CN102412356B - 外延基板 - Google Patents

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Abstract

一种用于成长发光二极管磊晶结构的外延基板，该外延基板包括：一第一表面以及与其相对的第二表面，该第一表面与第二表面之间的距离为该外延基板的厚度H，该外延基板的第一表面上形成有多个第一凹槽，每个第一凹槽具有一个第一底面，该外延基板上与第一底面相对的表面为生长表面，该生长表面用于外延生长发光二极管，该第一底面与生长表面之间部分为生长区域，该第一底面与生长表面之间的距离为生长区域的厚度h，该生长区域的厚度h与该外延基板的厚度H满足如下关系：h/H＜1/3。

Description

外延基板
技术领域
本发明涉及一种外延基板，尤其涉及一种可用于成长晶格品质较好的发光二极管磊晶结构的外延基板。
背景技术
目前，发光二极管(Light Emitting Diode，LED)因具有功耗低、寿命长、体积小及亮度高等特性已经被广泛应用到很多领域。
一般地，发光二极管磊晶结构直接成长在硅基板上，由于硅基板与发光二极管磊晶结构的热膨胀系数及晶格不匹配，导致成长的发光二极管磊晶结构晶格品质不佳，甚至崩裂，从而导致硅基板的使用受到限制。
发明内容
下面将以实施例说明一种可用于成长晶格品质较佳的发光二极管磊晶结构的外延基板。
一种用于成长发光二极管磊晶结构的外延基板，该外延基板包括：一第一表面以及与其相对的第二表面，该第一表面与第二表面之间的距离为该外延基板的厚度H，该外延基板的第一表面上形成有多个第一凹槽，每个第一凹槽具有一个第一底面，该外延基板上与第一底面相对的表面为生长表面，该生长表面用于外延生长发光二极管，该第一底面与生长表面之间部分为生长区域，该第一底面与生长表面之间的距离为生长区域的厚度h，该生长区域的厚度h与该外延基板的厚度H满足如下关系：
h/H＜1/3。
相对于现有技术，该外延基板的第一表面上形成有多个第一凹槽，并且在相对较薄的生长区域上成长发光二极管磊晶结构，因此，可以避免发光二极管磊晶结构在磊晶及降温过程中因热膨胀造成晶格应力累积过大而碎裂。所以，利用该外延基板成长的发光二极管磊晶结构具有较好的晶格品质。
附图说明
图1是本发明第一实施例的外延基板的剖面示意图。
图2是本发明第二实施例的外延基板的剖面示意图。
主要元件符号说明
外延基板            100、300
第一表面            11、31
第二表面            12、32
第一凹槽            13、33
第二凹槽            34
生长区域            15、35
生长表面            151、351
保护层              16、36
第一底面            131、331
第一侧壁            132、332
第二底面            341
第二侧壁            342
发光二极管磊晶结构  200、400
第一型半导体层      22
活性层              23
第二型半导体层      24
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。
请参见图1，本发明第一实施例提供的一种用于成长发光二极管磊晶结构200的外延基板100。该外延基板100具有一第一表面11以及与其相对的第二表面12。发光二极管磊晶结构200外延生长在该外延基板100的第二表面12上。在本实施例中，该第一表面11为平面。该外延基板100的材料可以为硅(Si)或者碳化硅(SiC)。该第一表面11与第二表面12之间的距离为该外延基板的厚度H。
该外延基板100的第一表面11上具有多个向该第二表面12延伸的第一凹槽13。在本实施例中，该多个第一凹槽13阵列排布。且每个第一凹槽13包括一第一底面131以及与第一底面131相连的第一侧壁132。该第一底面131为平面，该第一侧壁132相对该第一底面131倾斜，以使该第一凹槽13的开口沿远离该第一表面11的方向逐渐减少。该外延基板100上与该第一凹槽13的第一底面131相对的表面为生长表面151。该生长表面151用于外延生长发光二极管磊晶结构200。该第一凹槽13的第一底面131与生长表面151之间部分为生长区域15。该第一底面131与生长表面151之间的距离为生长区域15的厚度h。在本实施例中，该生长区域15的生长表面151与该外延基板100的第二表面12在同一平面上。
