CN118173680A - 具有多孔结构的复合衬底、led芯片和复合衬底的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有多孔结构的复合衬底，包括衬底、设置在衬底上方的功能层，功能层包括堆叠在一起的第一功能层和第二功能层，第一功能层为超晶格结构并包括依次交替的多个第一多孔层和第一无孔层，第二功能层为超晶格结构且包括依次交替的多个第二多孔层和第二无孔层，第一功能层和第二功能层其中之一为反射层，用于反射LED发出的光线，第一功能层和第二功能层其中另一为应力释放层，用于使LED的外延层进行应力释放。本发明还公开了相应的LED芯片和复合衬底的制作方法。与现有技术相比，本发明可以对LED外延层的应力释放效果好，且可有效降低反射层和应力释放层之间的参数干扰，使得反射层和应力释放层的参数调节灵活性更高。

Description

具有多孔结构的复合衬底、LED芯片和复合衬底的制作方法

技术领域

本发明涉及一种半导体领域，尤其涉及半导体结构以及半导体的复合衬底结构以及制作方法。

背景技术

随着LED显示屏技术创新与发展，单位面积的分辨率高的小间距无缝连接LED显示屏已经成为LED显示屏的主流产品，它可以显示更高清晰度的图像和视频，也可以显示更多的视频和图像画面，尤其是在图像拼接方面的运用，可以做到无缝和任意大面积的拼接。

在当前显示屏行业中，全倒装COB(chip on board)LED显示屏具有优秀的显示效果，且像素间距可做得最小，达到P0.39微间距。在全倒装COB产品中，需要使用倒装红光LED(AlGaInP)、倒装绿光LED(InGaN)和倒装蓝光LED(InGaN)。

在红绿蓝倒装LED中，倒装绿光LED和倒装蓝光LED为成熟产品，均为GaN基，其制作及使用简单。但倒装红光LED为四元LED，其衬底为不透明Gas。要获得倒装红光LED，需要将红光晶圆键合到蓝宝石衬底上之后去除Gas衬底，工艺复杂，良率低下，成本非常高。另外，倒装四元红光LED在使用过程中，如激光固晶，经常发生由外延膜起皮引起的器件失效。因此，可兼容GaN基红光及绿光倒装LED的GaN基红光倒装LED，获得较大的关注。但高In(铟)含量的InGaN合金难以获得。

为此，在中国专利CN115579437A中公开了一种外延芯片结构,包括衬底以及依次叠层设置于衬底的缓冲层和应用层；其中，缓冲层被配置为多层InxGayAlzN化合物材料的In组分渐变生长结构，且缓冲层和应用层的材料晶格常数相同或相近，以解决原有技术中使用蓝宝石衬底时，作为半导体器件的应用层与蓝宝石衬底的晶格失配过大，难以生长高In组分的应用层的问题。

然而，这种新的外延芯片结构具有两个问题：1、缓冲层对应力的释放效果不佳，不足以对应用层进行足够的应力释放。2、为了提高外延芯片的发光效率，一般还会在衬底临近引用层的一侧设置一个反射层，当选择功能强大的DBR反射结构时，不但缓冲层本身的结构会影响DBR反射结构的反光参数，该DBR反射结构还会影响缓冲层的缓冲参数。

故，急需一种可解决上述问题的半导体复合衬底和LED芯片。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有多孔结构的复合衬底、LED芯片和复合衬底的制作方法，可有效降低反射层和应力释放层之间的参数干扰，使得反射层和应力释放层的参数调节灵活性更高，进而使LED外延层中的发光层含铟量高，LED发红光。

为了实现上述目的，本发明提供了一种具有多孔结构的复合衬底，包括衬底、设置在所述衬底上方的功能层，所述功能层包括第一功能层和形成于第一功能层上的第二功能层，所述第一功能层为超晶格结构并包括依次交替的多个第一多孔层和多个第一无孔层，所述第二功能层为超晶格结构且包括依次交替的多个第二多孔层和多个第二无孔层，所述第一多孔层和所述第二多孔层中含有若干空洞，所述第一无孔层和所述第二无孔层中不具有空洞，所述第一功能层和所述第二功能层其中之一为反射层，用于反射LED发出的光线，所述第一功能层和所述第二功能层其中另一为应力释放层，使LED的外延层进行应力释放。

