LED外延片及制作方法、LED芯片技术

本公开涉及LED技术领域，提出一种LED外延片生成方法，该方法包括：提供一衬底基板；在所述衬底基板上形成图案化的种子层，所述种子层的非镂空区域包括与待形成LED芯片所需外延层形状、大小相同的图案；根据成核外延原理在所述种子层的非镂空区域上形成外延层；其中，所述基板材料与所述外延层材料的晶格失配率大于所述种子层材料与所述外延层材料的晶格失配率。本公开提供的LED外延片生成方法可以直接在衬底基板上形成待形成LED芯片所需的外延层图案，避免了在形成LED芯片时由于对外延层的刻蚀导致的对LED芯片发光层的损坏。

LED Epitaxy Chip and Its Fabrication Method and LED Chip

The present disclosure relates to the field of LED technology, and proposes a method for generating an LED epitaxy sheet. The method includes: providing a substrate substrate; forming a patterned seed layer on the substrate, the non-hollow area of the seed layer includes a pattern of the same shape and size as the epitaxy layer needed to form an LED chip; and forming an epitaxy on the non-hollow area of the seed layer according to the nucleation epitaxy principle. The lattice mismatch ratio of the substrate material and the epitaxial layer material is larger than that of the seed layer material and the epitaxial layer material. The method of generating the LED epitaxy sheet provided in the present disclosure can directly form the pattern of the epitaxy layer needed to form the LED chip on the substrate, thus avoiding the damage of the LED chip luminous layer caused by the etching of the epitaxy layer during the formation of the LED chip.

