CN203589067U - 一种图形化的蓝宝石衬底 - Google Patents
一种图形化的蓝宝石衬底 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203589067U CN203589067U CN201320703572.7U CN201320703572U CN203589067U CN 203589067 U CN203589067 U CN 203589067U CN 201320703572 U CN201320703572 U CN 201320703572U CN 203589067 U CN203589067 U CN 203589067U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sapphire substrate
- layer
- substrate
- reflector
- graphic element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 71
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 54
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 8
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 7
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 4
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 5
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 abstract description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种图形化的蓝宝石衬底，属于半导体领域。所述蓝宝石衬底包括衬底层，所述蓝宝石衬底还包括反射层，所述衬底层的图形化表面上形成有多个凸起，所述反射层沉积在所述多个凸起的顶部，所述多个凸起和所述反射层在所述衬底层上构成周期性图形阵列，所述周期性图形阵列的图形单元为锥状结构。本实用新型通过在图形化的蓝宝石衬底的衬底层上设置反射层，使得生长其上的外延片的氮化镓层与蓝宝石衬底的折射率相差较大，因此，光在蓝宝石衬底的界面上不易被透射更易被反射，改善了蓝宝石衬底的反射率，且蓝宝石衬底采用锥状结构，能更有效地降低外延片的缺陷密度，从而提高了发光二极管的光提取效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体光技术领域，特别涉及一种图形化的蓝宝石衬底。
背景技术
蓝宝石衬底(Pattern Sapphire Substrate，简称PSS)技术是目前异质衬底氮化镓材料生长领域较为成熟的技术方案。其中，采用图形化蓝宝石衬底技术可以较好地缓解蓝宝石衬底和氮化镓外延生长中的应力，降低氮化镓外延中的缺陷密度，提高外延材料的晶体质量。
然而，当光从有源层进入图形化的蓝宝石衬底时，由于蓝宝石的折射率（1.7～1.8）与氮化镓的折射率（2.5）二者之间相差较小，光较容易在蓝宝石衬底的界面上发生透射，光的反射率不高，从而导致发光二极管的出光效率依然较低。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种图形化的蓝宝石衬底。所述技术方案如下：
本实用新型提供了一种图形化的蓝宝石衬底，所述蓝宝石衬底包括衬底层，所述蓝宝石衬底还包括反射层，所述衬底层的图形化表面上形成有多个凸起，所述反射层沉积在所述多个凸起的顶部，所述多个凸起和所述反射层在所述衬底层上构成周期性图形阵列，所述周期性图形阵列的图形单元为锥状结构。
优选地，反射层为二氧化硅层。
同样优选地，反射层为分布布拉格反射镜层。
进一步地，所述分布布拉格反射镜层为交替生长的二氧化硅层和二氧化钛层或交替生长的二氧化硅层和氧化镁层。
可选地，锥状结构为圆锥结构和多棱锥结构中的一种或多种。
优选地，相邻的所述图形单元之间的间距为1～10um。。
进一步地，所述图形单元的底面宽度为0.5～10um。
进一步地，所述图形单元的高度为0.5～5um。
更进一步地，所述凸起的高度为0.2～4.8um。
更进一步地，所述反射层的厚度为0.2～4.8um。
本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过在图形化的蓝宝石衬底的衬底层上设置反射层，使得生长其上的外延片的氮化镓层与蓝宝石衬底的折射率相差较大，因此，光在蓝宝石衬底的界面上不易被透射更易被反射，改善了蓝宝石衬底的反射率，且蓝宝石衬底采用锥状结构，能更有效地降低外延片的缺陷密度，从而提高了发光二极管的光提取效率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的一种图形化的蓝宝石衬底的剖面结构示意图；
图1a-1c是本实用新型实施例提供的蓝宝石衬底的制备过程示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
实施例
本实用新型实施例提供了一种图形化的蓝宝石衬底，参见图1，该蓝宝石衬底包括衬底层1和反射层22。衬底层1的的图形化表面上形成有多个凸起11，反射层22沉积在多个凸起11的顶部，且多个凸起11和反射层22在衬底层1上构成周期性图形阵列，该周期性图形阵列的图形单元为锥状结构。
可选地，锥状结构可以为圆锥结构和多棱锥结构中的一种或多种。其中，多棱锥包括但不限于三棱锥、四棱锥、五棱锥和六棱锥。这种锥状结构，由于蓝宝石衬底不再采用平面的顶端结构，能更有效地降低外延片的缺陷密度，进而提高发光二极管的出光效率。
进一步地，反射层22可以为二氧化硅层或DBR（Distributed BraggReflection，分布式布拉格反射镜）层中的一种。其中，DBR层可以采用SiO2层和TiO2层交替生长的结构，也可以采用SiO2层和MgO层交替生长的结构。
可选地，在蓝宝石衬底上蒸镀沉积反射层可以采用PECVD（PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强化学气相沉积法）或溶胶凝胶法中的一种。