较佳地，第一功能层为反射层，第二功能层为应力释放层。

与现有技术相比，一方面，本发明使用由多孔层和无孔层交替生成的超晶格结构作为应力释放层，使LED的外延层进行应力释放，可通过调节多个第二多孔层和多个第二无孔层的膜厚、组分及掺杂浓度来调节应力释放效果。另一方面，本发明将反射层紧邻应力释放层设置，该反射层为与应力释放层结构类似的由多孔层和无孔层交替生成的超晶格结构，该反射层具有多个被第一无孔层间隔的多个第一多孔层，可通过调节多个第一多孔层和多个第一无孔层的膜厚、组分及掺杂浓度来调节反射效果。本发明分别独立设置反射层和应力释放层，可有效减少反射层和应力释放层之间的参数干扰。

较佳地，多个所述第一多孔层的空洞密度和大小分别设置为预设值，多个所述第二多孔层的空洞密度和大小分别设置为预设值，以使所述反射层的反光参数和所述应力释放层的应力释放参数实现解耦合。

较佳地，所述第一多孔层为第一n型氮化物层，所述第一无孔层为第一u型氮化物层，所述第二多孔层第二n型氮化物层，所述第二无孔层为第二u型氮化物层，且所述第一功能层远离所述衬底的顶层为第一u型氮化物层，所述第二功能层远离所述衬底的顶层为第二u型氮化物层。

较佳地，所述第一n型氮化物层和所述第一u型氮化物层均为InGaN，且所述反射层中的In含量从下至上在第一预设范围内逐层递增；或者，所述第一n型氮化物层和所述第一u型氮化物层均为InGaN，且所述第一n型氮化物层的In含量从下至上在第一预设范围内逐层递增，所述第一u型氮化物层中In含量为第一固定值；或者，第一n型氮化物层为InGaN，所述第一u型氮化物层为GaN，所述第一n型氮化物层的In含量从下至上在第一预设范围内逐层递增。

具体地，上述第一固定值为0.01，所述第一预设范围大于等于0.01且小于等于0.39。当然，第一固定值的数值不限于此，还可以为0.02等数值。

较佳地，所述第二n型氮化物层和所述第二u型氮化物层均为InGaN，且所述应力释放层中的In含量从下至上在第二预设范围内逐层递增；或者，所述第二n型氮化物层和所述第二u型氮化物层均为InGaN，且所述第二n型氮化物层的In含量从下至上在第二预设范围内逐层递增，所述第二u型氮化物层中In含量为第二固定值；或者，第二n型氮化物层为InGaN，所述第二u型氮化物层为GaN，所述第二n型氮化物层的In含量从下至上在第二预设范围内逐层递增。

具体地，所述第二固定值为0.2，所述第二预设范围大于等于0.01且小于等于0.39。

较佳地，所述第一n型氮化物层中最高In含量低于所述第二n型氮化物层中最低In含量。该方案使得整个功能层中，n型层In含量递增。

较佳地，所述衬底和所述功能层之间还具有底层，所述底层为本征氮化物层。该底层可以在衬底和功能层之间进行缓冲。

本发明还提供了一种LED芯片，包括复合衬底和LED外延层，所述复合衬底为如上所述的复合衬底，所述LED外延层形成于所述功能层上。

较佳地，所述LED外延层包括形成于所功能层上的n型氮化物层、形成于所述n型氮化物层上的发光层及形成于所述发光层上的p型氮化物层，所述发光层为超晶格结构并包括In含量不低于0.39的InGaN阱层，以使所述LED芯片为红光LED。当然，也可以通过适当降低上述InGaN阱层中In含量，使该LED芯片可以为黄光LED芯片或者橙光LED芯片等波长大于蓝绿光的LED芯片。

本发明还提供了一种具有多孔结构的复合衬底制作方法，包括：提供一衬底；在所述衬底上逐层生长氮化物并进行蚀刻以形成第一功能层，所述第一功能层为超晶格结构且包括依次交替的多个第一多孔层和多个第一无孔层；在所述第一功能层上生长氮化物并进行蚀刻以形成第二功能层，所述第二功能层为超晶格结构且包括依次交替的多个第二多孔层和多个第二无孔层；所述第一功能层和所述第二功能层其中之一为反射层，用于反射LED发出的光线，所述第一功能层和所述第二功能层其中另一为应力释放层，用于使LED的外延层进行应力释放。

