图形化磁性复合衬底及包含该衬底的LED外延结构及芯片制造技术

本发明专利技术涉及半导体技术领域，公开了一种图形化磁性复合衬底及包含该衬底的LED外延结构及芯片，包括衬底本体（110），以及设置于该衬底本体上的周期性的凸起结构（120），凸起结构包括底部图案层（121）、顶部图案层（123），以及位于两者之间的磁性插入层（122），且磁性插入层的材料不同于顶部图案层和底部图案层的材料。本发明专利技术中的图形化磁性复合衬底一方面能够避免在LED芯片生产过程中加入磁性材料导致的LED晶体质量变差、发光效率低下的问题；另一方面，由于包含该磁性复合衬底的LED芯片具有磁性，在微型LED巨量转移时，磁力转移装置加磁吸取磁性衬底，完成微型LED的转移。完成微型LED的转移。完成微型LED的转移。

【技术实现步骤摘要】
图形化磁性复合衬底及包含该衬底的LED外延结构及芯片
[0001]

[0002]本专利技术涉及半导体领域，特别涉及一种图形化磁性复合衬底及包含该衬底的LED外延结构及芯片。

技术介绍

[0003]目前微缩化LED技术的研究重点和难点主要是巨量转移技术，其中一种巨量转移技术中，将大量LED芯粒通过热熔胶粘于磁性基板上，再使用磁性装置吸附磁性基板，再将吸附LED芯粒的磁性装置一起转移至PCB板上，达到巨量转移LED芯粒的目的。但使用此技术需要将芯粒通过热熔胶粘于磁性基板上，转移芯粒后需将芯粒去除磁性基板，工艺繁琐且良率不易控制。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种图形化磁性复合衬底及包含该衬底的LED外延结构及芯片，一方面能够避免在LED芯片生产过程中加入磁性材料导致的LED晶体质量变差、发光效率低下的问题；另一方面，由于包含该磁性复合衬底的LED芯片具有磁性，使得在微缩化LED巨量转移技术中，可直接使用磁性装置吸附LED芯粒转移，简化了工艺步骤，提高巨量转移技术的稳定性。
[0005]技术方案：本专利技术提供了一种图形化磁性复合衬底，包括衬底本体，以及设置于该衬底本体上的周期性的凸起结构，所述凸起结构包括底部图案层、顶部图案层，以及位于两者之间的磁性插入层，且所述磁性插入层的材料不同于所述顶部图案层和所述底部图案层的材料。
[0006]优选地，所述磁性插入层包含至少一种磁性材料。
[0007]优选地，所述磁性插入层的材料非导体磁性材料或导体磁性材料；所述非导体磁性材料为Fe3O4；所述导体磁性材料为以下任意一种或其组合：Ni
‑
铁氧化磁性材料、Mn
‑
铁氧化磁性材料。
[0008]优选地，若所述磁性插入层的材料为导体磁性材料，则所述顶部图案层的底部包裹住所述磁性插入层的外壁并延伸至与所述底部图案层的顶部无缝衔接。若磁性插入层为导体，可能会出现局部电流过大，降低器件的稳定性的情况，本申请将导体磁性材料的磁性插入层通过顶部图案层包裹起来，避免出现上述情况。
[0009]优选地，所述磁性插入层为纳米颗粒状。磁性插入层为纳米颗粒状可以均匀地分布在顶部图案层与底部图案层之间的夹层中。
[0010]优选地，所述顶部图案层、磁性插入层和底部图案层的高度比为0.05~0.95：0.1~0.5：0.1~0.95。
[0011]优选地，所述顶部图案层的材料为SiO2、Si3N4、SiC或Si。
[0012]优选地，所述底部图案层与所述衬底本体为一体结构且材质相同。
[0013]优选地，所述底部图案层的材料为蓝宝石。
[0014]优选地，所述凸起结构为圆锥形、弧形、圆柱形、梯形圆台形、三角锥形或梯形六边台形。
[0015]优选地，所述周期性的凸起结构的周期P为0.1~5um；所述凸起结构的底面直径D为0.1~5um，高度H为0.1~5um。
[0016]进一步地，一种LED外延结构，包括所述的图形化磁性复合衬底。
[0017]进一步地，一种LED芯片，包括所述的图形化磁性复合衬底。
[0018]有益效果：本申请中的图形化磁性复合衬底中，在底部图案层与顶部图案层之间设置磁性插入层，使得该图形化磁性复合衬底具有一定的磁性，制备出磁性复合衬底，后续制备LED芯片的过程中，能够在不改变原有LED芯片结构的基础上，给LED芯片加上磁性。将图形化磁性复合衬底制作成具有磁性，一方面能够避免在LED芯片生产过程中加入磁性材料导致的LED晶体质量变差、发光效率低下的问题；另一方面，由于包含该磁性复合衬底的LED芯片具有磁性，使得在微缩化LED巨量转移技术中，可直接使用磁性装置吸附LED芯粒转移，简化了工艺步骤，提高巨量转移技术的稳定性。
附图说明
