LED衬底结构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种LED衬底结构，图形化衬底技术和DBR技术有机地结合在一起，提高LED的发光效率和发光亮度；第一反光体环包凸形结构，第二反光体表面和凸形结构顶壁都具有DBR膜系，凸形结构顶壁的DBR膜系设有纳米窗口阵列，提高LED发光效率和发光亮度的同时，提高LED的轴向发光亮度，且不降低LED的晶体质量；凸形结构和DBR膜系位于衬底的同一表面上，都是在衬底减薄前完成，便于加工和后续清洗处理，降低了LED加工过程中的隐形成本；本实用新型专利技术提供的LED衬底结构能更有效地提高LED的发光效率、发光亮度及轴向发光亮度，加快LED进入高端照明领域和寻常百姓家的产业化进程，符合LED的可持续发展战略。

【技术实现步骤摘要】
LED衬底结构
本技术涉及半导体光电芯片制造
，特别涉及一种LED衬底结构。
技术介绍
随着人们生活水平的提高，环保意识的增强，对家居环境、休闲和舒适度追求的不断提高，灯具灯饰也逐渐由单纯的照明功能转向照明和装饰共存的局面，具有照明和装饰双重优势的固态冷光源LED取代传统光源进入人们的日常生活成为必然之势。 GaN基LED自从20世纪90年代初商业化以来，经过二十几年的发展，其结构已趋于成熟和完善，已能够满足人们现阶段对灯具装饰的需求；但要完全取代传统光源进入照明领域，发光亮度的提高却是LED行业科研工作者永无止境的追求。 在内量子效率(已接近100% )可提高的空间有限的前提下，LED行业的科研工作者把目光转向了外量子效率，提出了可提高光提取率的多种技术方案和方法，例如图形化衬底技术、侧壁粗化技术、DBR技术、优化电极结构、在衬底或透明导电膜上制作二维光子晶体等。其中图形化衬底最具成效，尤其是2010年以来，在政府各种政策的激励和推动下，无论是锥状结构的干法图形化衬底技术还是金字塔形状的湿法图形化衬底技术都得到了飞速的发展，其工艺已经非常成熟，并于2012年完全取代了平衬底，成为LED芯片的主流衬底，使LED的晶体结构和发光亮度都得到了革命性的提高。 当然，减薄后，在LED衬底的背面蒸镀DBR的技术也能在一定程度上提高LED的发光亮度。然而，减薄后，LED晶片已经很薄(只有SOum左右)，非常容易裂片，且一旦出现异常都不易于做返工处理，只能报废，所以DBR工艺的成本远不止材料和加工成本，更多的则是隐形成本。所以现阶段LED代替传统照明光源，进入照明领域，进入寻常百姓家，所遇到的问题不是亮度达不到的问题，而是物美价不廉的问题，而这种问题一般都是结构不够合理、工艺技术不够优化，造成制造成本不够科学所导致的。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种LED衬底结构，以解决现有的LED或者发光亮度不够，或者制作过程中容易裂片，成本较高的问题。 为解决上述技术问题，本技术提供一种LED衬底结构，所述LED衬底结构包括:衬底，所述衬底第一表面上形成有周期性阵列排布的凸形结构及反光体，所述反光体包括第一反光体和第二反光体，所述第一反光体环包所述凸形结构，所述第二反光体位于所述第一反光体上方，所述第二反光体形成碗状图形，所述碗状图形位于所述凸形结构的上方，所述第一反光体和第二反光体一体形成，所述第一反光体与凸形结构以及衬底的交界处形成有吸光层，所述凸形结构顶壁及第二反光体表面均形成有DBR膜系，所述凸形结构顶壁的DBR膜系设有纳米窗口阵列，所述纳米窗口阵列露出部分凸形结构。 可选的，在所述的LED衬底结构中，所述第二反光体表面的DBR膜系形成碗状结构，所述碗状结构位于被环包凸形结构的上方。 可选的，在所述的LED衬底结构中，所述纳米窗口阵列露出的部分凸形结构便于连接GaN层。 可选的，在所述的LED衬底结构中，所述反光体的材料为氮化硅及二氧化硅中的一种或两种组合。 可选的，在所述的LED衬底结构中，所述吸光层的材料为铬及钛中的一种或两种组合。 可选的，在所述的LED衬底结构中，所述DBR膜系由S1、S12, T12或者Ti 305中的至少两种材料层叠形成，每种材料按照λ/4n厚度交替生长，所述DBR膜系的生长周期为3个-20个。 可选的，在所述的LED衬底结构中，所述衬底和凸形结构的材料为蓝宝石。 在本技术提供的LED衬底结构中，首先，将图形化衬底技术和DBR技术有机地结合在一起，能够更有效地提高LED的发光效率和发光亮度；其次，由第一反光体环包凸形结构，第二反光体表面和凸形结构顶壁都具有DBR膜系，凸形结构顶壁的DBR膜系设有纳米窗口阵列，从而在提高LED发光效率和发光亮度的同时，能够提高LED的轴向发光亮度，且不降低LED的晶体质量；再次，凸形结构和DBR膜系位于衬底的同一表面上，且都是在衬底减薄前完成，非常便于加工和后续清洗处理，这无疑降低了 LED加工过程中的隐形成本；总之，本技术所提供的LED衬底结构能够更有效地提高LED的发光效率、发光亮度及轴向发光亮度，能够加快LED进入高端照明领域和寻常百姓家的产业化进程，符合LED的可持续发展战略。 