用于紫外光发光二极管的基板及该基板的制造方法技术

一种用于紫外光发光二极管的基板，由以下列步骤制造：在一基材的表面制作一微纳米结构；于该微纳米结构上设置一磊晶层，该磊晶层包含一氮化铝层；将设置有该磊晶层的基材置于一气氛中进行退火，其中该气氛至少有一含有碳元素的气体，且退火的温度为1500℃以上；具有该微纳米结构的基材及该磊晶层形成用于紫外光发光二极管的基板。从而，使磊晶层的穿透差排的密度降低，在后续制成紫外光发光二极管后，减少紫外光与差排缺陷复合的机会，增进发光效率。

Substrate for ultraviolet light emitting diode and manufacturing method of the substrate

A substrate for ultraviolet light emitting diode, manufactured by the following steps: making a micro nano structure on the surface of a substrate; micro nano structure is arranged on the epitaxial layer, the epitaxial layer comprises an aluminum nitride layer; annealing the substrate will be provided with the epitaxial layer of the atmosphere. The atmosphere at least a gas containing carbon, and the annealing temperature is above 1500 DEG C; with the micro nano structure of the substrate and the epitaxial layer forming a substrate for ultraviolet light emitting diode. As a result, the density of the penetration difference of the epitaxial layer is reduced, and after the subsequent fabrication of the ultraviolet light emitting diode, the opportunity of the combination of the ultraviolet light and the differential defect is reduced, and the luminous efficiency is improved.