较佳地，第一功能层为反射层，第二功能层为应力释放层。

与现有技术相比，一方面，本发明使用由多孔层和无孔层交替生成的超晶格结构作为应力释放层，用于使LED的外延层进行应力释放，可通过调节应力释放层中多个多孔层和多个无孔层的膜厚、组分及掺杂浓度来调节应力释放参数，且多个多孔层有效提高了应力释放效果。另一方面，本发明将反射层紧邻应力释放层设置，该反射层为与应力释放层结构类似的由多孔层和无孔层交替生成的超晶格结构，该反射层具有多个被无孔层间隔的多个多孔层，可通过调节多个多孔层和多个无孔层的膜厚、组分及掺杂浓度来调节反射效果。本发明分别独立设置反射层和应力释放层，可有效减少反射层和应力释放层之间的参数干扰，进而可通过调节多个第一多孔层和多个第一无孔层的膜厚、组分及掺杂浓度来调节反射效果。

较佳地，将多个所述第一多孔层的空洞密度和大小分别调整为预设值，将多个所述第二多孔层的空洞密度和大小分别调整为预设值，以使所述反射层的反光参数和所述应力释放层的应力释放参数实现解耦合。

较佳地，所述第一多孔层为第一n型氮化物层，所述第一无孔层为第一u型氮化物层，且所述第一功能层中远离所述衬底的顶层为第一u型氮化物层；所述第二多孔层为第二n型氮化物层，所述第二无孔层为第二u型氮化物层，且所述第二功能层中远离所述衬底的顶层为第二u型氮化物层。

较佳地，所述第一n型氮化物层和所述第一u型氮化物层均为InGaN，且所述反射层中的In含量从下至上在第一预设范围内逐层递增；或者，所述第一n型氮化物层和所述第一u型氮化物层均为InGaN，且所述第一n型氮化物层的In含量从下至上在第一预设范围内逐层递增，所述第一u型氮化物层中In含量为第一固定值；或者，第一n型氮化物层为InGaN，所述第一u型氮化物层为GaN，所述第一n型氮化物层的In含量从下至上在第一预设范围内逐层递增。

具体地，所述第一固定值为0.01，所述第一预设范围大于等于0.01且小于等于0.39。当然，第一固定值也可以为0.02，不限于0.01。

较佳地，所述第二n型氮化物层和所述第二u型氮化物层均为InGaN，且所述应力释放层中的In含量从下至上在第二预设范围内逐层递增；或者，所述第二n型氮化物层和所述第二u型氮化物层均为InGaN，且所述第二n型氮化物层的In含量从下至上在第二预设范围内逐层递增，所述第二u型氮化物层中In含量为第二固定值；或者，第二n型氮化物层为InGaN，所述第二u型氮化物层为GaN，所述第二n型氮化物层的In含量从下至上在第二预设范围内逐层递增。

具体地，所述第二固定值为0.2，所述第二预设范围大于等于0.01且小于等于0.39。

具体地，所述第一n型氮化物层中最高In含量低于所述第二n型氮化物层中最低In含量。

较佳地，在所述衬底上生长氮化物并进行蚀刻以形成第一多孔层之前，还在所述衬底上生长氮化物以形成本征氮化物层，该本征氮化物层作为底层，所述第一功能层形成于所述底层上。

较佳地，在所述衬底上逐层生长氮化物并进行蚀刻以形成第一功能层具体包括：在所述衬底上生长氮化物以形成第一氮化物层，在所述第一氮化物层上生长氮化物以形成第二氮化物层，依次交替生长多个第一氮化物层和多个第二氮化物层，蚀刻所述第一氮化物层和第二氮化物层的二者之一以形成第一多孔层，所述第一氮化物层和第二氮化物层的二者另一为第一无孔层，由多个第一多孔层和多个第一无孔层组成具有超晶格结构的第一功能层。

较佳地，在所述第一功能层上逐层生长氮化物并进行蚀刻以形成第二功能层具体包括：在所述第一功能层生长氮化物以形成第三氮化物层，在所述第三氮化物层上生长氮化物以形成第四氮化物层，依次交替生长多个第三氮化物层和多个第四氮化物层，蚀刻所有所述第三氮化物层和第四氮化物层二者之一以形成第二多孔层，所述第三氮化物层和第四氮化物层的二者另一为第二无孔层，由多个第二多孔层和多个第二无孔层组成具有超晶格结构的第二功能层。