【附图说明】 图1是本技术实施例的LED衬底结构的制作方法的流程示意图； 图2是本技术实施例的LED衬底结构的制作方法中衬底的剖面结构示意图； 图3是本技术实施例的LED衬底结构的制作方法中形成掩膜层后的剖面结构示意图； 图4a是本技术实施例的LED衬底结构的制作方法中去除部分掩膜层后的剖面结构示意图； 图4b为图4a所示的器件结构的俯视图； 图5是本技术实施例的LED衬底结构的制作方法中形成凸形结构后的剖面结构示意图； 图6是本技术实施例的LED衬底结构的制作方法中形成吸光层后的剖面结构示意图； 图7是本技术实施例的LED衬底结构的制作方法中形成光刻胶后的剖面结构示意图； 图8是本技术实施例的LED衬底结构的制作方法中去除剩余的光刻胶后的剖面结构示意图； 图9是本技术实施例的LED衬底结构的制作方法中形成反光层后的剖面结构示意图； 图10是本技术实施例的LED衬底结构的制作方法中形成光刻胶后的剖面结构示意图； 图1la是本技术实施例的LED衬底结构的制作方法中凸形结构上的部分光刻胶被去除后的剖面结构示意图； 图1lb是本技术实施例的LED衬底结构的制作方法中凸形结构上的部分反光层被去除后的剖面结构示意图； 图1lc是本技术实施例的LED衬底结构的制作方法中吸光层上的部分光刻胶被去除后的剖面结构示意图； 图12是本技术实施例的LED衬底结构的制作方法中形成DBR膜系后的剖面结构示意图； 图13是本技术实施例的LED衬底结构的制作方法中在DBR膜系上形成第一光刻胶后的剖面结构示意图； [0031 ] 图14是本技术实施例的LED衬底结构的制作方法中去除凸形结构顶壁的DBR膜系上的第一光刻胶后的剖面结构示意图； 图15是本技术实施例的LED衬底结构的制作方法中形成第二光刻胶后的剖面结构示意图； 图16是本技术实施例的LED衬底结构的制作方法中在第二光刻胶中形成纳米窗口阵列后的剖面结构示意图； 图17a是本技术实施例的LED衬底结构的制作方法中在凸形结构顶壁的DBR膜系中形成纳米窗口阵列后的剖面结构示意图； 图17b为图17a中结构A的俯视放大图。 【具体实施方式】 以下结合附图和具体实施例对本技术提出的LED衬底结构作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本技术实施例的目的。 请参考图1，其为本技术实施例的LED衬底结构的制作方法的流程示意图。如图1所示，所述LED衬底结构的制作方法包括: 步骤SlO:提供衬底； 步骤Sll:刻蚀所述衬底，以在所述衬底第一表面上形成周期性阵列排布的凸形结构； 步骤S12:在所述凸形结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED衬底结构，其特征在于，包括：衬底，所述衬底第一表面上形成有周期性阵列排布的凸形结构及反光体，所述反光体包括第一反光体和第二反光体，所述第一反光体环包所述凸形结构，所述第二反光体位于所述第一反光体上方，所述第二反光体形成碗状图形，所述碗状图形位于所述凸形结构的上方，所述第一反光体和第二反光体一体形成，所述第一反光体与凸形结构以及衬底的交界处形成有吸光层，所述凸形结构顶壁及第二反光体表面均形成有DBR膜系，所述凸形结构顶壁的DBR膜系设有纳米窗口阵列，所述纳米窗口阵列露出部分凸形结构。

【技术特征摘要】
1.一种LED衬底结构，其特征在于，包括:衬底，所述衬底第一表面上形成有周期性阵列排布的凸形结构及反光体，所述反光体包括第一反光体和第二反光体，所述第一反光体环包所述凸形结构，所述第二反光体位于所述第一反光体上方，所述第二反光体形成碗状图形，所述碗状图形位于所述凸形结构的上方，所述第一反光体和第二反光体一体形成，所述第一反光体与凸形结构以及衬底的交界处形成有吸光层，所述凸形结构顶壁及第二反光体表面均形成有DBR膜系，所述凸形结构顶壁的DBR膜系设有纳米窗口阵列，所述纳米窗口阵列露出部分凸形结构。2.如权利要求1所述的LED衬底结构，其特征在于，所述第二反光体表面的DBR膜系形成碗状结构，所述碗状结构位于被环包凸...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁海生，马新刚，李东昇，李芳芳，江忠永，
申请(专利权)人：杭州士兰明芯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33