本发明专利技术公开了一种发光二极管、发光装置及发光二极管的制备方法，所述发光二极管包括图形化衬底、覆盖于图形化衬底的缓冲层及发光结构，其中，图形化衬底包括衬底以及形成在衬底表面的若干个间隔设置的图形结构；图形结构包括形成于衬底的表面的第一部分以及形成在第一部分上方的第二部分，第一部分与第二部分的材料不同；缓冲层包括第一子缓冲层和第二子缓冲层，第一子缓冲层覆盖于图形结构的第一部分的表面及间隔设置的图形结构之间；第二子缓冲层覆盖于图形结构的第二部分的表面，第一子缓冲层的厚度大于第二子缓冲层的厚度。本发明专利技术能够提高外延磊晶面积，同时减小外延层内的晶格缺陷，提高LED的发光效率。提高LED的发光效率。提高LED的发光效率。
【技术实现步骤摘要】
一种发光二极管、发光装置及发光二极管的制备方法
[0001]本专利技术涉及半导体器件
，具体涉及一种发光二极管、发光装置及发光二极管的制备方法。
技术介绍
[0002]发光二极管(LED)具有使用寿命长，光效高的特点，因而正在取代人们一直以来使用的传统光源。目前，行业内主要采用金属有机化合物化学气相沉积法(MOCVD)来制备LED外延片，由于在生产过程中存在误差和晶格失配等因素，制备出的GaN材料具有位错密度高、产品质量提高难等缺陷。
[0003]为了抑制位错的产生，得到低位错密度、高晶体质量的外延层，现有技术中发展了图形化衬底技术。图形化衬底技术通过在异质衬底表面制作具有细微结构的图形，然后在这种图形化的衬底表面进行LED材料外延。图形化衬底通过其细微结构对光波形成散漫或漫反射，增加光子的逃逸几率，从而能够提高LED的发光亮度。现有技术中往往会在图形化衬底的图形顶部设置一层低折射率材料层，以提高光萃取效率。但是，由于该低折射率材料层上无法直接生长外延层，导致外延磊晶面积变小，外延磊晶过程也变得更加的困难，进而不利于生长出高质量的外延层。
技术实现思路
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种发光二极管、发光装置及发光二极管的制备方法，以增加外延磊晶的面积，并提高外延质量。
[0005]为了实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种发光二极管，包括依次层叠的图形化衬底、缓冲层和发光结构，其中：
[0006]图形化衬底，包括衬底以及形成在衬底表面的若干个间隔设置的图形结构；图形结构包括形成于衬底的表面的第一部分以及形成在第一部分上方的第二部分，第一部分和第二部分的材料不同；
[0007]缓冲层，覆盖于图形化衬底的表面，缓冲层包括第一子缓冲层和第二子缓冲层，第一子缓冲层覆盖于图形结构的第一部分的表面及间隔设置的图形结构之间；第二子缓冲层覆盖于图形结构的第二部分的表面，第一子缓冲层的厚度大于第二子缓冲层的厚度。
[0008]可选地，第一子缓冲层的厚度介于
[0009]可选地，第二子缓冲层的厚度介于
[0010]可选地，第一子缓冲层或第二子缓冲层的材料包括AlN、AlGaN或AlInGaN中的一种。
[0011]可选地，第一子缓冲层或第二子缓冲层中的Al组分的含量大于5％。
[0012]可选地，图形结构形成为直径自图形结构的底部向顶部逐渐递减的锥形结构。
[0013]可选地，在垂直于衬底的表面的方向上，图形结构的高度h介于1.4μm～2.4μm。
[0014]可选地，相邻图形结构的中心之间的距离d介于2.2μm～3.5μm。
[0015]可选地，第二部分的材料的折射率小于第一部分的材料的折射率。
[0016]可选地，图形结构的第一部分的材料与衬底的材料相同。
[0017]可选地，图形结构的第一部分的材料与衬底的材料不同，第一部分的材料的折射率小于衬底的材料的折射率。
[0018]可选地，衬底的材料包括蓝宝石、Si、GaN或ZnO中的一种。
[0019]可选地，第二部分的材料包括SiO2、Si3N4、ZnO2、Si、SiC、GaAs、Ti3O5、TiO2中的一种或多种。
[0020]可选地，衬底与第一部分的材料为蓝宝石，第二部分的材料为二氧化硅。
[0021]可选地，第一部分的侧壁具有第一倾斜度，第二部分的侧壁具有第二倾斜度，第一倾斜度与第二倾斜度的取值相同或不同。
[0022]本专利技术还提供一种发光二极管，包括依次层叠的图形化衬底、缓冲层和发光结构，其中：
[0023]图形化衬底，包括衬底以及形成在衬底表面的若干个间隔设置的图形结构；
[0024]缓冲层，覆盖于图形化衬底的表面，缓冲层包括第一子缓冲层和第二子缓冲层，第一子缓冲层覆盖于衬底的表面，第二子缓冲层覆盖于图形结构的表面，第一子缓冲层的厚度大于第二子缓冲层的厚度。
[0025]可选地，第一子缓冲层的厚度介于
[0026]可选地，第二子缓冲层的厚度介于
[0027]可选地，第一子缓冲层或第二子缓冲层的材料包括AlN、AlGaN或AlInGaN中的一种。
[0028]可选地，第一子缓冲层或第二子缓冲层中的Al组分的含量大于5％。
[0029]可选地，图形结构材料与衬底的材料不同，图形结构的材料的折射率小于衬底的材料的折射率。
[0030]可选地，衬底的材料为蓝宝石，图形结构的材料为二氧化硅。
[0031]可选地，所述发光结构为设置于缓冲层上方的外延层，外延层在缓冲层的上方依次包括第一半导体层、有源层和第二半导体层。
[0032]本专利技术还提供一种发光装置，包括上述发光二极管。
[0033]本专利技术还提供一种发光二极管的制备方法，包括：
[0034]提供一图形化衬底，图形化衬底包括衬底以及形成在衬底表面的若干个间隔设置的图形结构；图形结构包括形成于衬底的表面的第一部分以及形成在第一部分上方的第二部分，所述第一部分的材料与所述第二部分的材料不同；
[0035]在图形化衬底的表面形成缓冲层，其中，在图形结构的第一部分的表面以及间隔设置的图形结构之间形成第一子缓冲层，在图形结构的第二部分的表面形成第二子缓冲层，使第一子缓冲层的厚度大于第二子缓冲层的厚度。