[0019]图1为现有技术中图形化复合基底的结构示意图；图2为实施方式1中图形化磁性复合衬底的结构示意图；图3为实施方式3中图形化磁性复合衬底的结构示意图；图4为实施方式4中图形化磁性复合衬底的结构示意图；图5为实施方式7中LED外延结构的结构示意图；图6为实施方式8中LED芯片的结构示意图。
具体实施方式
[0020]下面结合附图对本专利技术进行详细的介绍。
[0021]实施方式1：本实施方式提供了一种图形化磁性复合衬底，如图2所示，包括蓝宝石的衬底本体110，以及设置于该衬底本体110上的周期性圆锥形凸起结构120，凸起结构120的周期P为2μm，底面直径D为2μm，高度H为2um。凸起结构120包括高度比为0.25：0.5：0.5的底部图案层121、顶部图案层123，以及位于两者之间的磁性插入层122，底部图案层121与衬底本体110为一体结构且均为蓝宝石材质，顶部图案层123的材料为SiO2、Si3N4、SiC或Si；磁性插入层122的材料为Fe3O4非导体磁性材料。
[0022]实施方式2：本实施方式与实施方式1大致相同，不同点仅在于，本实施方式中的凸起结构为弧形，如图3，本实施方式中的磁性插入层122的材料为Ni
‑
铁氧化导体磁性材料、Mn
‑
铁氧化导体磁性材料；为了避免局部电流过大，降低器件的稳定性，本实施方式中将顶部图案层123的底部设计成包裹住磁性插入层122的外壁并延伸至与底部图案层121的顶部无缝衔接。
[0023]除此之外，本实施方式与实施方式1完全相同，此处不做赘述。
[0024]实施方式3：本实施方式与实施方式1大致相同，不同点仅在于，如图4，本实施方式中的磁性插入层122微纳米颗粒状，可以均匀地分布在顶部图案层与底部图案层之间的夹层中。
[0025]除此之外，本实施方式与实施方式1完全相同，此处不做赘述。
[0026]实施方式4：本实施方式与实施方式1大致相同，不同点仅在于，周期性凸起结构120的周期P为3μm，底面直径D为3μm，高度H为3um。
[0027]除此之外，本实施方式与实施方式1完全相同，此处不做赘述。
[0028]实施方式5：本实施方式与实施方式1大致相同，不同点仅在于，凸起结构120中底部图案层121、顶部图案层123和磁性插入层122的高度比为0.8：0.3：0.8。
[0029]除此之外，本实施方式与实施方式1完全相同，此处不做赘述。
[0030]实施方式6：本实施方式与实施方式1大致相同，不同点仅在于，凸起结构120中底部图案层121、顶部图案层123和磁性插入层122的高度比为0.4：0.4：0.4。
[0031]除此之外，本实施方式与实施方式1完全相同，此处不做赘述。
[0032]实施方式7：本实施方式提供了一种LED外延结构，如图5所示，包括上述各实施方式中任一实施方式中的图形化磁性复合衬底100，还包括设置在该图形化磁性复合衬底100之上的N型半导体层200、多量子阱层300和P型半导体层400。
[0033]实施方式8：本实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图形化磁性复合衬底，其特征在于，包括衬底本体（110），以及设置于该衬底本体（110）上的周期性的凸起结构（120），所述凸起结构（120）包括底部图案层（121）、顶部图案层（123），以及位于两者之间的磁性插入层（122），且所述磁性插入层（122）的材料不同于所述顶部图案层（123）和所述底部图案层（121）的材料。2.根据权利要求1所述的图形化磁性复合衬底，其特征在于，所述磁性插入层（122）包含至少一种磁性材料，所述磁性插入层（122）的材料为非导体磁性材料或导体磁性材料；所述非导体磁性材料为Fe3O4；所述导体磁性材料为以下任意一种或其组合：Ni
‑
铁氧化导体磁性材料、Mn
‑
铁氧化导体磁性材料。3.根据权利要求2所述的图形化磁性复合衬底，其特征在于，若所述磁性插入层（122）的材料为导体磁性材料，则所述顶部图案层（123）的底部包裹住所述磁性插入层（122）的外壁并延伸至与所述底部图案层（121）的顶部无缝衔接。4.根据权利要求1所述的图形化磁性复合衬底，其特征在于，所述磁性插入层（122）为纳米颗粒状。5.根据权利要求1所述的图形化磁性...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭园，吕腾飞，宋长伟，程志青，芦玲，
申请(专利权)人：淮安澳洋顺昌光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：