该生长区域15的厚度h与该外延基板100的厚度H满足如下关系：h/H＜1/3。一般地，该外延基板100的厚度H为250～450微米。该生长区域15的厚度h为10～133微米。
在本实施例中，该发光二极管磊晶结构200包括依次形成在该外延基板100的第二表面12上的第一型半导体层22，第二型半导体层24，以及位于第一型半导体层22与第二型半导体层24之间的活性层23。
该外延基板100的第二表面12上设置有保护层16。该保护层16分别环绕该多个生长区域15。在本实施例中，该保护层16的材料为SiO2，或者SiNx。
该外延基板100上形成有多个第一凹槽13。并且，该发光二极管磊晶结构200无法在SiO2或者SiNx上成长，即该发光二极管磊晶结构200无法在保护层16上成长，仅成长在相对较薄的生长区域15上，从而该发光二极管磊晶结构200在该外延基板100上形成非连续性薄膜。因此，可以避免发光二极管磊晶结构200在磊晶及降温过程中因热膨胀造成晶格应力累积过大而碎裂，所以，利用该外延基板100成长的发光二极管磊晶结构200具有较好的晶格品质。
请参见图2，本发明第二实施例提供的一种用于成长发光二极管磊晶结构400的外延基板300。该外延基板300与该外延基板100结构基本相同，该外延基板300具有一第一表面31以及与其相对的第二表面32。发光二极管磊晶结构400外延生长在该外延基板300的第二表面32上。该外延基板300与外延基板100的不同之处在于：该外延基板300的第一表面31形成有第一凹槽33，该第二表面32形成有与第一凹槽33相对的第二凹槽34。
该第一凹槽33具有一第一底面331以及与第一底面331相连的第一第一侧壁332。该第一底面331为平面，该第一侧壁332相对该第一底面331倾斜，以使该第一凹槽33的开口沿远离该第一表面31的方向逐渐减少。
该第二凹槽34具有第二底面341以及与其相连的第二侧壁342。在本实施例中，该第二凹槽34的形状与该第一凹槽33的形状与深度均相同。该第一凹槽33的第一底面331与该第二凹槽34的第二底面341之间的区域为生长区域35。即该第二凹槽34的第二底面341为生长表面351。
在本实施例中，该第一表面31与第二表面32之间的距离为该外延基板300的厚度H。该第一凹槽33的第一底面331与该第二凹槽34的第二底面341之间的厚度为该生长区域35的厚度h，即该第一凹槽33的第一底面331与该生长表面351之间的厚度为该生长区域35的厚度h。该生长区域的厚度h与该外延基板300的厚度H满足如下关系：h/H＜1/3。一般地，在满足h/H＜1/3的条件下，该外延基板300的厚度H为250～450微米，该生长区域35的厚度h为10～133微米。
该外延基板300的第二表面32上设置有保护层36。该保护层36分别环绕该多个生长区域35。在本实施例中，该保护层16的材料为SiO2，或者SiNx。
该外延基板300上形成有多个第一凹槽33与多个第二凹槽34，而发光二极管磊晶结构400无法在SiO2或者SiNx上成长，即该发光二极管磊晶结构400无法在保护层16上成长，仅成长在相对较薄的生长区域35上，从而该发光二极管磊晶结构400在该外延基板。300上形成非连续性薄膜。因此，可以避免发光二极管磊晶结构400在磊晶及降温过程中因热膨胀造成晶格应力累积过大而碎裂，所以，利用该外延基板300成长的发光二极管磊晶结构400具有较好的晶格品质。
可以理解的是，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (3)

1.一种用于成长发光二极管磊晶结构的外延基板，该外延基板包括：一第一表面以及与其相对的第二表面，该第一表面与第二表面之间的距离为该外延基板的厚度H，该外延基板的第一表面上形成有多个第一凹槽，该外延基板的第二表面形成多个第二凹槽，第二凹槽与第一凹槽一一对应设置，每个第一凹槽具有一个第一底面，该第二凹槽具有第二底面以及与其相连的第二侧壁，该第二侧壁环绕该第二底面，所述第二凹槽的第二侧壁上设置有保护层以使发光二极管磊晶结构无法在所述第二侧壁上生长，该外延基板上与第一底面相对的第二凹槽的第二底面为生长表面，该生长表面用于外延生长发光二极管，该第一底面与生长表面之间的部分为生长区域，该第一底面与生长表面之间的距离为生长区域的厚度h，该生长区域的厚度h与该外延基板的厚度H满足如下关系：
h/H<1/3。
2.如权利要求1所述的外延基板，其特征在于，该第一凹槽与该第二凹槽的深度相同。
3.如权利要求1所述的外延基板，其特征在于，该外延基板的第二表面上设置有保护层，该保护层围绕该生长区域设置。
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