在本实施例中，周期性图形阵列的图形单元的底面宽度为0.5～10um，高度为0.5～5um。并且，相邻的图形单元之间的间距为1～10um。其中，当图形单元为圆锥结构时，底面宽度是指底面圆的直径；当图形单元为多棱锥结构时，底面宽度是指底面多边形外接圆的直径。
进一步地，凸起11的高度为0.2～4.8um，反射层22的厚度为0.2～4.8um。
下面再结合图1a至图1c对本实施例的蓝宝石衬底的制作过程进行说明：
如图1a所示，先在蓝宝石衬底1上沉积一层厚度为50nm～5um的反射层2和光刻胶掩膜3；再将光刻胶掩膜的图形转移到发射层上形成图形化的反射层21，参见图1b；然后采用湿法腐蚀工艺腐蚀蓝宝石衬底得到具有凸起11和初始反射层21的蓝宝石衬底，参见图1c；最后采用干法刻蚀处理得到图形化的蓝宝石衬底。
其中，将光刻胶掩膜的图形转移到二氧化硅薄膜上可以采用湿法腐蚀或干法刻蚀中的一种。光刻胶掩膜的图形单元可以是圆形、方形、三角形或不规则图形中的一种或几种的组合。
本实用新型通过在图形化的蓝宝石衬底的衬底层上设置反射层，使得生长其上的外延片的氮化镓层与蓝宝石衬底的折射率相差较大，因此，光在蓝宝石衬底的界面上不易被透射更易被反射，改善了蓝宝石衬底的反射率，且蓝宝石衬底采用锥状结构，能更有效地降低外延片的缺陷密度，从而提高了发光二极管的光提取效率。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种图形化的蓝宝石衬底，所述蓝宝石衬底包括衬底层，其特征在于，
所述蓝宝石衬底还包括反射层，所述衬底层的图形化表面上形成有多个凸起，所述反射层沉积在所述多个凸起的顶部，所述多个凸起和所述反射层在所述衬底层上构成周期性图形阵列，所述周期性图形阵列的图形单元为锥状结构。
2.根据权利要求1所述的蓝宝石衬底，其特征在于，所述反射层为二氧化硅层。
3.根据权利要求1所述的蓝宝石衬底，其特征在于，所述反射层为分布布拉格反射镜层。
4.根据权利要求3所述的蓝宝石衬底，其特征在于，所述分布布拉格反射镜层为交替生长的二氧化硅层和二氧化钛层或交替生长的二氧化硅层和氧化镁层。
5.根据权利要求1所述的蓝宝石衬底，其特征在于，所述锥状结构为圆锥结构和多棱锥结构中的一种或多种。
6.根据权利要求1-5任一项所述的蓝宝石衬底，其特征在于，相邻的所述图形单元之间的间距为1～10um。
7.根据权利要求1-5任一项所述的蓝宝石衬底，其特征在于，所述图形单元的底面宽度为0.5～10um。
8.根据权利要求1-5任一项所述的蓝宝石衬底，其特征在于，所述图形单元的高度为0.5～5um。
9.根据权利要求7所述的蓝宝石衬底，其特征在于，所述凸起的高度为0.2～4.8um。
10.根据权利要求7所述的蓝宝石衬底，其特征在于，所述反射层的厚度为0.2～4.8um。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320703572.7U CN203589067U (zh) | 2013-11-08 | 2013-11-08 | 一种图形化的蓝宝石衬底 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320703572.7U CN203589067U (zh) | 2013-11-08 | 2013-11-08 | 一种图形化的蓝宝石衬底 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203589067U true CN203589067U (zh) | 2014-05-07 |
Family
ID=50586931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201320703572.7U Expired - Lifetime CN203589067U (zh) | 2013-11-08 | 2013-11-08 | 一种图形化的蓝宝石衬底 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203589067U (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104269479A (zh) * | 2014-09-24 | 2015-01-07 | 杭州士兰明芯科技有限公司 | Led衬底结构及其制作方法 |
| CN104659140A (zh) * | 2015-03-06 | 2015-05-27 | 天津三安光电有限公司 | 一种多结太阳能电池 |
| CN107868937A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-04-03 | 江西沃格光电股份有限公司 | 防眩光蓝宝石屏幕及其制备方法 |
| CN108172670A (zh) * | 2018-01-09 | 2018-06-15 | 福建兆元光电有限公司 | Led外延片衬底结构及制造方法 |
| CN108269896A (zh) * | 2016-12-31 | 2018-07-10 | 山东华光光电子股份有限公司 | 一种激光刻蚀错位半球与odr结合的蓝宝石图形衬底及制备方法 |
| CN110246939A (zh) * | 2019-06-24 | 2019-09-17 | 东莞市中图半导体科技有限公司 | 一种图形化复合基底、制备方法及led外延片 |
| CN112201734A (zh) * | 2020-09-15 | 2021-01-08 | 泉州三安半导体科技有限公司 | 复合图形衬底及其制作方法以及led结构及其制作方法 |
| CN113161459A (zh) * | 2021-02-25 | 2021-07-23 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 图形化衬底、发光二极管外延片及其制备方法 |
| CN113316853A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-08-27 | 福建晶安光电有限公司 | 一种图形化衬底、发光二极管及制备方法 |
