CN112993098B - 一种图形化衬底、发光二极管及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种图形化衬底、发光二极管及其制作方法，所述图形化衬底加工方法包括以下步骤：通过纳米模具压印或翻印在衬底表面形成凸部结构，对衬底表面的凸部结构进行退火处理，通过控制退火工艺的参数在凸部结构内部产生分布均匀的孔隙，得到内部具有高孔隙率的图形化衬底。本发明公开的图形化衬底、发光二极管及其制作方法简单经济，且制得的图形化衬底和发光二极管能够显著提高光提取效率，从而提高LED亮度。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件技术领域，具体涉及一种图形化衬底、发光二极管及其制备方法。
背景技术
发光二极管因作为未来照明的光源而受到瞩目，且由于其相较于传统的荧光灯、白炽灯之类的发光设备寿命长、能源消耗低、并对环境友善，目前已广泛用作许多领域中的光源。特定而言，由于氮化物发光二极管具有大的能阶差，具有可发射绿光至蓝光区域及近紫外光区域光的优点，大幅扩张了其使用领域，例如LCD及移动电话的背光、汽车照明、交通灯、一般照明等。然而目前还没有能有效改进氮化物发光二极管性能的方法。
发光二极管的性能通常根据注入电子所产生的光子数量的内部量子效率，以及根据可发射至发光二极管装置外的光子数量的光提取效率(light extraction efficiency)而测定。
近年来，氮化物发光二极管的内部光子效率由于磊晶生长(epitaxial growth)技术的发展得以大幅地改进，但光提取效率相较于内部光子效率的改进非常的低。当多量子阱(multi quantum well，MQW)区域(其发光二极管的发光层)中产生的光发射时，在发光二极管装置、外部空气、以及例如环氧树脂、蓝宝石基材或相似物的外部密封材料之间的界面产生全反射。由于GaN的折射率为约2.5，较空气(nair＝1)、环氧树脂(nepoxy＝1.5)、及蓝宝石(nsap.＝1.77)的折射率更大，MQW中产生的光在离开装置外的临界角范围为θGAN/air＝23°、θGAN/epoxy＝37°、及θGAN/sap.＝45°是非常受限的。因此，由临界角范围发出且朝装置外部方向进入的光无法前进到外面，而完全被反射直到光线由装置吸收，故光提取效率仅为非常低的数个百分比。此外，这将导致装置发热的问题。
为克服氮化物发光二极管的限制，已有研究尝试借助于p-GaN层或是装置表面的透明电极层中插入图形，通过光的漫反射(diffused reflection)以有效地减少全反射。特定言之，已知在发光二极管制造程序中引入图形尺寸均一且规则而致密配置的次微米级光子晶体图形，将大大提升光提取效率。然而，考虑到图形化后形成p型电极、发光二极管的制造程序(例如包装程序或相似者)及产率，难以实际商业化p-GaN层及透明电极层的图形化程序。又或者，当在图形化的蓝宝石基材(PSS)上生长磊晶层时，类似的，由于光的漫反射效应，可以有效地增进光提取效率。在PSS的情况下，发展该技术以减少蓝宝石基材与GaN磊晶层之间晶格位移产生的阶层错位(treading dislocation)密度并增加内部光子效率，光提取效率亦可显著地增进，且可应用于发光二极管的制造流程。目前，在国内外发光二极管的制造公司中，使用PSS的产品处于大量制造阶段。
发明内容
目前PSS工艺主要经由蚀刻工艺制造，且大部分图形的规格为微米级。由于光的漫反射使得发光二极管的光提取效率的增进程度随着图形的尺寸、形状等有明显的不同。已知当纳米光子晶体图形使用至发光二极管的发光区域，可大幅地提升光提取效率。因此，传统PSS的微米级图形的直径应降低到纳米等级以增进发光装置的效率，且图形的形状和结构应最佳化。
因此，本发明的一方面公开了一种图形化衬底，其制备方法如下：
在衬底表面形成凸部结构；
可选地，在本发明一实施例中，所述凸部结构形成的方法如下：
在所述衬底表面涂覆一层溶液，形成涂层；
使用纳米模具对上述衬底进行压印，并经紫外光处理后形成所述凸部结构。
可选地，所述溶液包括以下任一项：SiO2的前驱物、Si3N4的前驱物及其组合。
可选地，所述纳米模具进行压印时的压力为20kPa以上，压印时间为2min以上。
可选地，所述涂层的厚度为0.5～1.2μm。
可选地，所述紫外光处理的时间为20min以上，以固化所述凸部结构。
在本发明另一实施例中，所述凸部结构形成的方法如下：
在纳米模具表面涂覆一层溶液，形成涂层；
使用上述纳米模具对所述衬底进行翻印，并经紫外光处理后形成所述凸部结构。