【技术实现步骤摘要】
LED外延片及制作方法、LED芯片
本公开涉及LED
，尤其涉及一种LED外延片及制作方法、LED芯片。
技术介绍
LED(LightEmittingDiode，发光二极管)是一种利用载流子复合时释放能量形成发光的半导体器件，LED芯片具有耗电低、色度纯、寿命长、体积小、响应时间快、节能环保等诸多优势。LED芯片一般是通过对LED外延片进一步加工制作形成。LED外延片一般包括衬底基板和形成于衬底基板上的外延层。在通过LED外延片形成LED芯片过程中，需要对LED外延片上的外延层进行刻蚀以形成LED芯片所需要形状、大小的外延层图案。然而，在对LED外延片上的外延层进行刻蚀时，容易对外延层中用于发光的有源层的边沿造成破坏，从而影响LED芯片的发光效率。需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。公开内容本公开的目的在于提供一种LED外延片及制作方法、LED芯片，进而至少在一定程度上克服相关技术中，由于对外延层进行刻蚀导致LED芯片发光率低的问题。根据本公开的一个方面，提供一种LED外延片生成方法，该方法包括：提供一衬底基板；在所述衬底基板上形成图案化的种子层，所述种子层的非镂空区域包括与待形成LED芯片所需外延层形状、大小相同的图案；根据成核外延原理在所述种子层的非镂空区域上形成外延层；其中，所述衬底基板材料与所述外延层材料的晶格失配率大于所述种子层材料与所述外延层材料的晶格失配率。在本公开的一种示例性实施例中，所述衬底基板包括蓝宝石、碳化硅、单晶硅中的一种或多种。在本公开的一种示例性实施例中，所述外延层包括氮化镓基材，所述种子层包括氮化镓、氮化铝、砷化镓中的一种或多种。在本公开的一种示例性实施例中，在所述衬底基板上形成图案化的种子层，包括：在所述衬底基板上形成种子材料层；在所述种子材料层上形成光刻胶层；通过曝光、显影、刻蚀工艺将所述种子材料层形成具有图案化的所述种子层。在本公开的一种示例性实施例中，所述外延层包括依次形成于所述种子层非镂空区域的第一掺杂层、有源层、第二掺杂层；在所述种子层的非镂空区域上形成外延层，包括：根据成核外延原理利用金属有机化学气相沉积法将在所述种子层的非镂空区域依次形成所述第一掺杂层、有源层、第二掺杂层。根据本公开的一个方面，提供一种LED外延片，该外延片包括：衬底基板、种子层以及外延层。种子层包括镂空区域和非镂空区域，所述种子层的非镂空区域包括与待形成LED芯片所需外延层形状、大小相同的图案；外延层形成于所述种子层的非镂空区域；其中，所述衬底基板材料与所述外延层材料的晶格失配率大于所述种子层材料与所述外延层材料的晶格失配率。在本公开的一种示例性实施例中，所述衬底基板包括蓝宝石、碳化硅、单晶硅中的一种或多种。在本公开的一种示例性实施例中，所述外延层为氮化镓基材，所述种子层包括氮化镓、氮化铝、砷化镓中的一种或多种。在本公开的一种示例性实施例中，所述外延层包括依次形成于所述衬底基板的第一掺杂层、有源层、第二掺杂层。根据本公开的一个方面，提供一种LED芯片，通过上述的LED外延片制成。本专利技术提供一种LED外延片及制作方法、LED芯片。该种LED外延片制作方法，在基板上设置预设图案的种子层，通过在种子层的非镂空区域上选择生长外延层，从而实现直接在衬底基板上形成待形成LED芯片所需要形状、大小的外延层图案。一方面，该方法形成的外延片在制作LED芯片时，不需要对外延片的外延层进行刻蚀，从而避免了刻蚀对外延层中用于发光的有源层的影响，增加了LED芯片的发光率；另一方面，该种子层还可以缓解由于衬底基板与外延层之间晶格失配和热失配造成的应力。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1-2为相关技术中LED外延片制作过程的结构示意图；图3为LED外延片制作LED芯片一制作过程的结构示意图；图4为本公开LED外延片生成方法一种示例性实施例的流程图；图5-8为本公开LED外延片生成方法一种示例性实施例的结构示意图；图9为本公开LED外延片一种示例性实施例的结构示意图。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。其他相对性的用语，例如“高”“低”“顶”“底”“左”“右”等也作具有类似含义。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。用语“一个”、“一”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。如图1-2所示，为相关技术中LED外延片制作过程的结构示意图。相关技术中，LED外延片的制作一般包括：首先提供一衬底基板1，然后在该衬底基板上形成外延层2。如图3所示，为LED外延片制作LED芯片一制作过程的结构示意图，在利用LED外延片制作LED芯片过程中，需要外延片上的外延层通过刻蚀技术形成多个待形成LED芯片所需的外延层图案3。然而，在对LED外延片上的外延层进行刻蚀时，容易对外延层图案3中用于发光的有源层的边沿造成破坏，从而影响LED芯片的发光效率。基于此，本示例性实施例首先提供一种LED外延片生成方法，如图4所示，为本公开LED外延片生成方法一种示例性实施例的流程图；该方法包括：步骤S1：提供一衬底基板；步骤S2：在所述衬底基板上形成图案化的种子层，所述种子层的非镂空区域包括与待形成LED芯片所需外延层形状、大小相同的图案；步骤S3：根据成核外延原理在所述种子层的非镂空区域上形成外延层；其中，所述衬底基板材料与所述外延层材料的晶格失配率大于所述种子层材料与所述外延层材料的晶格失配率。本专利技术提供一种LED外延片制作方法。该LED外延片制作方法包括，提供一衬底基板；在衬底基板上设置图案化的种子层，所述种子层的非镂空区域包括与待形成LED芯片所需外延层形状、大小相同的图案；根据成核外延原理，在种子层上形成外延层时，由于所述衬底基板材料与所述外延层材料的晶格失配率大于所述种子层材料与所述外延层材料的晶格失配率，外延层材料在衬底基板和种子层上具有不同的成核条件，从而可以在种子层的非本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LED外延片生成方法，其特征在于，包括：提供一衬底基板；在所述衬底基板上形成图案化的种子层，所述种子层的非镂空区域包括与待形成LED芯片所需外延层形状、大小相同的图案；根据成核外延原理在所述种子层的非镂空区域上形成外延层；其中，所述衬底基板材料与所述外延层材料的晶格失配率大于所述种子层材料与所述外延层材料的晶格失配率。

【技术特征摘要】
1.一种LED外延片生成方法，其特征在于，包括：提供一衬底基板；在所述衬底基板上形成图案化的种子层，所述种子层的非镂空区域包括与待形成LED芯片所需外延层形状、大小相同的图案；根据成核外延原理在所述种子层的非镂空区域上形成外延层；其中，所述衬底基板材料与所述外延层材料的晶格失配率大于所述种子层材料与所述外延层材料的晶格失配率。2.根据权利要求1所述的LED外延片生成方法，其特征在于，所述衬底基板包括蓝宝石、氮化硅、单晶硅中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的LED外延片生成方法，其特征在于，所述外延层包括氮化镓基材，所述种子层包括氮化镓、氮化铝、砷化镓中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的LED外延片生成方法，其特征在于，在所述衬底基板上形成图案化的种子层，包括：在所述衬底基板上形成种子材料层；在所述种子材料层上形成光刻胶层；通过曝光、显影、刻蚀工艺将所述种子材料层形成具有图案化的所述种子层。5.根据权利要求1所述的LED外延片生成方法，其特征在于，所述外延层包括依次形成于所述种子层非镂空区域的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王美丽，王飞，徐婉娴，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11