| CN116544332A (zh) * | 2023-07-06 | 2023-08-04 | 江西兆驰半导体有限公司 | 一种图形化蓝宝石衬底及其制备方法 |
-
2013
- 2013-11-08 CN CN201320703572.7U patent/CN203589067U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104269479B (zh) * | 2014-09-24 | 2017-01-25 | 杭州士兰明芯科技有限公司 | Led衬底结构及其制作方法 |
| CN104269479A (zh) * | 2014-09-24 | 2015-01-07 | 杭州士兰明芯科技有限公司 | Led衬底结构及其制作方法 |
| CN104659140A (zh) * | 2015-03-06 | 2015-05-27 | 天津三安光电有限公司 | 一种多结太阳能电池 |
| CN108269896A (zh) * | 2016-12-31 | 2018-07-10 | 山东华光光电子股份有限公司 | 一种激光刻蚀错位半球与odr结合的蓝宝石图形衬底及制备方法 |
| CN107868937B (zh) * | 2017-09-29 | 2020-06-19 | 江西沃格光电股份有限公司 | 防眩光蓝宝石屏幕及其制备方法 |
| CN107868937A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-04-03 | 江西沃格光电股份有限公司 | 防眩光蓝宝石屏幕及其制备方法 |
| CN108172670A (zh) * | 2018-01-09 | 2018-06-15 | 福建兆元光电有限公司 | Led外延片衬底结构及制造方法 |
| CN110246939A (zh) * | 2019-06-24 | 2019-09-17 | 东莞市中图半导体科技有限公司 | 一种图形化复合基底、制备方法及led外延片 |
| CN112201734A (zh) * | 2020-09-15 | 2021-01-08 | 泉州三安半导体科技有限公司 | 复合图形衬底及其制作方法以及led结构及其制作方法 |
| CN112201734B (zh) * | 2020-09-15 | 2021-11-05 | 泉州三安半导体科技有限公司 | 复合图形衬底及其制作方法以及led结构及其制作方法 |
| CN113316853A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-08-27 | 福建晶安光电有限公司 | 一种图形化衬底、发光二极管及制备方法 |
| CN113161459A (zh) * | 2021-02-25 | 2021-07-23 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 图形化衬底、发光二极管外延片及其制备方法 |
| CN116544332A (zh) * | 2023-07-06 | 2023-08-04 | 江西兆驰半导体有限公司 | 一种图形化蓝宝石衬底及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN203589067U (zh) | 一种图形化的蓝宝石衬底 | |
| CN104332541B (zh) | 图形化衬底制备方法及外延片制作方法 | |
| US20140191243A1 (en) | Patterned articles and light emitting devices therefrom | |
| US8993993B2 (en) | Semiconductor light emitting device and method for fabricating the same | |
| JP5283114B2 (ja) | パターン形成基板を具備した窒化物半導体発光素子及びその製造方法 | |
| CN211125683U (zh) | 一种图形化复合衬底和led外延片 | |
| US9190395B2 (en) | GaN-based LED | |
| CN103178179B (zh) | 一种双面图形的硅化物复合衬底GaN基LED芯片及其制作方法 | |
| CN102194941A (zh) | 内置空腔的高效率发光二极管及其制备方法 | |
| CN101814426A (zh) | 蓝宝石图形衬底的制作方法 | |
| CN103887390A (zh) | 图形化蓝宝石衬底及其制作方法、外延片的制作方法 | |
| CN103337576A (zh) | 图形化衬底及其制造方法、led芯片及其制造方法 | |
| CN102244168A (zh) | 发光二极管及其制造方法 | |
| CN102315097A (zh) | 一种用纳米棒制备的图形化衬底的方法 | |
| KR20230039726A (ko) | 패턴화 기판, 발광 다이오드 및 제조방법 | |
| CN210403763U (zh) | 一种图形化复合基底及led外延片 | |
| CN203013781U (zh) | 图形衬底 | |
| CN103022291A (zh) | 一种具有全方位反射镜的图形衬底及其制备方法 | |
| CN102931308B (zh) | 渐变半径光子晶体发光二极管制备方法 | |
| KR100716752B1 (ko) | 발광 소자와 이의 제조 방법 | |
| CN104319329A (zh) | 图形化衬底及其制备方法、外延片制作方法及外延片 | |
| CN216250771U (zh) | 复合图形衬底及包含该衬底的led外延结构 | |
| CN105047768A (zh) | 一种新型高亮pss的制备方法 | |
| KR101680852B1 (ko) | 반도체 발광 소자 및 그 제조방법 | |
| CN108269896A (zh) | 一种激光刻蚀错位半球与odr结合的蓝宝石图形衬底及制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140507 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |