LED外延片衬底结构及制作方法技术

本申请公开了一种LED外延片衬底结构及制作方法，结构包括蓝宝石衬底、三角锥凸起、介质层、以及AlN膜层，其中，蓝宝石衬底包括第一表面和第二表面，第一表面上设有阵列排布的三角锥凸起，任意两个三角锥凸起之间为开口区；在第一表面远离第二表面的一侧设有介质层，介质层覆盖三角锥凸起及开口区；在开口区的介质层远离第二表面的一侧设有AlN膜层。通过在包含阵列排布的三角锥凸起的蓝宝石衬底上设置介质层，可以有效杜绝pss侧壁生长的现象，提升了结晶质量，从而提高了出光效率。AlN膜层仅覆盖在开口区处的介质层上，发挥了AlN与外延底层材料晶格系数相接近的特点，提升了LED器件的发光效率。

Substrate Structure and Fabrication Method of LED Epitaxy Wafer

【技术实现步骤摘要】
LED外延片衬底结构及制作方法
本专利技术涉及LED外延片制造
，具体地说，涉及一种LED外延片衬底结构及制作方法。
技术介绍
目前，氮化镓GaN基LED器件主要使用蓝宝石作为衬底。但是，蓝宝石晶体与GaN晶体的晶格失配率为13.8％，在蓝宝石的衬底表面生长的GaN外延层的位错密度过大，限制了发光效率的提升，并且使LED器件产生较大的漏电流，降低器件的寿命。已成熟的图形化衬底技术改善了上述缺点，在提升LED性能方面有好的优势，图形化蓝宝石衬底是在平片蓝宝石衬底上制备出周期性的微型图形结构，该技术已普遍应用于提升GaN基LED内量子效率和光提取效率。蓝宝石衬底表面分布有周期排布的图形结构，图形结构中包含大量斜面，光子到达GaN/蓝宝石衬底界面时，图形结构的斜面改变光子的入射角度，使本应进行内部全反射的大量光子，被提取出来，抑制了内部全反射效应。另一方面，图形化蓝宝石衬底周期期性的微型图形结构可降低GaN外延层的残余应力，使GaN外延层内部向上延伸的位错数量减少，从而提升GaN外延层晶体质量。随着新的应用形式、新产品的出现，尤其是Mini-LED的出现，普通的图形蓝宝石衬底无法满足本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LED外延片衬底结构，其特征在于，包括蓝宝石衬底、三角锥凸起、介质层、以及AlN膜层，其中，所述蓝宝石衬底包括第一表面和第二表面，所述第一表面上设有阵列排布的三角锥凸起，任意两个所述三角锥凸起之间为开口区；在所述第一表面远离所述第二表面的一侧设有所述介质层，所述介质层覆盖所述三角锥凸起及所述开口区；在所述开口区的所述介质层远离所述第二表面的一侧设有所述AlN膜层。

【技术特征摘要】
1.一种LED外延片衬底结构，其特征在于，包括蓝宝石衬底、三角锥凸起、介质层、以及AlN膜层，其中，所述蓝宝石衬底包括第一表面和第二表面，所述第一表面上设有阵列排布的三角锥凸起，任意两个所述三角锥凸起之间为开口区；在所述第一表面远离所述第二表面的一侧设有所述介质层，所述介质层覆盖所述三角锥凸起及所述开口区；在所述开口区的所述介质层远离所述第二表面的一侧设有所述AlN膜层。2.根据权利要求1所述的LED外延片衬底结构，其特征在于，所述介质层是由氧化硅、氮化硅、或者氧化钛所组成的一层膜或多层复合膜。3.根据权利要求1所述的LED外延片衬底结构，其特征在于，所述三角锥凸起的底面直径为2.75-2.85μm；所述三角锥凸起的高度为1.75-1.85μm；相邻两个所述三角锥凸起的顶点之间的距离为3μm。4.一种LED外延片衬底结构的制作方法，其特征在于，包括步骤：在蓝宝石衬底上涂覆第一光刻胶层后在红外热板上进行第一软烘；对所述第一光刻胶层进行光刻和显影，在蓝宝石衬底上形成阵列排布的第一光刻胶胶柱；对所述蓝宝石衬底包含所述第一光刻胶胶柱的一面进行电感耦合等离子体刻蚀，得到包含阵列排布的三角锥凸起的蓝宝石衬底，其中任意两个所述三角锥凸起之间为开口区；对包含阵列排布的三角锥凸起的蓝宝石衬底进行清洗和干燥；在所述三角锥凸起和所述开口区上沉积一层介质层；在所述介质层上生长AlN膜层，所述AlN膜层完全覆盖所述介质层；在所述AlN膜层上涂敷第二光刻胶层后在红外热板上进行第二软烘；对所述第二光刻胶层进行电感耦合等离子体刻蚀，包括步骤：通入流量为10-30sccm的BCl3，设定所述电感耦合等离子体刻蚀机台的上射频功率为1200W，下射频功率为0W，刻蚀时间为300s，去除所述第二光刻胶层中与所述三角锥凸起在所述蓝宝石衬底上的正投影相重合的部分，保留所述第二光刻胶层中与所述开口区在所述蓝宝石衬底上的正投影相重合的部分；通入流量为60sccm的BCl3和5sc...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯磊，徐平，陈欢，王杰，
申请(专利权)人：湘能华磊光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43