桥链型图形化蓝宝石衬底、制备方法及LED外延片技术

本发明专利技术实施例公开了一种桥链型图形化蓝宝石衬底、制备方法及LED外延片。该桥链型图形化蓝宝石衬底包括：蓝宝石基底；多个微结构，所述多个微结构位于所述蓝宝石基底上，相邻的两个所述微结构至少底部通过脊状的桥链结构连接。本发明专利技术实施例通过微结构及连接相邻微结构的桥链结构，可以进一步地避免蓝宝石衬底上外延生长时的位错缺陷，改善外延质量，同时一定程度上还能增加衬底与外延层的反射界面，增大反射界面面积，进一步改善光线的反射效率，使外量子提取率和LED芯片的亮度获得提高，实现高亮度的图形化蓝宝石衬底。

【技术实现步骤摘要】
桥链型图形化蓝宝石衬底、制备方法及LED外延片
本专利技术实施例涉及半导体
，尤其涉及一种桥链型图形化蓝宝石衬底、制备方法及LED外延片。
技术介绍
众所周知，图形化蓝宝石衬底(PatternedSapphireSubstrate，PSS)处于整个发光二极管(LightEmittingDiode，LED)显示行业的中上游，对整个LED显示行业起着重要作用。PSS技术是通过微加工方式对蓝宝石表面进行处理，以得到具有一定周期性图案结构。图案界面能改变到达GaN-蓝宝石界面处光线入射角，从而抑制LED内部全反射，增加光子溢出，提升GaN基LED器件光提取效率。此外，由于图形斜面存在，PSS衬底上外延的GaN薄膜生长方式发生变化，外延层位错密度得到降低，有源层(MQW)的内量子效率显著提升，还可以减少LED芯片反向漏电流，提高LED芯片使用寿命等众多优点。但随着LED显示行业迅猛发展，消费市场对产品品质及亮度的要求越来越高，目前传统微纳米图形化蓝宝石衬底的LED芯片很难满足需求。
技术实现思路
本专利技术提供一种桥链型图形化蓝宝石衬底、制备方法及LED外延片，以通过桥接的图形微结构有效增大衬底反射面积，提高光的反射效率，增加LED芯片的亮度。第一方面，本专利技术实施例提供了一种桥链型图形化蓝宝石衬底，包括：蓝宝石基底；多个微结构，所述多个微结构位于所述蓝宝石基底上，相邻的两个所述微结构至少底部通过脊状的桥链结构连接。可选地，由一个所述微结构到另一所述微结构的方向上，连接该两个所述微结构的所述桥链结构的宽度不变或者由大变小再变大。可选地，所述桥链结构的宽度为50～1000nm。可选地，由一个所述微结构到另一所述微结构的方向上，连接该两个所述微结构的所述桥链结构的高度不变或者由大变小再变大。可选地，所述微结构的形状包括圆锥型、圆柱型、圆台型、多棱锥型、多棱柱型、多棱台型中的至少一种。可选地，所述微结构的在所述蓝宝石基底上的投影图形的尺寸为0.5～5μm。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种LED外延片，包括如第一方面任一项所述的桥链型图形化蓝宝石衬底，还包括位于所述桥链型图形化蓝宝石衬底上的外延层。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种桥链型图形化蓝宝石衬底的制备方法，其特征在于，包括：提供一掩膜版和一蓝宝石基底；在所述蓝宝石基底上形成光刻胶层；以所述掩膜版对所述光刻胶层进行曝光显影，形成光刻胶掩膜；通过所述光刻胶掩膜对所述蓝宝石基底进行刻蚀，以形成多个微结构；其中，相邻的两个所述微结构至少底部通过脊状的桥链结构连接。可选地，所述掩膜版包括多个第一掩膜图形，相邻的两个所述第一掩膜图形之间通过第二掩膜图形连接，所述第二掩膜图形呈条形；由一个所述第一掩膜图形到另一个所述第一掩模图形的方向上，所述第二掩膜图形的宽度不变或者由大变小再变大。可选地，所述掩膜版包括多个第一掩膜图形，相邻的两个所述第一掩膜图形均连接有一个第三掩膜图形，且该两个所述第三掩膜图形均沿该两个所述第一掩膜图形的连线延伸，且该两个所述第一掩膜图形和两个所述第三掩模图形呈轴对称图形。可选地，所述光刻胶掩膜包括多个第四掩膜图形，相邻的两个所述第四掩膜图形之间通过第五掩膜图形连接，所述第五掩膜图形呈条形；由一个所述第四掩膜图形到另一个所述第四掩模图形的方向上，所述第五掩膜图形的宽度不变或者由大变小再变大。可选地，所述光刻胶掩膜包括多个第四掩膜图形，相邻的两个所述第四掩膜图形均连接有一个第六掩膜图形，且该两个所述第六掩膜图形均沿该两个所述第四掩膜图形的连线延伸，且该两个所述第四掩膜图形和两个所述第六掩模图形呈轴对称图形。可选地，所述掩膜版包括多个相互独立的第七掩膜图形；通过所述光刻胶掩膜对所述蓝宝石基底进行刻蚀，以形成多个微结构，包括：调节刻蚀工艺参数，通过多个相互独立的所述第七掩膜图形对所述蓝宝石基底进行刻蚀，在所述蓝宝石基底上形成多个原始微结构，所述原始微结构的底部相互连接；改变刻蚀工艺参数，通过所述光刻胶掩膜对所述多个原始微结构进行修饰，以形成所述微结构，且所述原始微结构相连接的位置形成脊状的所述桥链结构。本专利技术实施例中，通过在蓝宝石基底上设置微结构，并设置相邻的两个所述微结构至少底部通过脊状的桥链结构连接，不仅可以通过微结构减少蓝宝石基底上的平面面积，在外延生长时，减少外延层晶体的应力，使外延层位错减少，晶格缺陷减少，从而保证外延层的质量；同时，利用微结构与外延层形成倾斜的交界面，增加衬底与外延层的反射界面，增大交界面的反射面积，提高光线的反射效率。在此基础上，还可通过微结构之间设置脊状的桥链结构，占据微结构之间的平面，同时使该位置具有凸起结构，与外延层形成交界界面，进一步地避免蓝宝石衬底上外延生长时的位错缺陷，改善外延质量；同时一定程度上还能增加衬底与外延层的反射界面，增大反射界面面积，进一步改善光线的反射效率，使外量子提取率和LED芯片的亮度获得提高，实现高亮度的图形化蓝宝石衬底。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种桥链型图形化蓝宝石衬底的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种桥链型图形化蓝宝石衬底的制备方法流程图；图3是图2所示桥链型图形化蓝宝石衬底制备方法的结构流程图；图4是本专利技术实施例提供的多种桥链型图形化蓝宝石衬底的局部结构示意图；图5是图1所示桥链型图形化蓝宝石衬底的局部俯视图；图6是本专利技术实施例提供的另一种桥链型图形化蓝宝石衬底的局部俯视图；图7和图8是本专利技术实施例提供的两种掩膜版的结构示意图；图9是本专利技术实施例提供的又一种掩膜版的结构示意图；图10和图11是本专利技术实施例提供两种光刻胶掩膜的结构示意图；图12是本专利技术实施例提供又一种光刻胶掩膜的结构示意图；图13是本专利技术实施例提供的另一种桥链型图形化蓝宝石衬底的制备方法流程图；图14是本专利技术实施例提供的又一种掩膜版的结构示意图；图15是本专利技术实施例提供的一种光刻胶掩膜在不同放大倍率下的剖面SEM测试图；图16是本专利技术实施例提供一种桥链型图形化蓝宝石衬底在不同放大倍率下的剖面SEM测试图；图17是本专利技术实施例提供的一种桥链型图形化蓝宝石衬底在不同放大倍率下的俯视SEM测试图；图18是本专利技术实施例提供的又一种桥链型图形化蓝宝石衬底在不同放大倍率下的俯视SEM测试图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。图1是本专利技术实施例提供的一种桥链型图形化蓝宝石衬底的结构示意图，该桥链型图形化蓝宝石衬底包括：蓝宝石基底10；多个微结构20，多个微结构20位于蓝宝石基底10上，相邻的两个微结构20至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种桥链型图形化蓝宝石衬底，其特征在于，包括：/n蓝宝石基底；/n多个微结构，所述多个微结构位于所述蓝宝石基底上，相邻的两个所述微结构至少底部通过脊状的桥链结构连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种桥链型图形化蓝宝石衬底，其特征在于，包括：
蓝宝石基底；
多个微结构，所述多个微结构位于所述蓝宝石基底上，相邻的两个所述微结构至少底部通过脊状的桥链结构连接。