附图说明

图1是实施例1中LED芯片的结构图。

图2是基于实施例1的一优选实施例中LED芯片的结构图。

图3是实施例1复合衬底之功能层的结构图。

图4是实施例2中LED芯片的结构图。

图5是基于实施例2的一优选实施例中LED芯片的结构图。

图6是实施例2复合衬底之功能层的结构图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

实施例1：

参考图1，本发明还提供了一种LED芯片200，包括复合衬底100和LED外延层40，所述LED外延层40形成于所述复合衬底100上。

参考图1，复合衬底100可作为LED芯片200的衬底，包括衬底10、设置在所述衬底10上方的反射层20和形成于反射层20上的应力释放层30。其中，反射层20和应力释放层30堆叠在一起形成反射LED芯片发出的光线和使得LED的外延层进行应力释放的功能层300。本实施例中，反射层20形成于衬底10上。

较佳者，参考图2，LED芯片200a的衬底为复合衬底100a，复合衬底100a的衬底10上形成有底层50，反射层20形成于底层50上。所述底层50为本征氮化物层，例如u-GaN。该底层50可以在衬底10和功能层300之间进行缓冲。

参考图3，反射层20为超晶格结构并包括依次交替的多个第一多孔层21和多个第一无孔层22，用于对LED外延层40提供光反射。所述第一多孔层21含有若干空洞，所述第一无孔层22不具有空洞。

参考图3，所述第一多孔层21为第一n型氮化物层，所述第一无孔层22为第一u型氮化物层，第一n型氮化物层可为In_xAl_yGa_1-x-yN，第一u型氮化物层可为In_al_bGa_1-a-bN。其中，1-x-y≤1,1-a-b≤1，x1≤x2≤x3……≤xf≤0.39，x1为从下至上第一层的第一n型氮化物层中In含量，x2为第二层第一n型氮化物层中In含量，x3为第三层第一n型氮化物层中In含量，xf为最顶层的第一n型氮化物层中In含量。其中，反射层20的顶层为第一u型氮化物层。

当然，区别于该实施例，在另一实施例中，从下至上的第一层第一无孔层22位于衬底10或者底层50上，第一层第一多孔层21位于第一层的第一无孔层22上，即，将图3中第一多孔层21和第一无孔层22调换位置。

在第一个优选实施例中，整个反射层20的超晶格中每层的In含量从下至上逐渐递增。具体地，y＝0，b＝0，0.01≤x1<a1<x2<a2<x3……<xf<af≤0.39。a1为反射层20从下至上第一层的第一u型氮化物层中In含量，a2为第二层第一u型氮化物层中In含量，a3为第三层第一u型氮化物层中In含量，af为最顶层的第一u型氮化物层中In含量。第一n型氮化物层为InGaN，第一u型氮化物层为InGaN。

在第二个优选实施例中，整个反射层20的超晶格中第一n型氮化物层In含量从下至上逐渐递增，第一u型氮化物层In含量为固定值。具体地，y＝0，a＝0.01，b＝0，0.01≤x1<x2<x3……<xf≤0.39，即第一n型氮化物层为InGaN，第一u型氮化物层为In_0.01Ga_0.99N。

在第三个优选实施例中，整个反射层20的超晶格中第一n型氮化物层的In含量从下至上逐渐递增，第一u型氮化物层的In含量为0。具体地，y＝0，a＝b＝0，0.01≤x1<x2<x3……<xf≤0.39，即第一n型氮化物层为InGaN，第一u型氮化物层为GaN。

其中，多个第一无孔层22的膜厚可以相同也可以不同。多个第一多孔层21的膜厚可以相同也可以不同，多个第一多孔层21的空洞密度可以相同也可以不同，多个第一多孔层21的空洞大小可以相同也可以不同，多个第一多孔层21的掺杂浓度可以相同也可以不同。

参考图3，所述应力释放层30为超晶格结构且包括依次交替的多个第二多孔层31和多个第二无孔层32，用于使得LED外延层40进行应力释放，所述第二多孔层31中含有若干空洞，所述第二无孔层32中不具有空洞。

参考图3，所述第二多孔层31为第二n型氮化物层，所述第二无孔层32为第二u型氮化物层，第二n型氮化物层可为In_iAl_jGa_1-i-jN，第二u型氮化物层可为In_uAl_vGa_1-u-vN。其中，1-i-j≤1,1-u-v≤1，且0.01≤i1≤i2≤i3……≤if≤0.39，i1为从下至上第一层的第二n型氮化物层中In含量，i2为第二层第二n型氮化物层中In含量，i3为第三层第二n型氮化物层中In含量，if为最顶层的第二n型氮化物层中In含量。其中，应力释放层30的顶层为第二u型氮化物层。本实施例中，从下至上的第一层第二多孔层31位于第一无孔层22上，第一层第二无孔层32位于第一层的第二多孔层31上，以此叠加多个第二多孔层31和第二无孔层32。

