CN101567415B - 发光二极管芯片衬底结构的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发光二极管芯片衬底结构的制备方法，该方法包括以下步骤：在衬底表面上形成一层金属层；在所得的金属层上形成一层光刻胶膜层；利用回流技术使得到的光刻胶膜层回流；利用深紫外线对光刻胶膜层照射；再次利用回流技术使得到的光刻胶膜层回流以及将光刻胶层中的溶剂挥发干净；通过刻蚀将光刻胶膜层上的图案转移到该衬底上，在该衬底表面上形成多个凸形微结构。该方法可制造出具有优良微结构图形的衬底结构，从而减少发光二极管芯片的界面反射及内部吸收，改善外延生长的缺陷，提高芯片发光效率。
Description
技术领域
本发明涉及发光二极管芯片衬底结构的制备方法，尤其是指提高芯片发光效率的衬底结构的制备方法。
背景技术
发光二极管具有体积小、效率高和寿命长等优点，在交通指示、户外全色显示等领域有着广泛的应用.尤其是利用大功率发光二极管可能实现半导体固态照明，引起人类照明史的革命，从而逐渐成为目前电子学领域的研究热点.为了获得高亮度的LED，关键要提高器件的内量子效率和外量子效率.目前，芯片光提取效率是限制器件外量子效率的主要因素，其主要原因是外延材料、衬底材料以及空气之间的折射率差别较大，导致有源区产生的光在不同折射率材料界面发生全反射而不能导出芯片。
目前已经提出了几种提高芯片光提取效率的方法，主要包括：改变芯片的几何外形，减少光在芯片内部的传播路程，降低光的吸收损耗，如采用倒金字塔结构；控制和改变自发辐射，通常采用谐振腔或光子晶体等结构；采用表面粗糙方法，使光在粗糙的半导体和空气界面发生漫射，增加其投射的机会等。由于发光二极管芯片的衬底对芯片的发光效率有很大的影响，为减少发光二极管芯片的界面反射及内部吸收，可制备具有凸形微结构的发光二极管芯片衬底，该微结构还可有效改善外延生长的缺陷。
中国专利公开号为CN101325237，公开日为2008年12月17日，名称为“一种发光二极管芯片及其制造方法”的申请案公开了一种发光二极管芯片及其制造方法，该方法包括：制备衬底，在该衬底的上表面上形成多个凹凸微结构；在该衬底的上表面上形成缓冲图案层，该缓冲图案层具有多个分别与衬底上的所述凹凸微结构相对应的凹凸微结构；在该缓冲图案层上形成n型半导体层；在该n型半导体层的一部分上形成发光层；在该发光层上形成p型半导体层；以及在该n型半导体的另一部分和p型半导体层上分别形成n电极和p电极。该发明可以提高发光二极管芯片的发光效率。其制备所述凹凸微结构时采用的是常规的光刻技术。
然而，为了制备更佳的凸形微结构，更大地提高发光效率，需要利用回流光刻胶技术。在制备具有凸形微结构衬底时，一方面，回流光刻胶时由于衬底材料蓝宝石的键能对光刻胶有一定的影响，使得光刻胶往往不能回流出理想的凸形微结构；另一方面，常规下光刻胶抗反应离子蚀刻能力较差，经过反应离子蚀刻后，光刻胶易被打入衬底里，使衬底受到污染，光刻胶的图形也不能有效的转移到衬底上，从而不能制造出优良的微结构图形衬底，进而阻碍了芯片发光效率的提高。
鉴于此，实有必要提供一种新的发光二极管芯片衬底结构的制备方法，以制备具有优良的微结构图形的衬底结构。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种发光二极管芯片的衬底结构的制备方法，可制造出具有优良的微结构图形的衬底结构，从而减少发光二极管芯片的界面反射及内部吸收，改善外延生长的缺陷，提高芯片发光效率。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种发光二极管芯片衬底结构的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)在衬底表面上形成一层金属层；