2.根据权利要求1所述的桥链型图形化蓝宝石衬底，其特征在于，由一个所述微结构到另一所述微结构的方向上，连接该两个所述微结构的所述桥链结构的宽度不变或者由大变小再变大。


3.根据权利要求2所述的桥链型图形化蓝宝石衬底，其特征在于，所述桥链结构的宽度为50～1000nm。


4.根据权利要求1所述的桥链型图形化蓝宝石衬底，其特征在于，由一个所述微结构到另一所述微结构的方向上，连接该两个所述微结构的所述桥链结构的高度不变或者由大变小再变大。


5.根据权利要求1所述的桥链型图形化蓝宝石衬底，其特征在于，所述微结构的形状包括圆锥型、圆柱型、圆台型、多棱锥型、多棱柱型、多棱台型中的至少一种。


6.根据权利要求5所述的桥链型图形化蓝宝石衬底，其特征在于，所述微结构的在所述蓝宝石基底上的投影图形的尺寸为0.5～5μm。


7.一种LED外延片，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的桥链型图形化蓝宝石衬底，还包括位于所述桥链型图形化蓝宝石衬底上的外延层。


8.一种桥链型图形化蓝宝石衬底的制备方法，其特征在于，包括：
提供一掩膜版和一蓝宝石基底；
在所述蓝宝石基底上形成光刻胶层；
以所述掩膜版对所述光刻胶层进行曝光显影，形成光刻胶掩膜；
通过所述光刻胶掩膜对所述蓝宝石基底进行刻蚀，以形成多个微结构；其中，相邻的两个所述微结构至少底部通过脊状的桥链结构连接。


9.根据权利要求8所述的桥链型图形化蓝宝石衬底的制备方法，其特征在于，所述掩膜版包括多个第一掩...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈薪安，王子荣，康凯，
申请(专利权)人：广东中图半导体科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44