当然，区别于该实施例，在另一实施例中，从下至上的第一层第二无孔层32位于第一无孔层22上，第一层第二多孔层31位于第一层的第二无孔层32上，即，将图3中第二多孔层31和第二无孔层32调换位置。

在第一个优选实施例中，整个应力释放层30的超晶格中每层的In含量从下至上逐渐递增。具体地，j＝0，v＝0，0.01<i1<u1<i2<u2<i3……<if<uf≤0.39。u1为应力释放层30从下至上第一层的第二u型氮化物层中In含量，u2为第二层的第二u型氮化物层中In含量，u3为第三层第二u型氮化物层中In含量，uf为最顶层的第二u型氮化物层中In含量。第二n型氮化物层为InGaN，第二u型氮化物层为InGaN。

在第二个优选实施例中，整个应力释放层30的超晶格中第二n型氮化物层的In含量递增，第二u型氮化物层的In含量为固定值。具体地，j＝0，u＝0.2，v＝0，0.01≤i1<i2<i3……<if≤0.39，即第二n型氮化物层为InGaN，第二u型氮化物层为In_0.2Ga_0.8N。

在第三个优选实施例中，第二u型氮化物层为GaN，第二n型氮化物层为InGaN，整个应力释放层30的超晶格中，第二n型氮化物层的In含量从下至上逐渐增加，所述第二u型氮化物层的In含量为0。具体地，j＝0，u＝v＝0，0.01≤i1<i2<i3……<if≤0.39。

本实施例中，所述第一n型氮化物层中最高In含量低于所述第二n型氮化物层中最低In含量。具体地，xf<i1，即反射层20中第一n型氮化物层中含In氮化物层的最高In含量低于应力释放层30中含In氮化物层的最低In含量。基于上述第一个优选实施例，可表示为0.01≤x1＜x2＜x3……＜xf<i1<i2<i3……<if≤0.39。基于上述第二个优选实施例，可表示为0.01≤x1＜a1＜x2＜a2＜x3……＜xf＜af<i1<u1<i2<u2<i3……<if<uf≤0.39。

上述实施例中，反射层20的第一n型氮化物层和应力释放层30的第二n型氮化物层具有相同或者不同的掺杂浓度。

其中，多个第二无孔层32的膜厚可以相同也可以不同。多个第二多孔层31的膜厚可以相同也可以不同，多个第二多孔层31的空洞密度可以相同也可以不同，多个第二多孔层31的空洞大小可以相同也可以不同，多个第二多孔层31的掺杂浓度可以相同也可以不同。

具体地，所述反射层20中的多个所述第一多孔层21的空洞密度和大小分别设置为预设值，所述应力释放层30的多个所述第二多孔层31的空洞密度和大小分别设置为预设值，以使所述反射层20的反光参数和所述应力释放层30的应力释放参数实现解耦合。其中，可通过调整反射层20的各层膜厚、组分及掺杂浓度，可获得不同的空洞密度及空洞大小，得到空洞密度及空洞大小不一的结构，从而获得不同的反射效果；可通过调整应力释放层30的各层膜厚、组分及掺杂浓度，可获得不同的空洞密度及空洞大小，得到空洞密度及空洞大小不一的结构，从而获得不同的应力释放效果。

在本实施例中，还公开了上述复合衬底100的制作方法，包括以下步骤S1至S3。

S1，提供一衬底10。

S2，在所述衬底10上生长氮化物以形成第一氮化物层，在所述第一氮化物层上生长氮化物以形成第二氮化物层，依次交替生长多个第一氮化物层和多个第二氮化物层，蚀刻所述第一氮化物层以形成第一多孔层21，第二氮化物层为第一无孔层22，由多个第一多孔层21和多个第一无孔层22组成具有超晶格结构的反射层20。

当然，在另一实施例中，在所述衬底10上生长氮化物以形成第一氮化物层，在所述第一氮化物层上生长氮化物以形成第二氮化物层，依次交替生长多个第一氮化物层和多个第二氮化物层，且最顶层为第一氮化物层，蚀刻所述第二氮化物层以形成第一多孔层21，第一氮化物层为第一无孔层22，由多个第一多孔层21和多个第一无孔层22组成具有超晶格结构的反射层20。

