CN102169949A - 一种发光二极管基板及其制造方法 - Google Patents

一种发光二极管基板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种发光二极管基板，所述的基板表面分布有复数个规则形状的凹陷。本发明还公开了一种发光二极管基板制造方法，包括如下步骤1)在发光二极管基板表面生成不稳定的氧化镓键；2)将氧化镓键从基板表面分解并形成复数个规则形状的凹陷。本发明解决了现有技术的缺点，提供了一种品质稳定、发光二极管亮度高的发光二极管基板及其制造方法。

Description

一种发光二极管基板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种发光二极管基板及其制造方法。
背景技术
发光二极管(LED)是利用半导体材料中的电子与空穴结合时能量带位阶的改变，以发光形式，释放出能量。目前在市场上应用的发光二极管所发出的光为红、绿、蓝及白光等多种。由于发光二极管具有体积小、寿命长、驱动电压低、耗电量低、反应速率快、耐震性佳等优点，可应用在银行汇率看板、汽车第三煞车灯、交通标志、户外信息看板与日常照明等各种应用领域中。
业界要提升发光二极管的亮度，一般通过两种方法：1)提升发光二极管芯片的发光效率，其通过提升发光二极管芯片的光电转换效率或增加发光二极管芯片的大小；2)提升发光二极管芯片的光学利用率，其通过发光二极管外部封装结构，减少光的损耗。LED的亮度，特别是白光LED，随着LED芯片的工作环境温度变化十分大。温度升高时，LED的亮度会大幅度降低，LED的寿命也会大幅度缩短。现有技术的LED结构是在一支架上形成碗部，于碗部内设置一芯片，并由支架上延伸出两根电源接脚，将两根电源接脚焊接于电路板的焊点上，此种直立式发光二极管虽然其碗部较深可提高发光效率，但因其仅利用一根电源接脚散热，散热效率差，而散热效果的优劣程度与发光效率成正比，散热效果越差时，发光效率越差，因此前述直立式发光LED灯的散热效果差。另外，LED中所用的环氧树脂亦会因为温度的上升及环氧树脂老化，导致LED亮度大幅度降低及寿命缩短，同时导致热量无法散发出去，导致恶性循环。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足，本发明要解决的技术问题在于提供一种品质稳定、发光二极管亮度高的发光二极管基板及其制造方法。
为达到本发明的第一个技术问题，本发明提供了一种发光二极管基板，所述的基板表面分布有复数个规则形状的凹陷。
本发明的进一步改进在于，所述的凹陷的横截面形状为正六边形，纵截面形状为V型。
本发明的进一步改进在于，所述的凹陷的纵截面为夹角为60°的V型。
为达到本发明的第二个技术问题，本发明提供了一种发光二极管基板制造方法，包括如下步骤：
1)在发光二极管基板表面生成不稳定的氧化镓键；
2)将氧化镓键从基板表面分解并形成复数个规则形状的凹陷。
本发明的进一步改进在于，所述的步骤1)中生成氧化镓键的方法为在发光二极管基板做前期热清理的过程中，通入III族MO源TMGa参与基板表面反应。
本发明的进一步改进在于，所述的步骤1)在600℃～800℃的高温条件下进行。
本发明的进一步改进在于，所述的步骤2)中在高温条件下将所述的氧化镓键从基板表面分解。
本发明的进一步改进在于，所述的步骤2)在1000℃～1250℃的高温条件下进行。
本发明的进一步改进在于，所述的发光二极管的材质为氧化铝。
由于采用了以上技术方案，该发明是通过对发光二极管之基板进行改进，发光二极管基板进行外延前期处理，因为氧化铝基板上规则形状凹陷是形成于基片的缺陷区域或者晶格不稳度区域(LED使用之基片Sapphire(Al2O3)本身自带缺陷)，发明使缺陷区域或者晶格不稳定区域的去除并形成规则形状凹陷：一、使后续外延过程中的缺陷密度大幅减少提升晶格质量进而提升光电性能；二、形成的V截面有利于亮度提升。在富有规则形状凹陷的发光二极管基板上面进行发光二极管的正常外延比传统方法能得到更好的材料质量以及更大的出光表面，从而提高发光二极管的亮度。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