(2)在步骤(1)所得的金属层上形成一层光刻胶膜层；
(3)利用光刻工艺将该光刻胶膜层图形化以形成所期望的图案；
(4)利用回流技术使步骤(3)所得到的光刻胶膜层回流；
(5)利用深紫外线对步骤(4)所得到的光刻胶膜层照射；
(6)再次利用回流技术使步骤(5)所得到的光刻胶膜层回流以及将光刻胶层中的溶剂挥发干净；
(7)利用干法刻蚀的方法将步骤(6)所得到的光刻胶膜层上的图案转移到该衬底上，在该衬底表面上形成多个凸形微结构。
其中，所述步骤(1)中采用电子束蒸镀或溅射技术在衬底表面形成金属层，所述金属层厚度为1nm～100nm。所述金属层选用材料为钛、镍、铝、铬其中之一。
所述步骤(2)中的光刻胶膜层厚度为0.5um～10um。
所述步骤(3)中光刻胶膜层图形化形成的所期望的图案为周期性排列的圆柱或圆台。
所述步骤(4)中的回流技术为平台低温回流技术；回流时的烘烤温度为50℃～250℃，时间为10秒钟～60分钟。
步骤(5)中所述深紫外线的波长为100～300nm，照射角度为0～90°，照射时间为3秒钟～30分钟。
所述步骤(6)中的回流技术是通过加热烘胶台对所述光刻胶膜层高温硬烤；回流时的烘烤温度为200℃～400℃，时间为1分钟～60分钟。
所述步骤(7)中的刻蚀方法为电感耦合等离子体反应离子蚀刻。
所述步骤(7)中衬底表面的多个凸形微结构为周期性排列的凸包形微结构或圆台。所述凸包形微结构的剖面轮廓线为弧线。其中，所述衬底表面的多个凸形微结构的间距为0.5～5um，凸形微结构的底部直径为1～10um，高度为0.1～2.5um，该凸形微结构的侧面与底面所形成的角度大于0°小于等于90°。
该发光二极管芯片衬底结构的制备方法中，所述衬底的材料优选为蓝宝石。
相较于现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明所述的发光二极管芯片衬底结构的制备方法中，通过在衬底上垫一层金属，可隔离蓝宝石衬底键能对光刻胶的影响，光刻胶在金属层表面能够回流出更理想的图形，有利于制造出优良的具有微结构图形的衬底，从而克服了光刻胶直接在衬底表面上回流时无法形成优质的微结构图形的问题。
2、对光刻胶膜层回流时，本发明采用了两次回流的技术，第一次平台低温回流，可使光刻胶膜层的图案更加均匀、清晰；第二次加热烘胶台对光刻胶膜层高温硬烤，通过调节工艺参数可使光刻胶膜层中的溶剂挥发干净，进一步提高其抗干法刻蚀能力。
3、另外，在第二次回流之前用深紫外线对光刻胶膜层照射，可使光刻胶的性质发生变化，提高光刻胶抗干法刻蚀的能力。因而可直接利用光刻胶做掩膜，制造优良的微结构图形，并且有效减少刻蚀后衬底受到污染的情况，减少发光二极管芯片的内部吸收。
4、采用本发明所述方法制备的发光二极管芯片衬底结构，可在衬底上形成优质的凸形微结构，该微结构可以有效减少光的界面反射，降低光的吸收损耗，有效改善外延生长的缺陷，从而提高了发光二极管的发光效率。
附图说明
图1a-1g是本发明发光二极管芯片衬底结构的制备方法的流程示意图。
图2是采用本发明方法所制备的衬底结构的发光二极管芯片的剖面示意图。
图3是采用本发明方法所制备的发光二极管芯片衬底结构表面微结构的形貌照片。
图4是采用本发明方法所制备的发光二极管芯片衬底结构表面微结构的剖面照片。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的具体实施步骤，为了示出的方便附图并未按照比例绘制。
实施例一
首先参照图1a-1g所示的流程示意图，制备发光二极管芯片衬底结构。本发明发光二极管芯片衬底结构的制备方法包括以下步骤：
(1)在衬底10表面上形成一层金属层20。