【技术实现步骤摘要】
用于紫外光发光二极管的基板及该基板的制造方法
本专利技术与紫外光发光二极管有关；特别是指一种用于紫外光发光二极管的基板及该基板的制造方法。
技术介绍
紫外光发光二极管可应用于医疗、生医美容、杀菌及生物鉴定等领域。目前，紫外光发光二极管的基板主要有两种，第一种基板是在一基材上成长氮化铝磊晶层，以形成基板，但是，氮化铝磊晶层与基材之间由于晶格常数不匹配，使得磊晶层的缺陷密度高，特别是穿透差排的密度，缺陷将会吸收紫外光，如此一来，将会影响紫外光二极管的发光效率，使得发光效率不佳。第二种基板是氮化铝基板，氮化铝基板的缺陷密度低，因此，以氮化铝基板制作的紫外光发光二极管发光效率高且寿命长，虽以氮化铝基板制作的紫外光发光二极管具有前述优点，但是，目前制造氮化铝基板的技术难度高，使得氮化铝基板的产能低，价格居高不下。所以，紫外光发光二极管碍于发光效率及价格的因素，其运用仍然无法普及。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种用于紫外光发光二极管的基板及该基板的制造方法，可以减少磊晶层的缺陷密度。为达成上述目的，本专利技术提供的一种用于紫外光发光二极管的基板，包含有一基材与一磊晶层，其中，该基材具有一表面，该表面形成有一微纳米结构；该磊晶层设置于该基材的该表面上且覆盖该微纳米结构，该磊晶层至少包括一氮化铝层，其中，该氮化铝层中的碳元素含量至少为1×1012atom/cm3。本专利技术所提供用于紫外光发光二极管的基板的制造方法，包含下列步骤：A、提供一基材；B、在该基材的一表面制作一微纳米结构；C、在该微纳米结构上设置一磊晶层，该磊晶层包含一氮化铝层；D、将设置有该磊晶层的基材置在一气氛中进行退火，其中该气氛至少包含有一含碳元素的气体，且退火的温度为1500℃以上；从而，具有该微纳米结构的基材及该磊晶层形成用于紫外光发光二极管的基板。本专利技术的效果在于，磊晶层经含碳元素的气体或含碳元素的气体与惰性气体气氛下退火后，可使磊晶层的穿透差排的密度降低，在后续制成紫外光发光二极管后，减少紫外光与差排缺陷复合的机会。此外，微纳米结构让紫外光可往背离该基材的方向反射，有效增进紫外光二极管的发光效率。附图说明图1本专利技术第一优选实施例用于紫外光发光二极管的基板的制造方法流程图；图2为一示意图，公开上述优选实施例的基材；图3为一示意图，公开上述优选实施例具有微纳米结构的基材；图4为一立体图，公开上述优选实施例具有微纳米结构的基材；图5为一示意图，公开上述优选实施例的基板；图6为一示意图，公开本专利技术第二优选实施例的基板；图7为一示意图，公开本专利技术第三优选实施例具有微纳米结构的基材；图8为一示意图，公开本专利技术第四优选实施例具有微纳米结构的基材；图9为一示意图，公开本专利技术第五优选实施例具有微纳米结构的基材；图10为一示意图，公开本专利技术第六优选实施例具有微纳米结构的基材；图11为一示意图，公开本专利技术第七优选实施例具有微纳米结构的基材。【符号说明】[本专利技术]1基板10基材10a、10a’表面12凸丘14磊晶层2基板24磊晶层242氮化铝层244氮氧化铝界面层30基材32结构40基材42结构50基材52结构60基材62结构70基材72结构722平面W最小宽度H高度具体实施方式为能更清楚地说明本专利技术，兹举一优选实施例并配合附图详细说明如后。请参图1所示，为本专利技术第一优选实施例用于紫外光发光二极管的基板的制造方法流程图，之后配合图2至图6说明制作该基板1的步骤。首先提供一基材10(参照图2)，该基材10在本实施例中为蓝宝石基材，该基材10呈平板状，具有上、下相背对的两个表面10a、10a’。该基材10也可采用硅基材或碳化硅基材。接着，在该基材10的其中一表面10a制作多个以凸丘12为例的结构(参照图3与图4)，该些凸丘12构成一微纳米结构。本实施例中，该些凸丘12呈周期性排列，且各该凸丘12呈半球状，各该凸丘12的底部的最小宽度W介于100～5000nm之间，且各该凸丘12的高度H与其底部的最小宽度W的比值为0.2以上。该些凸丘可采用以下方式制成，包括：(1)利用纳米转印的技术，譬如热压成形式纳米转印、光感成形式纳米转印等方式形成；(2)利用纳米球微影的技术，即先于基板1的表面10a，预先涂布一层混和有纳米球的溶液，利用纳米球具有自我组装(self-assembly)效应的特性，在基材10表面10a形成有次序的周期性排列后，以纳米球为蚀刻屏蔽，加以蚀刻转印形成；(3)利用阳极氧化铝(AAO)制程技术，通过金属铝在阳极氧化的过程中，自我组装所形成纳米孔洞的氧化铝做为板模，蚀刻转印形成；(4)利用黄光微影及蚀刻技术形成。而后，请配合图5，在该基材10上设置厚度介于100～2000nm之间的一磊晶层14，以覆盖该些凸丘12。本实施例中该磊晶层14为一氮化铝层，该氮化铝层的厚度介于100～2000nm之间，该磊晶层14的可以采溅镀、蒸镀、或MOCVD等方式制作。该些凸丘12也可以不规则的方式排列。而微纳米结构并不限定为多个凸丘12，也可为多个以凹坑为例的结构，凹坑的深度与凹坑底部的最小宽度的比值为0.2以上。再将设置有该磊晶层14的基材10置一退火炉(图未示)中，通入含碳元素的气体(如一氧化碳、二氧化碳或烷类气体等)，气氛中也可通入惰性气体，以调整含碳元素的气体的浓度，其中，惰性气体可为氮气、氩气及氦气之中的至少一者或任意二者以上的混合，让设置有该磊晶层14的基材10处于含碳元素的气体的气氛中进行退火，退火的温度为1500℃以上。从而，退火后的该磊晶层14及该基材10构成用于紫外光发光二极管的基板1。由于是在含有碳元素的气氛中退火，因此，碳元素将会在表面吸附或渗入该磊晶层14中，使该磊晶层14中含有碳元素，其中该磊晶层14中的碳元素含量至少为1×1012atom/cm3。通过上述的含碳元素的气体退火步骤，可以有效地减少该磊晶层14的穿透差排的密度，该磊晶层14的穿透差排的密度可降低至1×108/cm3以下。由于穿透差排的密度减少，采用该基板1制造的紫外光发光二极管，将可以减少所产生的紫外光与差排缺陷复合的机会，提高紫外光二极管的发光效率。此外，通过该些凸丘12所形成的微纳米结构也可增加紫外光反射的效果，让紫外光可以被微纳米结构往背离该基板1的方向反射，提高紫外光二极管的发光效率。为进一步改善晶格失配问题，磊晶层14中的氮化铝层可以有微量元素掺杂，例如添加Ga、In、Si等。或是另外在退火的氮化铝层上再磊晶一层氮化铝镓(AlGaN)层成为template产品(图未示)。图6所示为本专利技术第二优选实施例的基板2，其具有大致相同于第一实施例的基板1，不同的是，本实施例的基板2的磊晶层24包括一氮化铝层242及一氮氧化铝界面层244，该氮氧化铝界面层244的厚度介于100～2000nm且覆盖于该些凸丘12上且位于该氮化铝层242下方。本实施例的基板2的制造方式以第一实施例为基础，先于基材10的该些凸丘12上设置相同于第一实施例的磊晶层14(参照图5)，而在退火的过程中，控制退火的温度以及含碳元素的气体与惰性气体比例而形成图6中磊晶层24中的该氮氧化铝界面层244，该氮氧化铝界面层244则构成本实施例的磊晶层24的一部分，该磊晶层14其余的部分则形成为图6中的该氮化铝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于紫外光发光二极管的基板，其特征在于，包含有：一基材，具有一表面，该表面形成有一微纳米结构；以及一磊晶层，设置于该基材的该表面上且覆盖该微纳米结构，该磊晶层至少包括一氮化铝层，其中，该氮化铝层中的碳元素含量至少为1×10

