一种图形化衬底及发光二极管制造技术

本实用新型专利技术提供一种图形化衬底及发光二极管，图形化衬底的表面形成有图形阵列，图形阵列由若干凹陷单元阵列而成，凹陷单元由图形化衬底的表面向内凹陷所形成，凹陷单元的横截面积随凹陷单元的凹陷深度的增大而均匀减小，使凹陷单元的内侧面形成为有效反光的斜面，凹陷单元的底面面积大于0。本实用新型专利技术当中的衬底图形单元为衬底表面向内凹陷形成的凹陷单元，该凹陷单元的横截面积随凹陷单元的凹陷深度的增大而均匀减小，使凹陷单元的内侧面形成为有效反光的斜面，同时凹陷单元的底面面积大于0，这种凹陷单元相比于传统的圆锥形山包结构的图形单元在相同规格下，具有更高的有效反光面积，从而提升了图形单元的有效反光面积，提升LED亮度。提升LED亮度。提升LED亮度。

【技术实现步骤摘要】
一种图形化衬底及发光二极管


[0001]本技术涉及半导体
，特别涉及一种图形化衬底及发光二极管。

技术介绍

[0002]发光二极管(Light Emitting Diode，简称：LED)是一种能发光的半导体电子元件，由于其体积小、亮度高、能耗低等特点，吸引了越来越多研究者的注意。发光二极管通常包括衬底及在衬底之上外延生长的外延层。
[0003]图形化衬底是在衬底抛光片上通过黄光制程和刻蚀技术在衬底表面形成阵列图形。图形化衬底可以大幅度提高LED的亮度，是目前半导体照明产业的主流衬底。如图1所示，目前主流的衬底图形就是不同尺寸的类似圆锥形山包1，其阵列在衬底表面。但是这种圆锥形山包的图形单元的有效反光面积较小，导致对LED亮度的提升也比较有限。