首先参照图1a，采用电子束蒸镀或溅射技术在衬底10表面形成一层金属层20，其中衬底10的材料优选为蓝宝石。另外，也可采用其它常规的电镀方法形成所述金属层20。制备的金属层20厚度为1nm，其选用材料为钛。由于在蓝宝石衬底10上垫一层金属层20，可隔离蓝宝石衬底10键能对光刻胶的影响，光刻胶在金属层20表面能够回流出更理想的图形。
(2)在步骤(1)所得的金属层20上形成一层光刻胶膜层30：
在所述金属层20上涂敷一层光刻胶膜层30如图1b所示，光刻胶膜层30厚度为0.5um。
(3)利用光刻工艺将该光刻胶膜层30图形化以形成所期望的图案：
如图1c所示，光刻胶膜层30图形化后，其形成的所期望的图案为周期性排列的圆柱。所述光刻工艺为常规工艺，其包括曝光、显影等步骤，为本领域技术人员的公知常识。
(4)利用回流技术使步骤(3)所得到的光刻胶膜层30回流：
该步骤中采用平台低温回流技术，可使得步骤(3)所得到的光刻胶膜层30上的图案更均匀、清晰，如图1d所示。其中，利用烘胶台作为平台，加热烘胶台对所述光刻胶膜层30低温烘烤；回流时的烘烤温度为50℃，时间为60分钟；该工艺参数依光刻胶膜层30的厚度及图案的具体情况而定，通过对工艺参数的控制可得到更为理想的图案。
(5)利用深紫外线40对步骤(4)得到的光刻胶膜层30照射，如图1e所示：
其中，所述深紫外线40的波长为100nm，照射角度为0°，照射时间为3秒钟。
通常深紫外线(DUV)泛指波长小于300nm的紫外线。其中，照射角度是指所述深紫外线40与所述光刻胶膜层30所在平面之间的夹角。采用深紫外线40对光刻胶照射，可使光刻胶的性质发生变化，提高光刻胶抗刻蚀的能力，因而可直接利用光刻胶做掩膜制造优良的微结构图形，并且有效减少刻蚀后衬底10受到污染的情况，减少发光二极管芯片的内部吸收。
(6)再次利用回流技术使步骤(5)所得到的光刻胶膜层30回流，以及将光刻胶层中的溶剂挥发干净：
本步骤中的回流技术是通过加热烘胶台对所述光刻胶膜层30高温硬烤，使光刻胶回流；回流时的烘烤温度为200℃，时间为60分钟。在所述光刻胶膜层30上得到了表面光滑的凸形微结构，如图1f所示。
(7)利用干法刻蚀的方法将步骤(6)所得到的光刻胶膜层30上的图案转移到该衬底10上，在该衬底10表面上形成多个凸形微结构11，如图1g所示。
所述刻蚀方法为电感耦合等离子体反应离子蚀刻，其中步骤(1)中所述金属层20在刻蚀过程中被去除。所得到的衬底10表面的多个凸形微结构11为周期性排列的凸包形微结构。所述凸包形微结构的剖面轮廓线为弧线。其中，所述衬底表面的多个凸形微结构11的间距为0.5um，凸形微结构11的底部直径为1um，高度为0.1um，该凸形微结构11的侧面与底面所形成的角度大于0°小于等于90°。这种周期性排列的微结构图案可以有效减少光的界面反射，降低光的吸收损耗，有效改善外延生长的缺陷，从而提高了发光二极管的发光效率。
制备好该发光二极管芯片衬底结构后，利用该衬底结构制备发光二极管，如图2所示。在步骤(7)所得到的衬底结构上依次形成缓冲层、n型半导体层、发光层、p型半导体，然后制备n电极和p电极。所得到的结构经研磨、抛光及切割等后续工艺，得到发光效率极高的发光二极管。
| LED样品 | 电压/V | 波长/nm | 功率/mW |
| 按实施例一制备的样品 | 3.31 | 461.28 | 6.8 |
| 衬底表面无凸形微结构的常规样品 | 3.32 | 461.88 | 4 |
实施例二
首先参照图1a-1g所示的流程示意图，制备发光二极管芯片衬底结构。本发明发光二极管芯片衬底结构的制备方法包括以下步骤：
(1)在衬底10表面上形成一层金属层20。