以下结合本发明的具体实施例说明发光二极管基板制造方法。
一种发光二极管基板，基板表面分布有规则形状的凹陷的横截面形状为正六边形，纵截面形状为V型的微小V型截面，当然截面形状还可以为其他形状，比如带弧形边的V型截面，底面为弧形的V型截面等。
因为氧化铝基板上常V型截面是形成于基片的缺陷区域或者晶格不稳定区域(LED使用之基片Sapphire(Al2O3)本身自带缺陷)，发明使缺陷区域或者晶格不稳定区域的去除并形成微小V型截面：一、使后续外延过程中的缺陷密度大幅减少提升晶格质量进而提升光电性能；二、形成的微小V型截面有利于亮度提升。
一种发光二极管基板制造方法，包括如下步骤：使用MOCVD设备，对氧化铝基板做前期热清理的过程中，在700℃的温度下通入少量III族MO源TMGa参与基板表面反应形成不稳定之纳米级氧化镓；继续升温至1150℃的高温将氧化镓从基板表面分解并形成微小V型截面。
氧化镓，即三氧化二镓Ga2O3，是镓的氧化物中最稳定的。在空气中加热金属镓使之氧化或在200-250℃时氢氧化镓的转换和脱水焙烧硝酸镓、氢氧化镓以及某些镓的化合物都可形成Ga2O3。Ga2O3有五种同分异构体：α，β，γ，δ，ε，其中最稳定的是β-异构体，当加热至1000℃以上或水热条件(即湿法)加热至300℃以上时，所有其他的异构体都被转换为β-异构体。本实施例中就是利用氧化镓在1000℃会发生转化的特性进行氧化镓的分解转化，让氧化镓在转化的过程中生成微小V型截面。通过氧化镓分解形成的微小V型截面直径小，表面粗糙度均。在富有V型截面的发光二极管基板上面进行发光二极管的正常外延比传统方法能得到更好的材料质量以及更大的出光表面，从而提高发光二极管的亮度。
当然还可以使用其他的方法在基板表面生成氧化镓，在基板表面生成氧化镓的方法不同不限定本发明的保护范围。
通过上述实施方式，不难看出本发明是一种品质稳定、发光二极管亮度高的发光二极管基板及其制造方法。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰均涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种发光二极管基板，其特征在于：所述的基板表面分布有复数个规则形状的凹陷。
2.根据权利要求1所述的发光二极管基板，其特征在于：所述的凹陷的横截面形状为正六边形，纵截面形状为V型。
3.根据权利要求1所述的发光二极管基板，其特征在于：所述的凹陷的纵截面为夹角为60°的V型。
4.一种发光二极管基板制造方法，其特征在于：包括如下步骤
1)在发光二极管基板表面生成不稳定的氧化镓键；
2)将氧化镓键从基板表面分解并形成复数个规则形状的凹陷。
5.根据权利要求1所述的发光二极管基板制造方法，其特征在于：所述的步骤1)中生成氧化镓键的方法为在发光二极管基板做前期热清理的过程中，通入III族MO源TMGa参与基板表面反应。
6.根据权利要求3所述的发光二极管基板制造方法，其特征在于：所述的步骤1)在600℃～800℃的高温条件下进行。
7.根据权利要求1所述的发光二极管基板制造方法，其特征在于：所述的步骤2)中在高温条件下将所述的氧化镓键从基板表面分解。
8.根据权利要求5所述的发光二极管基板制造方法，其特征在于：所述的步骤2)在1000℃～1250℃的高温条件下进行。
9.根据权利要求1所述的发光二极管基板制造方法，其特征在于：所述的发光二极管的材质为氧化铝。
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