)光亮度低的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種外延生長(zhǎng)襯底，包括：具有若干個(gè)凸臺(tái)的圖形化襯底以及形成于所述圖形化襯底表面的保護(hù)層；相鄰的所述凸臺(tái)之間具有間隙，且所述保護(hù)層填充所述間隙并覆蓋各所述凸臺(tái)的頂面；所述保護(hù)層用于保護(hù)所述生長(zhǎng)襯底的圖形在外延生長(zhǎng)前不被破壞。

優(yōu)選地，所述凸臺(tái)的垂直高度大于所述凸臺(tái)的底面寬度。

優(yōu)選地，所述凸臺(tái)的垂直高度與所述凸臺(tái)的底面寬度比大于等于3。

優(yōu)選地，所述凸臺(tái)在所述圖形化襯底上的分布密度大于1000個(gè)/㎜²。

優(yōu)選地，所述保護(hù)層包括疏松的二氧化硅膜層。

優(yōu)選地，所述具有若干個(gè)凸臺(tái)的圖形化襯底通過(guò)納米壓印工藝而獲得。

本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)的制作方法，將上述任一項(xiàng)所述的外延生長(zhǎng)襯底放置于反應(yīng)腔內(nèi)，并去除所述保護(hù)層后在所述外延生長(zhǎng)襯底表面依次形成第一型半導(dǎo)體層、有源層及第二型半導(dǎo)體層。

優(yōu)選地，所述保護(hù)層的去除方式包括如下步驟：

步驟S01、調(diào)整反應(yīng)腔內(nèi)的溫度為第一溫度，并在第一溫度下持續(xù)通入保護(hù)氣體；

步驟S02、中斷所述保護(hù)氣體的通入后，通入蝕刻氣體并持續(xù)升高反應(yīng)腔內(nèi)的溫度至第二溫度；

步驟S03、維持所述第二溫度并持續(xù)通入蝕刻氣體；

步驟S04、中斷所述蝕刻氣體的通入并降低反應(yīng)腔內(nèi)的溫度至所述第一溫度，重復(fù)執(zhí)行步驟S01至步驟S03若干次，直至完全去除所述保護(hù)層。

優(yōu)選地，所述保護(hù)氣體包括氮?dú)狻⒀鯕狻鍤饧昂庵械囊环N或多種。

優(yōu)選地，所述蝕刻氣體包括H₂和HCl的氣體混合物。

優(yōu)選地，所述第一溫度為1200℃～1250℃，包括端點(diǎn)值；所述第二溫度為1300℃～1350℃，包括端點(diǎn)值；所述步驟S01的持續(xù)時(shí)間包括20s，所述步驟S02的持續(xù)時(shí)間包括10s，所述步驟S03的持續(xù)時(shí)間包括10s。