首先参照图1a，采用电子束蒸镀或溅射技术在衬底10表面形成一层金属层20，其中衬底10的材料优选为蓝宝石。另外，也可采用其它常规的电镀方法形成所述金属层20。制备的金属层20厚度为5nm，其选用材料为镍。由于在蓝宝石衬底10上垫一层金属层20，可隔离蓝宝石衬底10键能对光刻胶的影响，光刻胶在金属层20表面能够回流出更理想的图形。
(2)在步骤(1)所得的金属层20上形成一层光刻胶膜层30：
在所述金属层20上涂敷一层光刻胶膜层30如图1b所示，所用光刻胶为负胶，光刻胶膜层30厚度为1um。
(3)利用光刻工艺将该光刻胶膜层30图形化以形成所期望的图案：
如图1c所示，光刻胶膜层30图形化后，其形成的所期望的图案为周期性排列的圆台。所述光刻工艺为常规工艺，其包括曝光、显影等步骤，为本领域技术人员的公知常识。
(4)利用回流技术使步骤(3)所得到的光刻胶膜层30回流：
该步骤中采用平台低温回流技术，可使得步骤(3)所得到的光刻胶膜层30上的图案更均匀、清晰，如图1d所示。其中，利用烘胶台作为平台，加热烘胶台对所述光刻胶膜层30低温烘烤；回流时的烘烤温度为100℃，时间为20分钟；该工艺参数依光刻胶膜层30的厚度及图案的具体情况而定，通过对工艺参数的控制可得到更为理想的图案。
(5)利用深紫外线40对步骤(4)得到的光刻胶膜层30照射，如图1e所示：
其中，所述深紫外线40的波长为200nm，照射角度为30°，照射时间为10分钟。
通常深紫外线(DUV)泛指波长小于300nm的紫外线。其中，照射角度是指所述深紫外线40与所述光刻胶膜层30所在平面之间的夹角。采用深紫外线40对光刻胶照射，可使光刻胶的性质发生变化，提高光刻胶抗刻蚀的能力，因而可直接利用光刻胶做掩膜制造优良的微结构图形，并且有效减少刻蚀后衬底10受到污染的情况，减少发光二极管芯片的内部吸收。
(6)再次利用回流技术使步骤(5)所得到的光刻胶膜层30回流，以及将光刻胶层中的溶剂挥发干净：
本步骤中的回流技术是通过加热烘胶台对所述光刻胶膜层30高温硬烤，使光刻胶回流；回流时的烘烤温度为300℃，时间为20分钟。在所述光刻胶膜层30上得到了表面光滑的凸形微结构，如图1f所示。
(7)利用刻蚀的方法将步骤(6)所得到的光刻胶膜层30上的图案转移到该衬底10上，在该衬底10表面上形成多个凸形微结构11，如图1g所示。
所述刻蚀方法为电感耦合等离子体反应离子蚀刻，其中步骤(1)中所述金属层20在刻蚀过程中被去除。所得到的衬底10表面的多个凸形微结构11为周期性排列的凸包形微结构或圆台。所述凸包形微结构的剖面轮廓线为弧线。其中，所述衬底表面的多个凸形微结构11的间距为2um，凸形微结构11的底部直径为3um，高度为1um，该凸形微结构11的侧面与底面所形成的角度大于0°小于等于90°。这种周期性排列的微结构图案可以有效减少光的界面反射，降低光的吸收损耗，有效改善外延生长的缺陷，从而提高了发光二极管的发光效率。
制备好该发光二极管芯片衬底结构后，利用该衬底结构制备发光二极管，如图2所示。在步骤(7)所得到的衬底结构上依次形成缓冲层、n型半导体层、发光层、p型半导体，然后制备n电极和p电极。所得到的结构经研磨、抛光及切割等后续工艺，得到发光效率极高的发光二极管。
| LED样品 | 电压/V | 波长/nm | 功率/mW |
| 按实施例二制备的样品 | 3.30 | 461.48 | 5.8 |
| 衬底表面无凸形微结构的常规样品 | 3.32 | 461.88 | 4 |
实施例三
首先参照图1a-1g所示的流程示意图，制备发光二极管芯片衬底结构。本发明发光二极管芯片衬底结构的制备方法包括以下步骤：
(1)在衬底10表面上形成一层金属层20。
首先参照图1a，采用电子束蒸镀或溅射技术在衬底10表面形成一层金属层20，其中衬底10的材料优选为蓝宝石。另外，也可采用其它常规的电镀方法形成所述金属层20。制备的金属层20厚度为50nm，其选用材料为铝。由于在蓝宝石衬底10上垫一层金属层20，可隔离蓝宝石衬底10键能对光刻胶的影响，光刻胶在金属层20表面能够回流出更理想的图形。