【技术特征摘要】
1.一种用于紫外光发光二极管的基板，其特征在于，包含有：一基材，具有一表面，该表面形成有一微纳米结构；以及一磊晶层，设置于该基材的该表面上且覆盖该微纳米结构，该磊晶层至少包括一氮化铝层，其中，该氮化铝层中的碳元素含量至少为1×1012atom/cm3。2.如权利要求1所述的用于紫外光发光二极管的基板，其特征在于，其中该微纳米结构包含多个结构，各该结构的底部的最小宽度介于100～5000nm之间。3.如权利要求2所述的用于紫外光发光二极管的基板，其特征在于，其中各该结构的高度或深度与其底部的最小宽度的比值为0.2以上。4.如权利要求1所述的用于紫外光发光二极管的基板，其特征在于，其中该磊晶层包含一氮氧化铝界面层，该氮氧化铝界面层覆盖该微纳米结构且位于该氮化铝层下方。5.如权利要求4所述的用于紫外光发光二极管的基板，其特征在于，其中该氮氧化铝界面层的厚度为5nm以上。6.如权利要求4所述用于紫外光发光二极管的基板，其特征在于，其中该氮化铝层的厚度介于100～2000nm之间。7.如权利要求1所述的用于紫外光发光二极管的基板，其特征在于，其中该磊晶层的穿透差排的密度为1×108/cm3以下。8.如权利要求1所述的用于紫外光发光二极管的基板，其特征在于，其中该基材为蓝宝石基材、硅基材、及碳化硅基材中的一种。9.一种用于紫外光发光二极管的基板的制造方法，其特征在于，包含下列步骤：A、提供一基材；B、在该基材的一表面制作一微纳米结构；C、在该微纳米结构上设置一磊晶层，该磊晶层至少包含一氮化铝层；D、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张延瑜，李瑞评，郭浩中，黄嘉彦，刘哲宇，
申请(专利权)人：元鸿山东光电材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37