可选地，所述溶液包括以下群组的任一者：SiO2的前驱物、Si3N4的前驱物及其组合。
可选地，所述纳米模具进行翻印时的压力为20kPa以上，压印时间为2min以上。
可选地，所述涂层的厚度为0.5～1.2μm。
可选地，所述紫外光处理的时间为20min以上，以固化所述凸部结构。
可选地，在本发明一实施例中，所述凸部结构的形状包含以下任意一项：半球形、三角锥形、四角锥形、六角锥形、圆锥形、多棱台形及截球形。
可选地，所述凸部结构的材料包括以下任意一项：SiO2、Si3N4及其组合。
形成所述凸部结构的材料在空气中水分的作用下会发生迅速的自固化，较难使用纳米模具进行压印或者翻印，可选地，使用有机溶剂稀释，例如4-甲基-2-戊酮等低沸点有机溶剂，可以延长自固化时间，降低工艺难度。
对所述衬底及其表面的凸部结构进行退火，退火工艺依次包括：升温过程、恒温过程、降温过程。
在退火过程中，所述凸部结构的材料会发生分解，其膜层结构在升温过程中发生网状结构重排，在凸部结构中生成孔隙，升温过快孔隙会坍塌，凸部结构体积收缩，因此升温过程采用均匀升温，恒温过程保持温度不变；因此，在本发明一实施例中，可选地，所述升温速度为10℃/min以下，优选小于2℃/min；升温过程设置的最高温度为390℃-500℃，优选420℃-470℃；恒温时间为2～6h，优选4h，以得到均匀孔隙分布的图形化衬底。
可选地，所述衬底可包括以下任意一项：Al2O3、SiC、Si、SiO2、石英、AlN、GaN、Si3N4、PET、MgAl2O4、LiAlO2、LiGaO2及MgO。
本发明的另一方面，还提供一种利用前述方法加工制得的图形化衬底，其凸部结构内包括均匀分布的孔隙。
可选的，所述凸部结构的折射率小于蓝宝石的折射率。
除了以上所述的图形化衬底及其制作方法，本发明还公开了一种发光二极管，包括图形化衬底以及形成在图形化衬底表面的外延层，图形化衬底为上述方案中任一方案中的图形化衬底，外延层形成在图形化衬底具有凸部结构的一面上。
可选地，外延层包括依次形成在图形化衬底具有凸部结构的一面的第一半导体层、有源层和与第一半导体层类型相反的第二半导体层。
本发明还公开了一种发光二极管的制备方法，包括如下步骤：
在衬底表面形成凸部结构；
对所述衬底及其表面的凸部结构进行退火，退火工艺依次包括：升温过程、恒温过程、降温过程；
在所述图形化衬底上依次制备由第一半导体层、有源层和与第一半导体层类型相反的第二半导体层组成的外延层。
与现有技术相比，本发明所述的图形化衬底、发光二极管及制备方法至少具备如下有益效果：
本发明的图形化衬底经由纳米模具压印或翻印制成，其凸部结构为尺寸均一且规则而致密配置的次微米级凸部，将大大提升光提取效率；纳米压印或翻印的工艺方法简单，相较于传统的PSS工艺，节约了昂贵的蚀刻成本，更加经济；本发明中凸部结构的材料经退火后，膜层结构在升温过程中发生网状结构重排，可形成均匀分布的孔隙，凸部结构的折射率低于蓝宝石的折射率，且GaN不易形核，低折射率可以提高光提取效率，不易形核的特征可以降低位错密度，从而提高GaN晶体质量降低非辐射复合，从而提高内量子效率，进一步提高光提取效率。
本发明所述的发光二极管包括本发明中的图形化衬底，因而获得的发光二极管的亮度大大提升。
综上，本发明所述的图形化衬底、发光二极管能够节约成本且显著提高光提取效率，从而大幅提高LED亮度。
本发明的附加优点、目的，以及特征在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。在附图中：
图1为本发明实施例中图形化衬底加工工艺的流程示意图。
图2为本发明实施例中图形化衬底凸部结构的形成方法示意图。
图3为本发明实施例中另一可选的图形化衬底凸部结构形成方法示意图。
图4为本发明实施例中图形化衬底的结构示意图。
附图标记列表：
100 衬底
101 凸部结构
110 涂覆材料
120 纳米模具
1011 孔隙
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示为本实施例提供的图形化衬底的加工方法，
在衬底表面形成凸部结构；
凸部结构形成的方法有以下两种，本实施例中选用的凸部形成方法为图2所示的压印方法。如图2所示，在衬底100表面涂覆一层溶液，形成涂层110；使用纳米模具120对衬底进行压印，图中所示过程①为压印，对衬底100和纳米模具120进行分离，图中所示过程②为脱膜处理，衬底100和凸部结构101经图中过程③，即紫外光处理和退火处理后形成内部具有孔隙1011的凸部结构。
衬底表面涂覆溶液可选自以下任意一项：SiO2的前驱物、Si3N4的前驱物及其组合，本实施例中选用HSQ材料。
