图案化衬底及光电半导体元件制造技术

一种图案化衬底包括衬底、微结构以及纳米结构。衬底具有表面，微结构配置于衬底的表面。纳米结构形成于衬底的表面或微结构上。其中，纳米结构包含纳米凸起部或纳米凹陷部。本发明专利技术还公开一种具有该图案化衬底的光电半导体元件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种图案化衬底及光电半导体元件，特别涉及一种能够提升光电效能的图案化衬底及光电半导体元件。
技术介绍
光电半导体元件，其已广泛地应用于人们的日常生活中的各项产品，举例如照明、车辆、显示装置、通讯产业或计算机等领域。公知的光电半导体元件是在衬底的表面上设有多个微结构，而光电半导体元件的微结构图案形成了图案化结构衬底(PatternedStructuralSubstrate，PSS)，也称为图案化衬底，以下说明图案化衬底。请参照图1A至图1C所示，其分别为公知不同实施例的复合式图案化蓝宝石衬底(hybridpatternedsapphiresubstrate，HPSS)400的结构示意图。如图1A及图1B所示，公知技术制作的图案化蓝宝石衬底400因工艺上的限制，无法在衬底上制作出有序列的微米或纳米尺度的复合式结构，因此，图案化蓝宝石衬底400上的微结构图案410无法达到设定上的变化，同时在后续磊晶时需要平坦的区域方面也无法有效进行控制。另外，图案化蓝宝石衬底400也因工艺上的限制，会在衬底的表面上产生明显且交错的条状形式的田埂结构(crosslinestructures)420，此田埂结构420对于整个图案化蓝宝石衬底400应用于生产发光二极管(LED)或有机发光二极管(OLED)时，不利于LED磊晶(epitaxy)材料成长，会导致所产出的LED或OLED的磊晶良率降低而提高生产成本，并且会大幅减少其发光效能。另一方面，由于LED或OLED为了增加光萃取效能，在微结构图案410的部份都会要求最大的非平坦面积。然而，如图1C所示，公知工艺所制造出的图案化蓝宝石衬底400在凸起的微结构图案410上仅能再以细小凸起物430的方式增加粗糙化来降低整体的平坦部份的面积，但是，这种在微结构图案410上形成的细小凸起物430的结构实质上对增加光萃取效能的贡献相当有限。因此，如何提供一种图案化衬底及光电半导体元件，能够提升生产良率及光萃取效能，而且可控制其出光形状与亮度，实为当前重要的课题之一。
技术实现思路
有鉴于上述课题，本专利技术的目的是提供一种能够提升生产良率及光萃取效能，并可控制其出光形状与亮度的图案化衬底及光电半导体元件。为达上述目的，依据本专利技术的一种图案化衬底包括衬底、微结构以及纳米结构。衬底具有表面。微结构配置于衬底的表面。纳米结构形成于衬底的表面或微结构上，其中，纳米结构包含纳米凸起部或纳米凹陷部。在一个实施例中，微结构凸出于表面或凹陷于表面，或其组合。在一个实施例中，微结构的形状为三角形、矩形、圆形或多边形，或其组合。在一个实施例中，纳米凸起部或纳米凹陷部形成于微结构上。在一个实施例中，纳米凸起部或纳米凹陷部形成于微结构的周边。在一个实施例中，纳米凸起部或纳米凹陷部的形状为三角形、矩形、或圆形，或其组合。在一个实施例中，衬底的表面无田埂结构或条状结构。在一个实施例中，衬底为蓝宝石衬底、硅衬底、碳化硅衬底、尖晶石衬底、高分子衬底、二氧化硅衬底、氮化硅衬底、氮化铝衬底、钻石衬底、或类钻碳衬底。在一个实施例中，蓝宝石衬底为C面(0001)蓝宝石衬底。为达上述目的，依据本专利技术的一种光电半导体元件包括上述实施例的其中任一种图案化衬底以及光电半导体单元，且光电半导体单元设置于图案化衬底上。在一个实施例中，光电半导体元件为发光二极管、有机发光二极管、或太阳能电池。在一个实施例中，光电半导体单元包括第一半导体层及第二半导体层依序设置于图案化衬底上。在一个实施例中，第一半导体层为P型半导体层，第二半导体层为N型半导体层；或者第一半导体层为N型半导体层，第二半导体层为P型半导体层。在一个实施例中，光电半导体元件为水平式、垂直式或覆晶式光电半导体元件。