一种发光二极管结构制造技术

技术编号:14558009 阅读:66 留言:0更新日期:2017-02-05 12:27
本发明专利技术提供一种发光二极管结构,在衬底下表面设置成粗糙度不同的区域,不同粗糙度的衬底下表面对于载片盘辐射出热量的吸收率会有不同,从而改善二极管生长中由于翘曲而造成的温度不均匀,最终改善整个外延片的均匀性。本发明专利技术中衬底下表面粗糙度呈环状带分布,从衬底中心到衬底边缘部分粗糙度依次增加。

Light emitting diode structure

The present invention provides a light emitting diode structure, the substrate is arranged on the lower surface roughness into different regions, different substrate roughness surface for carrying spools radiant heat absorption rate will be different, so as to improve the warpage caused by uneven temperature due to diode growth, and ultimately improve the uniformity of epitaxial wafer. In the invention, the surface roughness of the substrate is distributed in an annular band, and the roughness of the substrate from the center of the substrate to the edge of the substrate is increased in turn.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件,尤其涉及一种发光二极管结构
技术介绍
发光二极管(英文缩写为LED)是一种半导体固体发光器件,随着生长在蓝宝石衬底上的GaN基二极管应用的展开,对于解决大尺寸外延片均匀性的议题得到了开展和讨论。在大尺寸外延片制作过程中,由于热膨胀系数的不同应力的影响,会产生很大的翘曲,从而影响大尺寸外延片的各项参数的均匀性,如何提高外延片在石墨盘pocket中的受热均匀性,使波长分布及性能分布更加集中成为了目前重要的议题之一。在中国专利CN101207174A中,公开了在衬底下表面形成沟槽,以降低应力,该专利主要是通过释放应力来降低翘曲度,从而改善同一外延片性能的均匀性。但在实际生长过程中,翘曲是一定存在的,而且设置沟槽的衬底在不同温度转变时极容易发生碎片问题,不利于生长完整的外延片。
技术实现思路
为了解决上述技术问题,本专利技术提供的技术方案如下:一种发光二极管结构,包括:衬底,依次位于衬底之上的N型层、发光层以及P型层构成的发光外延层;其特征在于:所述衬底下表面设置为粗糙度不同的环状带,从衬底中心到边缘部位粗糙度依次增加。进一步地,所述衬底下表面粗糙度Ra取值在0.01~0.6μm之间。进一步地,所述衬底下表面同一种粗糙度区域位于同一个环状带内。进一步地,所述环状带个数不少于3个。进一步地,所述环状带为圆环或者椭圆环或其它环形。进一步地,所述环状带的不同粗糙度通过研磨工艺或者抛光工艺或者二者结合进行控制。进一步地,所述粗糙度较大部位通过探头以及颗粒度较大的研磨液进行研磨实现,所述粗糙度较小部位通过探头以及颗粒度较小的研磨液进行研磨实现。进一步地,所述粗糙度较大部位通过研磨工艺实现,所述粗糙度较小部位通过抛光工艺实现。本专利技术提供的发光二极管结构,通过在衬底下表面做成粗糙度不同的圆环,所述粗糙度不同是指粗糙度在微米级的差异,粗糙度从里到外均是依次增大,藉由不同的粗糙度,对于热辐射及热传导的吸收量不同,从而改善大尺寸外延片温度不均匀现象,实现发光二极管性能的一致性,特别是对大尺寸外延片波长一致性改善尤为明显。附图说明图1为本专利技术的发光二极管的衬底下表面粗糙度示意图。图中标示:1:第一圆环;2:第二圆环;3:第三圆环;P:第一圆环外径;Q:第二圆环外径;W:第三圆环外径。具体实施方式为使本专利技术更易于理解其实质性特点及其所具的实用性,下面便结合附图对本发明若干具体实施例作进一步的详细说明,但需要说明的是以下关于实施例的描述及说明对本专利技术保护范围不构成任何限制。实施例1图1为本实施例的发光二极管的衬底下表面粗糙度示意图,本实施例中外延片的结构由下至上依次为衬底;N型层、发光层以及P型层构成的发光外延层。其中衬底制备工艺区别于常规衬底,在衬底下表面抛光(背抛)过程中,所述环状带粗糙度从里到外依次增加。其中,所述粗糙度较大部位通过探头以及颗粒度较大的研磨液进行研磨实现,所述粗糙度较小部位通过探头以及颗粒度较小的研磨液进行研磨实现。具体来说,环状带设置为3个,环状带可以为圆环或者椭圆环或其它环形,本实施例优选圆环,其中利用与衬底尺寸相当的探头及颗粒度较大的研磨液进行研磨,制作第三圆环3,其中探头半径为P+Q+W,此时衬底下表面粗糙度Ra为0.6μm;利用半径为P+Q尺寸的探头及颗粒度中等的研磨液进行研磨,制作第二圆环2,此时在半径为P+Q尺寸内衬底下表面粗糙度Ra为0.3μm;利用半径为P尺寸的探头及颗粒度较小的研磨液进行研磨,制作第一圆环1,其中在半径为P尺寸内衬底下表面粗糙度Ra为0.01μm。本实施例通过不同研磨工艺,在衬底下表面设置粗糙度不同的圆环,粗糙度从里到外均是依次增大,通过不同的粗糙度,在外延片生长过程中,同一衬底下表面的不同区域从载片盘内吸收的热量不同,反馈到衬底上面层流的温度存在差异,这样虽生长过程中衬底存在一定翘曲,但是通过调整衬底下表面粗糙度(背粗),衬底翘曲较大的边缘位置热量吸收较好,从而实现同一衬底不同生长位置温度基本一致,即改善大尺寸外延片温度不均匀现象,提高外延片性能一致性。需要说明的是,衬底下表面的不同粗糙度也可以通过研磨、抛光工艺或者二者结合进行控制,其中粗糙度较大部位通过研磨工艺实现,粗糙度较小部位通过抛光工艺实现。以上所述仅为本专利技术的优选实施方式,并不用于限制本专利技术,对于本领域的技术人员来说,本专利技术可以有各种更改、润饰和变化。凡在本专利技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进均视为在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管结构,包括:衬底,位于衬底之上的发光外延层;其特征在于:所述衬底下表面设置为粗糙度不同的环状带,从衬底中心到边缘部位粗糙度依次增加。

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管结构,包括:衬底,位于衬底之上的发光外延层;其特征在于:所述衬
底下表面设置为粗糙度不同的环状带,从衬底中心到边缘部位粗糙度依次增加。
2.根据权利要求1所述的一种发光二极管结构,其特征在于:所述衬底下表面粗糙度Ra
取值在0.01~0.6μm之间。
3.根据权利要求1所述的一种发光二极管结构,其特征在于:所述衬底下表面同一种粗
糙度区域位于同一个环状带内。
4.根据权利要求1所述的一种发光二极管结构,其特征在于:所述环状带个数不少于3
个。
5.根据权利要求1所述的一种发光...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘晓峰舒立明陈沙沙张东炎王良钧王笃祥
申请(专利权)人:天津三安光电有限公司
类型:发明
国别省市:天津;12

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