纳米模具进行压印时的压力为20kPa以上，压印时间为2min以上。
纳米模具可由能有效地吸收涂覆溶液中溶剂的材料所形成，溶液形成图形材料上的涂层，因此可使用图形材料涂层轻易地形成凸部。纳米模具的材料可选自以下任意一种聚合物：PDMS、PVA、h-PDM及其组合。本实施例中，纳米模具由PDMS所形成，涂层的厚度为0.5～1.2μm。
紫外光处理的时间为20min以上，以固化凸部结构。
本实施例中另一可选的凸部结构形成方法为：如图3所示，在纳米模具120表面涂覆一层溶液，形成涂层110；如图3所示的过程④，使用纳米模具对衬底100进行翻印，如图中所示过程⑤，将纳米模具与衬底100进行分离脱膜，并经过程⑥，即紫外光处理后和退火处理后形成内部具有孔隙1011的凸部结构101。
衬底表面涂覆溶液可选自以下任意一项：SiO2的前驱物、Si3N4的前驱物及其组合。
纳米模具进行翻印时的压力为20kPa以上，压印时间为2min以上。
涂层的厚度为0.5～1.2μm。
紫外光处理的时间为20min以上，以固化所述凸部结构。
对衬底及其表面的凸部结构进行退火，退火工艺依次包括：升温过程、恒温过程、降温过程。
凸部结构的形状包含以下任一项：半球形、三角锥形、四角锥形、六角锥形、圆锥形、多棱台形及截球形，在本实施例中，凸部结构的形状为圆锥形。
凸部结构的材料可选自以下任意一项：SiO2、Si3N4及其组合。
在本实施例中，形成凸部结构的材料在空气中水分的作用下会发生迅速的自固化，较难使用纳米模具进行压印或翻印，可选地，使用有机溶剂稀释，例如4-甲基-2-戊酮等低沸点有机溶剂，可以延长自固化时间，降低工艺难度。
在本实施例的退火过程中，凸部结构的材料会发生分解，其膜层结构在升温过程中发生网状结构重排，并在凸部结构中生成孔隙，升温过快孔隙会坍塌，图形体积收缩，因此升温过程采用均匀升温，恒温过程保持温度不变；可选地，升温速度为10℃/min以下，优选小于2℃/min；升温过程设置的最高温度为390℃-500℃，优选420℃-470℃；恒温时间为2～6h，优选4h，以得到孔隙均匀分布的图形化衬底。本实施例中升温速度设置为5℃/min，设置的最高温度为450℃，恒温时间为4h。
衬底可包括以下任一项：Al2O3、SiC、Si、SiO2、石英、AlN、GaN、Si3N4、PET、MgAl2O4、LiAlO2、LiGaO2及MgO，在本实施例中优选为Al2O3。
本实施例还公开了一种由前述加工方法所制得的图形化衬底，如图4所示，其凸部结构101内包括分布均匀的孔隙1011，并且其孔隙率，即孔隙部分的体积占凸部结构体积的比值最佳条件下可达20％，图形化衬底的折射率小于蓝宝石的折射率。
综上，本发明的图形化衬底经由纳米模具压印或翻印制成，其凸部结构为尺寸均一且规则而致密配置的凸部结构，将大大提升光提取效率；纳米压印或翻印的工艺方法简单，相较于传统的PSS工艺，节约了昂贵的蚀刻成本，更加经济；本发明中凸部结构的材料经退火后最优可形成孔隙率达20％的结构，折射率低至1.36且GaN不易形核，低折射率可以提高光提取效率，不易形核的特征可以降低位错密度，从而提高GaN晶体质量降低非辐射复合，从而提高内量子效率，进一步提高光提取效率。
实施例2
本实施例公开了一种发光二极管，其包括实施例1中所述的图形化衬底以及形成在图形化衬底表面的外延层，外延层包括依次形成在图形化衬底具有凸部结构的一面的第一半导体层、有源层和与第一半导体层类型相反的第二半导体层。本实施例还公开了发光二极管的制作方法：在衬底表面形成凸部结构；对衬底及其表面的凸部结构进行退火，退火工艺依次包括：升温过程、恒温过程、降温过程；所述图形化衬底的制作方法参考实施例1，此处不再赘述。本实施例中发光二极管的制作方法还包括在图形化衬底上依次制备由第一半导体层、有源层和与第一半导体层类型相反的第二半导体层组成的外延层。
由于本实施例中的发光二极管包括实施例1中所述的图形化衬底，因此本实施例中发光二极管外延层的质量及光的提取效率均有较大的提高，亮度增加显著。
以上具体的实施例仅仅是对本发明的解释，而并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (16)
1.一种图形化衬底制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
在衬底表面形成凸部结构；
对所述衬底及其表面的凸部结构进行退火以得到图形化衬底，退火工艺依次包括：升温过程、恒温过程、降温过程；
所述升温过程采用均匀升温，恒温过程保持温度不变；
所述升温过程中升温速度为10℃/min以下；
所述升温过程设置的最高温度为390℃-500℃；