S3，在所述反射层20上生长氮化物以形成第三氮化物层，在所述第三氮化物层上生长氮化物以形成第四氮化物层，依次交替生长多个第三氮化物层和多个第四氮化物层，蚀刻所述第三氮化物层以形成第二多孔层31，第四氮化物层为第二无孔层32，由多个第二多孔层31和多个第二无孔层32组成具有超晶格结构的应力释放层30。

当然，在另一实施例中，在所述反射层20上生长氮化物以形成第三氮化物层，在所述第三氮化物层上生长氮化物以形成第四氮化物层，依次交替生长多个第三氮化物层和多个第四氮化物层，且最顶层为第三氮化物层，蚀刻所述第四氮化物层以形成第二多孔层31，第三氮化物层为第二无孔层32，由多个第二多孔层31和多个第二无孔层32组成具有超晶格结构的应力释放层30。

其中，上述蚀刻为电化学蚀刻。

复合衬底100的制作好后，可以在复合衬底100中应力释放层30的顶层上生长LED外延层，制成LED芯片。其中，所述反射层20用于反射LED外延层40发出的光线，应力释放层30使得LED外延层40进行应力释放，应力释放后的LED外延层40可掺有更多的In，发光波长更长。

其中，所述LED外延层40包括形成于功能层300上的n型氮化物层41、形成于所述n型氮化物层41上的发光层42及形成于所述发光层42上的p型氮化物层43，所述发光层42为超晶格结构并包括In含量不低于0.39的InGaN阱层，以使所述LED芯片200为红光LED，即波长大于618nm。当然，也可以通过适当降低上述InGaN阱层中In含量，使该LED芯片200可以为波长大于蓝绿光的黄光LED、橙光LED。

较佳者，步骤S1，提供一衬底10后，还包括在所述衬底10上生长氮化物以形成本征氮化物层，作为底层50。步骤S2中，在底层50上生长反射层20。

实施例2：

参考图4，本发明还提供了一种LED芯片200a，包括复合衬底100b和LED外延层40，所述LED外延层40形成于所述复合衬底100b上。

参考图4，复合衬底100b可作为LED芯片200a的衬底。与实施例1不同的是，在实施例2中，复合衬底100b包括衬底10、设置在所述衬底10上方的应力释放层30和形成于应力释放层30上的反射层20。其中，反射层20和应力释放层30堆叠在一起形成反射LED芯片发出的光线并使得LED外延层40进行应力释放的功能层300a。本实施例中，应力释放层30形成于衬底10上。

其中，反射层20的具体结构与实施例1相同，在此不予重述。应力释放层30的具体结构与实施例1相同，在此不予重述。

较佳者，参考图5，LED芯片200b的衬底为复合衬底100c，复合衬底100c的衬底10上形成有底层50，应力释放层30形成于底层50上。所述底层50为本征氮化物层，例如GaN。该底层50可以在衬底10和功能层300a之间进行缓冲。

本实施例中，所述第二n型氮化物层中最高In含量低于所述第一n型氮化物层中最低In含量。具体地，if<x1，即应力释放层30中第二n型氮化物层中含In氮化物层的最高In含量低于反射层20中含In氮化物层的最低In含量。基于上述第一个优选实施例，可表示为0.01≤i1<i2<i3……<if<x1＜x2＜x3……＜xf≤0.39。基于上述第二个优选实施例，可表示为0.01≤i1<u1<i2<u2<i3……<if<uf<x1＜a1＜x2＜a2＜x3……＜xf＜af≤0.39。

上述实施例中，反射层20的第一n型氮化物层和应力释放层30的第二n型氮化物层具有相同或者不同的掺杂浓度。

其中，所述反射层20中的多个所述第一多孔层21的空洞密度和大小分别设置为预设值，所述应力释放层30的多个所述第二多孔层31的空洞密度和大小分别设置为预设值，以使所述反射层20的反光参数和所述应力释放层30的应力释放参数实现解耦合。其中，可通过调整反射层20的各层膜厚、组分及掺杂浓度，可获得不同的空洞密度及空洞大小，得到空洞密度及空洞大小不一的结构，可通过调整应力释放层30的各层膜厚、组分及掺杂浓度，可获得不同的空洞密度及空洞大小，得到空洞密度及空洞大小不一的结构。