承上所述，在依据本专利技术的图案化衬底及光电半导体元件中，微结构配置于衬底的表面，而纳米结构形成于衬底的表面或微结构上，且纳米结构包含纳米凸起部或纳米凹陷部。由此，相较于公知图案化衬底而言，由于本发明的图案化衬底的衬底表面并无田埂结构或类似的条状结构存在，因此，可以大幅提升应用于生产LED或OLED时的磊晶良率，提升电子元件电性效能，大大降低了制造成本。另外，本专利技术也可以经由控制图案化衬底及光电半导体元件的微结构、纳米结构的数量及形成位置，而调整所生产的LED或OLED的发光亮度或发光的光型。附图说明图1A至图1C分别为公知不同实施例的复合式图案化蓝宝石衬底(HPSS)的结构示意图。图2为本专利技术优选实例的一种图案化衬底的部分立体示意图。图3至图6B分别为本专利技术优选实例的图案化衬底的不同实施方式示意图。图7为本专利技术优选实施例的一种光电半导体元件的示意图。图8、图9、图10分别为本专利技术不同实施例的一种光电半导体元件的示意图。具体实施方式以下将参照相关附图，说明依据本专利技术优选实施例的图案化衬底及光电半导体元件，其中相同的元件将以相同的元件符号加以说明。本专利技术所有实施方式的图示只是示意，不代表真实尺寸与比例。此外，以下实施例的内容中所称的方位“上”及“下”只是用来表示相对的位置关系。再者，一个元件形成在另一个元件“上”、“之上”、“下”或“之下”可包括实施例中的一个元件与另一个元件直接接触，或者也可包括一个元件与另一个元件之间还有其它额外元件使一个元件与另一个元件无直接接触。请参照图2所示，其为本专利技术优选实例的一种图案化衬底100的部分立体示意图。图案化衬底100包括衬底10、微结构20以及纳米结构30。衬底10具有表面110，并可为蓝宝石衬底、硅衬底、碳化硅衬底、尖晶石衬底或高分子衬底。其中，蓝宝石衬底更可为C面(0001)蓝宝石衬底。另外，衬底10也可为二氧化硅衬底、氮化硅衬底、氮化铝衬底、钻石衬底或类钻碳衬底。在此，衬底10是以蓝宝石衬底为例。微结构20配置于衬底10的表面110。其中，微结构20可凸出于表面110或凹陷于表面110，或其组合。本实施例是以多个微结构20凸出于衬底10的表面110上为例。这些微结构20的形状可为三角形、矩形、圆形或多边形，或其组合，或是其它形状，或是不规则形状，并可以阵列排列、错位排列、蜂巢状排列、六角状排列或螺旋状排列，或不规则排列等方式配置于衬底10的表面110上，本专利技术并不限定。另外，这些微结构20可以以压印方式、光学微影方式或以上两种方式一起搭配使用、接触转印配本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图案化衬底，包括：衬底，具有表面；微结构，配置于该衬底的该表面；以及纳米结构，形成于该衬底的该表面或该微结构上，其中，该纳米结构包含纳米凸起部或纳米凹陷部。

【技术特征摘要】
2014.12.30 US 62/097,8431.一种图案化衬底，包括：
衬底，具有表面；
微结构，配置于该衬底的该表面；以及
纳米结构，形成于该衬底的该表面或该微结构上，
其中，该纳米结构包含纳米凸起部或纳米凹陷部。
2.根据权利要求1所述的图案化衬底，其中该微结构凸出于该表面或凹陷
于该表面，或其组合。
3.根据权利要求1所述的图案化衬底，其中该微结构的形状为三角形、矩
形、圆形或多边形，或其组合。
4.根据权利要求1所述的图案化衬底，其中该纳米凸起部或该纳米凹陷部
形成于该微结构上。
5.根据权利要求1所述的图案化衬底，其中该纳米凸起部或该纳米凹陷部
形成于该微结构的周边。
6.根据权利要求1所述的图案化衬底，其中该纳米凸起部或该纳米凹陷部
的形状为三角形、矩形、圆形或多边形，或其组合。
7.根据权利要求1所述的图案化衬底，其中该衬底的该表面无田埂结构或
条状结构。
8.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱正宇，李俊亿，陈俊宏，
申请(专利权)人：嘉德晶光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71