技术实现思路

[0004]基于此，本技术的目的是提供一种图形化衬底及发光二极管，旨在解决现有图形化衬底的图形单元的有效反光面积小的技术问题。
[0005]根据本技术实施例当中的一种图形化衬底，所述图形化衬底的表面形成有图形阵列，所述图形阵列由若干凹陷单元阵列而成，所述凹陷单元由所述图形化衬底的表面向内凹陷所形成，所述凹陷单元的横截面积随所述凹陷单元的凹陷深度的增大而均匀减小，使所述凹陷单元的内侧面形成为有效反光的斜面，所述凹陷单元的底面面积大于0。
[0006]优选地，所述凹陷单元的底面宽度为0.2～5um。
[0007]优选地，所述凹陷单元的宽高比为1.55～1.75。
[0008]优选地，所述凹陷单元的内侧面与底面的夹角为110～130
°
。
[0009]优选地，所述若干凹陷单元阵列的pitch值在0.5～5um之间。
[0010]优选地，所述凹陷单元的顶面和底面在同一中轴线上。
[0011]优选地，所述凹陷单元的横截面为圆形、椭圆形或正多边形。
[0012]优选地，所述图形化衬底为2寸、4寸、6寸或8寸的图形化蓝宝石衬底。
[0013]根据本技术实施例当中的一种发光二极管，包括衬底以及外延生长在所述衬底上的外延层，所述衬底为上述的图形化衬底，所述外延层外延生长于所述图形化衬底的形成有图形阵列的表面上。
[0014]与现有技术相比：本技术当中的衬底图形单元为衬底表面向内凹陷形成的凹陷单元，该凹陷单元的横截面积随凹陷单元的凹陷深度的增大而均匀减小，使凹陷单元的内侧面形成为有效反光的斜面，同时凹陷单元的底面面积大于0，这种凹陷单元相比于传统的圆锥形山包结构的图形单元在相同规格下，具有更高的有效反光面积，从而提升了图形单元的有效反光面积，提升LED亮度。
附图说明
[0015]图1为现有技术当中的图形化衬底的截面结构示意图；
[0016]图2为本技术实施例一当中的图形化衬底的结构示意图；
[0017]图3为图2当中A
‑
A线的截面结构示意图。
[0018]如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本技术。
具体实施方式
[0019]为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的若干实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容更加透彻全面。
[0020]需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0021]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0022]实施例一
[0023]请参阅图2
‑
图3，所示为本技术实施例一中的图形化衬底，图形化衬底的表面形成有图形阵列，图形阵列由若干凹陷单元2阵列而成，在本实施例当中，凹陷单元2由图形化衬底的表面向内凹陷所形成，并且凹陷单元2的横截面积随凹陷单元2的凹陷深度的增大而均匀减小，使凹陷单元2的内侧面形成为有效反光的斜面，凹陷单元2的底面面积大于0，这种结构的凹陷单元2相比于传统的圆锥形山包结构的图形单元在相同规格下，具有更高的有效反光面积。
[0024]需要说明的是，凹陷单元2的横截面不做严格限制，可以为圆形、椭圆形或多边形，在较佳实施例当中，凹陷单元2的横截面优选为正多边形，例如正方形、正五边形、正六边形等，并且凹陷单元2的顶面和底面优选在同一中轴线上，这样能够保证凹陷单元2各内表面的有效反光作用相等，提升反光效果。
[0025]在本实施例当中，凹陷单元2的横截面具体为正方形，即凹陷单元2的顶面及底面均为正方形，并且凹陷单元2的顶面及底面在同一中轴线上，形成了4个倾斜角度、面积相等的内侧面(也即斜面，为倒梯形结构)，此外，在本实施例当中，若干凹陷单元2阵列的pitch值(间隔)为3um，凹陷单元2的底面宽度为1.2um，凹陷单元2的凹陷深度为1.8um，凹陷单元2的顶面宽度为3um，宽高比为1.67，凹陷单元2的内侧面与底面的夹角为116.57
°
，本凹陷单元2的有效反光面积为4个倒梯形的斜面面积之和，根据梯形面积公式可得，本凹陷单元2的有效反光面积为：在实际应用当中，图形化衬底具体可以为2寸、4寸、6寸或8寸的图形化蓝宝石衬底。在其他实施例当中，当凹陷单元2的横截面形状为圆形或椭圆形时，有效反光面积可根据圆台或椭圆台的侧面积计算公式来
计算，而当凹陷单元2的横截面形状为其它正多边形或多边形时，依然可以根据上述的梯形面积公式计算。在其它实施例当中，若干凹陷单元阵列的pitch值还可以在0.5～5um之间的任意值，例如为3.5um。
[0026]在相同规格下，即传统的圆锥形山包结构的图形单元的阵列pitch值同为3um、圆锥形山包的最大半径(也即图形最大宽度)也为3um、高度也为1.8um下(如图1所示)，根据圆锥的侧面积公式，传统的圆锥形山包结构的图形单元的理论有效反光面积为实际由于光刻线宽限制以及后期MOCVD工艺匹配问题，圆锥形山包的最大半径很难实现3um的理论值，一般只能做到2.8um，因此传统的圆锥形山包结构的图形单元的实际有效反光面积为因此在相同规格下，本实施例当中的凹陷单元2的有效反光面积比传统的圆锥形山包结构的图形单元的实际有效反光面积多6.877um2，经过测试，传统的圆锥形山包结构的图形单元对LED的最终的出光效率提升3％，而本专利技术图形化衬底可以对LED的最终的出光效率提升4.5％，效果提升明显。
[0027本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图形化衬底，其特征在于，所述图形化衬底的表面形成有图形阵列，所述图形阵列由若干凹陷单元阵列而成，所述凹陷单元由所述图形化衬底的表面向内凹陷所形成，所述凹陷单元的横截面积随所述凹陷单元的凹陷深度的增大而均匀减小，使所述凹陷单元的内侧面形成为有效反光的斜面，所述凹陷单元的底面面积大于0。2.根据权利要求1所述的图形化衬底，其特征在于，所述凹陷单元的底面宽度为0.2～5um。3.根据权利要求2所述的图形化衬底，其特征在于，所述凹陷单元的宽高比为1.55～1.75。4.根据权利要求3所述的图形化衬底，其特征在于，所述凹陷单元的内侧面与底面的夹角为110～130
°
。5.根据权利要求1所述的图形化衬底，其特征在于，所述若干凹陷单元阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：田晓强，郭文凯，范绅钺，文国昇，
申请(专利权)人：江西兆驰半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：