在本实施例中，还公开了上述复合衬底100b的制作方法，包括以下步骤S1至S3。

S1，提供一衬底10。

S2，在所述衬底10上生长氮化物并以形成第一氮化物层，在所述第一氮化物层上生长氮化物以形成第二氮化物层，依次交替生长多个第一氮化物层和多个第二氮化物层，蚀刻所述第一氮化物层以形成第二多孔层31，第二氮化物层为第二无孔层32，由第二多孔层31和多个第二无孔层32组成具有超晶格结构的应力释放层30。

当然，在另一实施例中，在所述衬底10上生长氮化物以形成第一氮化物层，在所述第一氮化物层上生长氮化物以形成第二氮化物层，依次交替生长多个第一氮化物层和多个第二氮化物层，且最顶层为第一氮化物层，蚀刻所述第二氮化物层以形成第二多孔层31，第一氮化物层为第二无孔层32，由多个第二多孔层31和多个第二无孔层32组成具有超晶格结构的应力释放层30。

S3，在所述应力释放层30上生长氮化物以第三氮化物层，在所述第三氮化物层上生长氮化物以形成第四氮化物层，依次交替生长多个第三氮化物层和多个第四氮化物层，蚀刻所述第三氮化物层以形成第一多孔层21，第四氮化物层为第一无孔层22，由多个第一多孔层21和多个第一无孔层22组成具有超晶格结构的反射层20。

当然，在另一实施例中，在所述应力释放层30上生长氮化物以形成第三氮化物层，在所述第三氮化物层上生长氮化物以形成第四氮化物层，依次交替生长多个第三氮化物层和多个第四氮化物层，且最顶层为第三氮化物层，蚀刻所述第四氮化物层以形成第一多孔层21，第三氮化物层为第一无孔层22，由第一多孔层21和多个第一无孔层22组成具有超晶格结构的反射层20。

其中，上述蚀刻为电化学蚀刻。

参考图4，复合衬底100b的制作好后，可以在复合衬底100b中反射层20的顶层上生长LED外延层，制成LED芯片。其中，所述反射层20用于反射LED外延层40发出的光线，应力释放层30用于使得LED外延层40进行应力释放。

其中，所述LED外延层40包括形成于所功能层300a上的n型氮化物层41、形成于所述n型氮化物层41上的发光层42及形成于所述发光层42上的p型氮化物层43，所述发光层42为超晶格结构并包括In含量不低于0.39的InGaN阱层，以使所述LED芯片200a为红光LED，即波长大于618nm。当然，该LED芯片200也可以为波长大于蓝绿光的黄光LED、橙光LED。

较佳者，参考图5，步骤S1，提供一衬底10后，还包括在所述衬底10上生长氮化物以形成本征氮化物层，作为底层50。在步骤S2中，在所述衬底10上具体为，在底层50上生长应力释放层30。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (13)

1.一种具有多孔结构的复合衬底，其特征在于：包括衬底、设置在所述衬底上方的功能层，所述功能层包括第一功能层和形成于第一功能层上的第二功能层，所述第一功能层为超晶格结构并包括依次交替的多个第一多孔层和多个第一无孔层，所述第二功能层为超晶格结构且包括依次交替的多个第二多孔层和多个第二无孔层，所述第一多孔层和所述第二多孔层中含有若干空洞，所述第一无孔层和所述第二无孔层中不具有空洞，所述第一功能层和所述第二功能层其中之一为反射层，用于反射LED发出的光线，所述第一功能层和所述第二功能层其中另一为应力释放层，用于使LED的外延层进行应力释放。

2.如权利要求1所述的复合衬底，其特征在于：多个所述第一多孔层的空洞密度和大小分别设置为预设值，多个所述第二多孔层的空洞密度和大小分别设置为预设值，以使所述反射层的反光参数和所述应力释放层的应力释放参数实现解耦合。

3.如权利要求1所述的复合衬底，其特征在于：所述第一多孔层为第一n型氮化物层，所述第一无孔层为第一u型氮化物层，所述第二多孔层为第二n型氮化物层，所述第二无孔层为第二u型氮化物层，且所述第一功能层远离所述衬底的顶层为第一u型氮化物层，所述第二功能层远离所述衬底的顶层为第二u型氮化物层。