[0036]可选地，还包括：在缓冲层的上方依次形成第一半导体层、有源层和第二半导体层。
[0037]与现有技术相比，本专利技术所述的发光二极管、发光装置及发光二极管的制备方法至少具备如下有益效果：
[0038]本专利技术所述LED外延片衬底结构在图形化衬底的第一部分的表面形成第一子缓冲
层，在无法进行外延生长的第二部分的表面形成第二子缓冲层，其中，由于第二部分的表面的第二子缓冲层表面能够生长外延层，因而增加了图形化衬底表面的外延磊晶面积。设置第二子缓冲层的厚度小于第一子缓冲层的厚度，一方面，使第一子缓冲层与第一部分的底面的夹角小于第二子缓冲层与第二部分的底面的夹角，减小生长于图形结构表面外延层内的晶格位错。另一方面，第二部分表面的第二子缓冲层的厚度较小，能够尽可能的减小第二子缓冲层内的晶格缺陷，避免第二子缓冲层内的晶格缺陷过多对生长于第二子缓冲层表面的外延层质量的影响，因此，本专利技术能够提高外延磊晶面积，同时减小外延层内的晶格缺陷，提高LED的发光效率。
[0039]本专利技术所述的发光二极管及发光装置均包括上述LED外延片衬底结构，同样地，能实现上述效果。
附图说明
[0040]图1为本专利技术一实施例中所述LED外延片衬底结构的结构示意图；
[0041]图2为本专利技术一实施例中所述LED外延片衬底结构的结构示意图；
[0042]图3为本专利技术一实施例中所述LED外延片衬底结构的结构示意图；
[0043]图4为本专利技术一实施例中所述LED外延片衬底结构的结构示意图；
[0044]图5为本专利技术实施例所述发光二极本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种发光二极管，包括依次层叠的图形化衬底、缓冲层和发光结构，其特征在于，所述图形化衬底，包括衬底以及形成在衬底表面的若干个间隔设置的图形结构；所述图形结构包括形成于所述衬底的表面的第一部分以及形成在所述第一部分上方的第二部分，所述第一部分的材料与所述第二部分的材料不同；所述缓冲层，覆盖于所述图形化衬底的表面，所述缓冲层包括第一子缓冲层和第二子缓冲层，所述第一子缓冲层覆盖于所述图形结构的第一部分的表面及间隔设置的图形结构之间；所述第二子缓冲层覆盖于所述图形结构的第二部分的表面，所述第一子缓冲层的厚度大于所述第二子缓冲层的厚度。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一子缓冲层的厚度介于2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一子缓冲层的厚度介于3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第二子缓冲层的厚度介于3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第二子缓冲层的厚度介于4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一子缓冲层或所述第二子缓冲层的材料包括AlN、AlGaN或AlInGaN中的一种。5.根据权利要求4所述的发光二极管，其特征在于，所述第一子缓冲层或所述第二子缓冲层中的Al组分的含量大于5％。6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述图形结构形成为直径自所述图形结构的底部向顶部逐渐递减的锥形结构。7.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，在垂直于所述衬底的表面的方向上，所述图形结构的高度h介于1.4μm～2.4μm。8.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，相邻所述图形结构的中心之间的距离d介于2.2μm～3.5μm。9.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第二部分的材料的折射率小于所述第一部分的材料的折射率。10.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述图形结构的第一部分的材料与所述衬底的材料相同。11.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述图形结构的第一部分的材料与所述衬底的材料不同，所述第一部分的材料的折射率小于所述衬底的材料的折射率。12.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述衬底的材料包括蓝宝石、Si、GaN或ZnO中的一种。13.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第二部分的材料包括SiO2、Si3N4、ZnO2、Si、SiC、GaAs、Ti3O5、TiO2中的一种或多种。14.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述衬底与所述第一部分的材料为蓝宝石，所述第二部分的材料为二氧化硅。15.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：王瑜，师修磊，钱承红，周宏敏，唐超，董金矿，马明彬，李遥，赵豆豆，李政鸿，林兓兓，
申请(专利权)人：安徽三安光电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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