所述恒温过程的时间为2～6h；
所述图形化衬底的凸部结构内包括均匀分布的孔隙。
2.根据权利要求1所述的一种图形化衬底制作方法，其特征在于，所述凸部结构形成的方法如下：
在所述衬底表面涂覆一层溶液，形成涂层；
使用纳米模具对上述衬底进行压印，并经紫外光处理后形成所述凸部结构。
3.根据权利要求2所述的一种图形化衬底制作方法，其特征在于，所述溶液包括以下任意一项：SiO2的前驱物、Si3N4的前驱物及其组合。
4.根据权利要求2所述的一种图形化衬底制作方法，其特征在于，所述纳米模具进行压印时的压力为20kPa以上，压印时间为2min以上。
5.根据权利要求2所述的一种图形化衬底制作方法，其特征在于，所述紫外光处理的时间为20min以上。
6.根据权利要求1所述的一种图形化衬底制作方法，其特征在于，所述凸部结构形成的方法如下：
在纳米模具表面涂覆一层溶液，形成涂层；
使用上述纳米模具对所述衬底进行翻印，并经紫外光处理后形成所述凸部结构。
7.根据权利要求6所述的一种图形化衬底制作方法，其特征在于，所述溶液包括以下任意一项：SiO2的前驱物、Si3N4的前驱物及其组合。
8.根据权利要求6所述的一种图形化衬底制作方法，其特征在于，所述纳米模具进行翻印时的压力为20kPa以上，压印时间为2min以上。
9.根据权利要求6所述的一种图形化衬底制作方法，其特征在于，所述紫外光处理的时间为20min以上。
10.根据权利要求1所述的一种图形化衬底制作方法，其特征在于，所述凸部结构的形状包含以下任意一项：半球形、三角锥形、四角锥形、六角锥形、圆锥形、多棱台形及截球形。
11.根据权利要求1所述的一种图形化衬底制作方法，其特征在于，所述凸部结构包括以下任意一项：SiO2、Si3N4及其组合。
12.根据权利要求1所述的一种图形化衬底制作方法，其特征在于，所述凸部结构的折射率小于蓝宝石的折射率。
13.一种发光二极管，其特征在于，包括图形化衬底以及形成在所述图形化衬底表面的外延层，所述图形化衬底为权利要求1～12中任意一项所述的图形化衬底制作方法得到的，所述外延层形成在所述图形化衬底具有所述凸部结构的一面上。
14.根据权利要求13所述的发光二极管，其特征在于，所述外延层包括依次形成在所述图形化衬底具有凸部结构的一面的第一半导体层、有源层和与第一半导体层类型相反的第二半导体层。
15.一种发光二极管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
在衬底表面形成凸部结构；
对所述衬底及其表面的凸部结构进行退火以得到图形化衬底，退火工艺依次包括：升温过程、恒温过程、降温过程；
所述升温过程采用均匀升温，恒温过程保持温度不变；
所述升温过程中升温速度为10℃/min以下；
所述升温过程设置的最高温度为390℃-500℃；
所述恒温过程的时间为2～6h；
所述图形化衬底的凸部结构内包括均匀分布的孔隙；
在所述图形化衬底具有凸部结构的一面形成外延层。
16.根据权利要求15所述的一种发光二极管的制备方法，其特征在于，在所述图形化衬底上依次制备由第一半导体层、有源层和与第一半导体层类型相反的第二半导体层组成的外延层。
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|---|---|---|---|---|
| TW509997B (en) * | 2000-04-03 | 2002-11-11 | Ulvac Corp | Method for preparing porous SOG film |
| JP2004193622A (ja) * | 2002-12-12 | 2004-07-08 | Asm Japan Kk | 多孔誘電体材料のｃｖｄ法 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW509997B (en) * | 2000-04-03 | 2002-11-11 | Ulvac Corp | Method for preparing porous SOG film |
| JP2004193622A (ja) * | 2002-12-12 | 2004-07-08 | Asm Japan Kk | 多孔誘電体材料のｃｖｄ法 |
| CN104221168A (zh) * | 2012-04-19 | 2014-12-17 | 互耐普勒斯有限公司 | 制造供高效率氮化物发光二极体用的纳米图案化基材的方法 |
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