4.如权利要求3所述的复合衬底，其特征在于：所述第一n型氮化物层和所述第一u型氮化物层均为InGaN，且所述反射层中的In含量从下至上在第一预设范围内逐层递增；或者，所述第一n型氮化物层和所述第一u型氮化物层均为InGaN，且所述第一n型氮化物层的In含量从下至上在第一预设范围内逐层递增，所述第一u型氮化物层中In含量为第一固定值；或者，第一n型氮化物层为InGaN，所述第一u型氮化物层为GaN，所述第一n型氮化物层的In含量从下至上在第一预设范围内逐层递增；

所述第二n型氮化物层和所述第二u型氮化物层均为InGaN，且所述应力释放层中的In含量从下至上在第二预设范围内逐层递增；或者，所述第二n型氮化物层和所述第二u型氮化物层均为InGaN，且所述第二n型氮化物层的In含量从下至上在第二预设范围内逐层递增，所述第二u型氮化物层中In含量为第二固定值；或者，第二n型氮化物层为InGaN，所述第二u型氮化物层为GaN，所述第二n型氮化物层的In含量从下至上在第二预设范围内逐层递增。

5.如权利要求4所述的复合衬底，其特征在于：所述第一固定值为0.01，所述第一预设范围大于等于0.01且小于等于0.39，所述第二固定值为0.2，所述第二预设范围大于等于0.01且小于等于0.39。

6.如权利要求3所述的复合衬底，其特征在于：所述第一n型氮化物层中最高In含量低于所述第二n型氮化物层中最低In含量。

7.如权利要求1所述的复合衬底，其特征在于：所述衬底和所述功能层之间还具有底层，所述底层为本征氮化物层。

8.一种LED芯片，其特征在于：包括复合衬底和LED外延层，所述复合衬底为如权利要求1-7中任一项所述的复合衬底，所述LED外延层形成于所述功能层上。

9.如权利要求8所述的LED芯片，其特征在于：所述LED外延层包括形成于所功能层上的n型氮化物层、形成于所述n型氮化物层上的发光层及形成于所述发光层上的p型氮化物层，所述发光层为超晶格结构并包括In含量不低于0.39的InGaN阱层，以使所述LED芯片为红光LED。

10.一种具有多孔结构的复合衬底制作方法，其特征在于：包括：

提供一衬底；

在所述衬底上逐层生长氮化物并进行蚀刻以形成第一功能层，所述第一功能层为超晶格结构且包括依次交替的多个第一多孔层和多个第一无孔层；

在所述第一功能层上逐层生长氮化物并进行蚀刻以形成第二功能层，所述第二功能层为超晶格结构且包括依次交替的多个第二多孔层和多个第二无孔层；

所述第一功能层和所述第二功能层其中之一为反射层，用于反射LED发出的光线，所述第一功能层和所述第二功能层其中另一为应力释放层，用于使LED的外延层进行应力释放。

11.如权利要求10所述的复合衬底制作方法，其特征在于：所述复合衬底为如权利要求1-7所述的复合衬底。

12.如权利要求10所述的复合衬底制作方法，其特征在于：在所述衬底上生长氮化物并进行蚀刻以形成第一多孔层之前，还在所述衬底上生长氮化物以形成本征氮化物层，该本征氮化物层作为底层，所述第一功能层形成于所述底层上。

13.如权利要求10所述的复合衬底制作方法，其特征在于：在所述衬底上逐层生长氮化物并进行蚀刻以形成第一功能层具体包括：在所述衬底上生长氮化物以形成第一氮化物层，在所述第一氮化物层上生长氮化物以形成第二氮化物层，依次交替生长多个第一氮化物层和多个第二氮化物层，蚀刻所述第一氮化物层和第二氮化物层的二者之一以形成第一多孔层，所述第一氮化物层和第二氮化物层的二者另一为第一无孔层，由多个第一多孔层和多个第一无孔层组成具有超晶格结构的第一功能层；

在所述第一功能层上逐层生长氮化物并进行蚀刻以形成第二功能层具体包括：在所述第一功能层生长氮化物以形成第三氮化物层，在所述第三氮化物层上生长氮化物以形成第四氮化物层，依次交替生长多个第三氮化物层和多个第四氮化物层，蚀刻所有所述第三氮化物层和第四氮化物层二者之一以形成第二多孔层，所述第三氮化物层和第四氮化物层的二者另一为第二无孔层，由多个第二多孔层和多个第二无孔氮化物组成具有超晶格结构的第二功能层。