(2)在步骤(1)所得的金属层20上形成一层光刻胶膜层30：
在所述金属层20上涂敷一层光刻胶膜层30如图1b所示，所用光刻胶为负胶，光刻胶膜层30厚度为3um。
(3)利用光刻工艺将该光刻胶膜层30图形化以形成所期望的图案：
如图1c所示，光刻胶膜层30图形化后，其形成的所期望的图案为周期性排列的圆台。所述光刻工艺为常规工艺，其包括曝光、显影等步骤，为本领域技术人员的公知常识。
(4)利用回流技术使步骤(3)所得到的光刻胶膜层30回流：
该步骤中采用平台低温回流技术，可使得步骤(3)所得到的光刻胶膜层30上的图案更均匀、清晰，如图1d所示。其中，利用烘胶台作为平台，加热烘胶台对所述光刻胶膜层30低温烘烤；回流时的烘烤温度为200℃，时间为10分钟；该工艺参数依光刻胶膜层30的厚度及图案的具体情况而定，通过对工艺参数的控制可得到更为理想的图案。
(5)利用深紫外线40对步骤(4)得到的光刻胶膜层30照射，如图1e所示：
其中，所述深紫外线40的波长为300nm，照射角度为60°，照射时间为20分钟。
通常深紫外线(DUV)泛指波长小于300nm的紫外线。其中，照射角度是指所述深紫外线40与所述光刻胶膜层30所在平面之间的夹角。采用深紫外线40对光刻胶照射，可使光刻胶的性质发生变化，提高光刻胶抗刻蚀的能力，因而可直接利用光刻胶做掩膜制造优良的微结构图形，并且有效减少刻蚀后衬底10受到污染的情况，减少发光二极管芯片的内部吸收。
(6)再次利用回流技术使步骤(5)所得到的光刻胶膜层30回流，以及将光刻胶层中的溶剂挥发干净：
本步骤中的回流技术是通过加热烘胶台对所述光刻胶膜层30高温硬烤，使光刻胶回流；回流时的烘烤温度为350℃，时间为10分钟。在所述光刻胶膜层30上得到了表面光滑的凸形微结构，如图1f所示。
(7)利用刻蚀的方法将步骤(6)所得到的光刻胶膜层30上的图案转移到该衬底10上，在该衬底10表面上形成多个凸形微结构11，如图1g所示。
所述刻蚀方法为耦合等离子体反应离子蚀刻，其中步骤(1)中所述金属层20在刻蚀过程中被去除。所得到的衬底10表面的多个凸形微结构11为周期性排列的凸包形微结构或圆台。所述凸包形微结构的剖面轮廓线为弧线。其中，所述衬底表面的多个凸形微结构11的间距为5um，凸形微结构11的底部直径为10um，高度为2.5um，该凸形微结构11的侧面与底面所形成的角度大于0°小于等于90°。这种周期性排列的微结构图案可以有效减少光的界面反射，降低光的吸收损耗，有效改善外延生长的缺陷，从而提高了发光二极管的发光效率。
制备好该发光二极管芯片衬底结构后，利用该衬底结构制备发光二极管，如图2所示。在步骤(7)所得到的衬底结构上依次形成缓冲层、n型半导体层、发光层、p型半导体，然后制备n电极和p电极。所得到的结构经研磨、抛光及切割等后续工艺，得到发光效率极高的发光二极管。
| LED样品 | 电压/V | 波长/nm | 功率/mW |
| 按实施例三制备的样品 | 3.31 | 461.30 | 6.2 |
| 衬底表面无凸形微结构的常规样品 | 3.32 | 461.88 | 4 |
实施例四
首先参照图1a-1g所示的流程示意图，制备发光二极管芯片衬底结构。本发明发光二极管芯片衬底结构的制备方法包括以下步骤：
(1)在衬底10表面上形成一层金属层20。
首先参照图1a，采用电子束蒸镀或溅射技术在衬底10表面形成一层金属层20，其中衬底10的材料优选为蓝宝石。另外，也可采用其它常规的电镀方法形成所述金属层20。制备的金属层20厚度为100nm，其选用材料为铬。由于在蓝宝石衬底10上垫一层金属层20，可隔离蓝宝石衬底10键能对光刻胶的影响，光刻胶在金属层20表面能够回流出更理想的图形。
(2)在步骤(1)所得的金属层20上形成一层光刻胶膜层30：
在所述金属层20上涂敷一层光刻胶膜层30如图1b所示，所用光刻胶为负胶，光刻胶膜层30厚度为10um。
(3)利用光刻工艺将该光刻胶膜层30图形化以形成所期望的图案：
如图1c所示，光刻胶膜层30图形化后，其形成的所期望的图案为周期性排列的圆柱。所述光刻工艺为常规工艺，其包括曝光、显影等步骤，为本领域技术人员的公知常识。
(4)利用回流技术使步骤(3)所得到的光刻胶膜层30回流：
该步骤中采用平台低温回流技术，可使得步骤(3)所得到的光刻胶膜层30上的图案更均匀、清晰，如图1d所示。其中，利用烘胶台作为平台，加热烘胶台对所述光刻胶膜层30低温烘烤；回流时的烘烤温度为250℃，时间为10秒钟；该工艺参数依光刻胶膜层30的厚度及图案的具体情况而定，通过对工艺参数的控制可得到更为理想的图案。
(5)利用深紫外线40对步骤(4)得到的光刻胶膜层30照射，如图1e所示：
其中，所述深紫外线40的波长为300nm，照射角度为90°，照射时间为30分钟。
通常深紫外线(DUV)泛指波长小于300nm的紫外线。其中，照射角度是指所述深紫外线40与所述光刻胶膜层30所在平面之间的夹角。采用深紫外线40对光刻胶照射，可使光刻胶的性质发生变化，提高光刻胶抗刻蚀的能力，因而可直接利用光刻胶做掩膜制造优良的微结构图形，并且有效减少刻蚀后衬底10受到污染的情况，减少发光二极管芯片的内部吸收。
(6)再次利用回流技术使步骤(5)所得到的光刻胶膜层30回流，以及将光刻胶层中的溶剂挥发干净：
本步骤中的回流技术是通过加热烘胶台对所述光刻胶膜层30高温硬烤，使光刻胶回流；回流时的烘烤温度为400℃，时间为1分钟。在所述光刻胶膜层30上得到了表面光滑的凸形微结构，如图1f所示。
(7)利用刻蚀的方法将步骤(6)所得到的光刻胶膜层30上的图案转移到该衬底10上，在该衬底10表面上形成多个凸形微结构11，如图1g所示。
所述刻蚀方法为耦合等离子体反应离子蚀刻，其中步骤(1)中所述金属层20在刻蚀过程中被去除。所得到的衬底10表面的多个凸形微结构11为周期性排列的圆台。其中，所述衬底表面的多个凸形微结构11的间距为5um，凸形微结构11的底部直径为10um，高度为2.5um，该凸形微结构11的侧面与底面所形成的角度大于0°小于等于90°。这种周期性排列的微结构图案可以有效减少光的界面反射，降低光的吸收损耗，有效改善外延生长的缺陷，从而提高了发光二极管的发光效率。
制备好该发光二极管芯片衬底结构后，利用该衬底结构制备发光二极管，如图2所示。在步骤(7)所得到的衬底结构上依次形成缓冲层、n型半导体层、发光层、p型半导体，然后制备n电极和p电极。所得到的结构经研磨、抛光及切割等后续工艺，得到发光效率极高的发光二极管。
| LED样品 | 电压/V | 波长/nm | 功率/mW |
| 按实施例三制备的样品 | 3.31 | 461.33 | 6.5 |
| 衬底表面无凸形微结构的常规样品 | 3.32 | 461.88 | 4 |
[0112]图3、图4为实施例一中发光二极管芯片衬底结构表面微结构的形貌照片。可见，表面的凸包形微结构的剖面轮廓线为弧线，且所得凸包形微结构表面光滑，轮廓清晰。采用所得衬底结构制备的发光二极管芯片，由于采用了具有优质的微结构的衬底，可以减少光的界面反射，降低光的吸收损耗，有效改善外延生长的缺陷，有极高的发光效率。
通过对比实验，从测试数据可以看出，采用本发明所述方法制造的衬底的管芯比采用普通蓝宝石衬底的管芯发光效率平均高30-60％。
本发明中涉及的其他工艺条件为常规工艺条件，属于本领域技术人员熟悉的范畴，在此不再赘述。
上述实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案。任何不脱离本发明精神和范围的技术方案均应涵盖在本发明的专利申请范围当中。
Claims (14)
1.一种发光二极管芯片衬底结构的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)在衬底表面上形成一层金属层；
(2)在步骤(1)所得的金属层上形成一层光刻胶膜层；
(3)利用光刻工艺将该光刻胶膜层图形化以形成所期望的图案；
(4)利用回流技术使步骤(3)所得到的光刻胶膜层回流；
(5)利用深紫外线对步骤(4)所得到的光刻胶膜层照射；
(6)再次利用回流技术使步骤(5)所得到的光刻胶膜层回流以及将光刻胶层中的溶剂挥发干净；
(7)利用干法刻蚀的方法将步骤(6)所得到的光刻胶膜层上的图案转移到该衬底上，在该衬底表面上形成多个凸形微结构。
2.根据权利要求1所述的发光二极管芯片衬底结构的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中采用电子束蒸镀或溅射技术在衬底表面形成金属层。
3.根据权利要求1所述的发光二极管芯片衬底结构的制备方法，其特征在于：所述金属层厚度为1nm～100nm。
4.根据权利要求1或3所述的发光二极管芯片衬底结构的制备方法，其特征在于：所述金属层选用材料为钛、镍、铝、铬其中之一。
5.根据权利要求1所述的发光二极管芯片衬底结构的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的光刻胶膜层厚度为0.5um～10um。
6.根据权利要求1所述的发光二极管芯片衬底结构的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中光刻胶膜层图形化形成的所期望的图案为周期性排列的圆柱或圆台。
7.根据权利要求1所述的发光二极管芯片衬底结构的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中的回流技术为平台低温回流技术；回流时的烘烤温度为50℃～250℃，时间为10秒钟～60分钟。
8.根据权利要求1所述的发光二极管芯片衬底结构的制备方法，其特征在于：步骤(5)所述深紫外线的波长为100～300nm，照射角度为0～90°，照射时间为3秒钟～30分钟。
9.根据权利要求1所述的发光二极管芯片衬底结构的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中的回流技术是通过加热烘胶台对所述光刻胶膜层高温硬烤；回流时的烘烤温度为200℃～400℃，时间为1分钟～60分钟。
10.根据权利要求1所述的发光二极管芯片衬底结构的制备方法，其特征在于：所述步骤(7)中的刻蚀方法为电感耦合等离子体反应离子蚀刻。
11.根据权利要求1所述的发光二极管芯片衬底结构的制备方法，其特征在于：所述步骤(7)中衬底表面的多个凸形微结构为周期性排列的凸包形微结构或圆台。
12.根据权利要求11所述的发光二极管芯片衬底结构的制备方法，其特征在于：所述凸包形微结构的剖面轮廓线为弧线。
13.根据权利要求11所述的发光二极管芯片衬底结构的制备方法，其特征在于：所述衬底表面的多个凸形微结构的间距为0.5～5um，凸形微结构的底部直径为1～10um，高度为0.1～2.5um，该凸形微结构的侧面与底面所形成的角度大于0°小于等于90°。
14.根据权利要求1所述的发光二极管芯片衬底结构的制备方法，其特征在于：所述衬底的材料为蓝宝石。
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