CN204760414U - 一种图形化蓝宝石衬底 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种图形化蓝宝石衬底，其具有相对的第一表面和第二表面，第一表面上分布有多个衬底图案，所述衬底图案具有底座和侧面，其特征在于：所述衬底图案的侧面和底座，以及相邻衬底图案间隙中均呈不规则凹凸形，具有多个凸部和凹部。由于衬底图案的底座、侧面，以及相邻衬底图案的间隙中均呈凹凸形，进一步增加了光线在衬底上的反射点，从而进一步增加了衬底的出光效率。
Description
技术领域
本实用新型属于半导体衬底领域，尤其涉及一种图形化蓝宝石衬底。
背景技术
图形化蓝宝石衬底(PatternedSapphireSubstrate，简称PSS)是在蓝宝石衬底上利用光刻、刻蚀等工艺，形成具有图形化表面的蓝宝石衬底。图形化衬底一方面能够有效降低外延结构层的位错密度，提高外延材料的晶体质量和均匀性，进而能提高发光二极管的内量子发光效率；另一方面，由于阵列图形结构增加了光的散射，改变了发光二极管的光学线路，进而提升了外量子出光效率。
在现有的图形化衬底中，普遍存在较大面积的C面(即蓝宝石的(0001)面)。C面上形成的穿透位错容易扩展至发光二极管的量子阱，导致非辐射复合。中国专利文献CN104495402A公开了一种图形化蓝宝石衬底的制作方法，其利用干法刻蚀和湿法刻蚀结合的方法在相邻衬底图案间区域中制备规则的突起部，形成无C面的图形化衬底，以提高外延结构的晶体质量和光反射率。
发明内容
为进一步提高蓝宝石衬底的光反射率，本实用新型提供了一种图形化蓝宝石衬底，其通过在衬底图案的底座和侧面、以及相邻衬底图案间区域表面制作不规则凹凸，进一步增加光反射点，提高衬底的出光效率。具体技术方案如下：
一种图形化蓝宝石衬底，其具有相对的第一表面和第二表面，第一表面上分布有多个衬底图案，所述衬底图案具有底座和侧面，其特征在于：所述衬底图案的底座和侧面，以及相邻衬底图案间区域表面均呈不规则凹凸形，具有多个凸部和凹部。
优选的，所述衬底图案在所述第一表面上均匀或不均匀分布。
优选的，所述衬底图案在所述第一表面上均匀交错排列，且相邻3个衬底图案排列形成三角形。
优选的，所述衬底图案的高度为0.5～2μm、底宽为0.5～6μm。
优选的，所述凸部的高度为0.1～1.5μm。
优选的，所述相邻衬底图案间距为0.5～6μm。
优选的，所述衬底图案高度大于所述凸部的高度。
优选的，所述图形化蓝宝石衬底的尺寸为2寸、4寸、6寸或8寸。
本实用新型还提供了一种LED芯片，其在上述的图形化蓝宝石衬底上通过外延制程和芯片制程制备而成。
本实用新型提供的图形化蓝宝石衬底，其衬底图案的底座和侧面、以及相邻衬底图案间区域表面均呈不规则凹凸形，从而增加了光线在蓝宝石衬底中的光反射点，进一步增加蓝宝石衬底的出光效率。
附图说明
图1为本实用新型实施例之图形化蓝宝石衬底的侧视示意图。
图2为本实用新型实施例之图形化蓝宝石衬底制作的流程示意图。
附图标注：10：衬底；11：衬底图案；111：底座；112：侧面；12：凸部；13：凹部；20：光阻柱。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。需说明的是，本实用新型的附图均采用非常简化的非精准比例，仅用以方便、明晰的辅助说明本实用新型。
请参看图1，一种图形化蓝宝石衬底10，其具有相对的第一表面和第二表面，第一表面上分布有多个衬底图案11，衬底图案11具有底座111和侧面112。衬底图案11的底座111和侧面112，以及相邻衬底图案11间区域表面均呈不规则凹凸形，具有多个凸部12和凹部13(如图1所示)。衬底图案11在第一表面上可均匀分布，如以圆形、矩形、菱形等排列，也可不均匀分布，为了提高外延生长的晶体质量，以及提高出光效率，本实施例优选衬底图案11在第一表面上均匀交错排列，并且相邻的3个衬底图案11排列形成三角形，衬底图案11高度大于凸部12的高度。衬底图案11的高度为0.5～2μm、底宽为0.5～6μm，凸部的高度为0.1～1.5μm；相邻衬底图案11的间距为0.5～6μm。衬底10的尺寸可为2寸、4寸、6寸或8寸等任意尺寸。
参看图2，为了制备上述的图形化蓝宝石衬底，可采用以下的制备方法：首先，在蓝宝石衬底的第一表面上涂覆一层光阻，通过光刻工艺形成一系列圆柱形光阻柱20；然后，将具有光阻柱20的蓝宝石衬底10置于130～150℃的温度下，使光阻柱20自然坍塌变形，形成侧面具有不规则曲线的变形光阻柱；最后，利用干法刻蚀以变形光阻柱为掩模，对蓝宝石衬底10进行刻蚀，形成底座和侧面均呈不规则凹凸形的衬底图案11，并且相邻衬底图案11间区域表面也呈不规则凹凸形，具有凸部12和凹部13。
其中，圆柱形光阻柱20均匀交替排列在衬底10的第一表面上，并且相邻的3个光阻柱20排列形成三角形，光阻柱20的高度为0.5～3μm，直径为0.5～6μm，相邻光阻柱20之间的间距为0.5～6μm。光阻柱20在130～150℃的高温下自然坍塌变形形成变形光阻柱，变形光阻柱相对于变形前的光阻柱20底宽增大0.4～0.6μm，侧面形成不规则曲线。干法刻蚀可分两步进行，即包括第一步的主刻蚀和第二步的修饰刻蚀。其中，主刻蚀和修饰刻蚀过程中，刻蚀机台(图中未显示)的上、下电极功率比值分别为1.5:1～4:1和3:1～10:1，其刻蚀时间比为4:1。
本实用新型还提供一种LED芯片，其在上述图形化蓝宝石衬底10上继续通过外延和芯片制程制备。
本实用新型提供的图形化蓝宝石衬底，在相邻衬底图案间区域表面形成不规则凹凸形，进而形成无C面图形化衬底，一方面提高外延生长的晶体质量，另一方面，通过进一步增加衬底图案的光反射点，提高出光效率。
应当理解的是，上述具体实施方案为本实用新型的优选实施例，本实用新型的范围不限于该实施例，凡依本实用新型所做的任何变更，皆属本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种图形化蓝宝石衬底，其具有相对的第一表面和第二表面，第一表面上分布有多个衬底图案，所述衬底图案具有底座和侧面，其特征在于：所述衬底图案的底座和侧面，以及相邻衬底图案间区域表面均呈不规则凹凸形，具有多个凸部和凹部。
2.根据权利要求1所述的一种图形化蓝宝石衬底，其特征在于：所述衬底图案在所述第一表面上均匀或不均匀分布。
3.根据权利要求2所述的一种图形化蓝宝石衬底，其特征在于：所述衬底图案在所述第一表面上均匀交错排列，且相邻3个衬底图案排列形成三角形。
4.根据权利要求1所述的一种图形化蓝宝石衬底，其特征在于：所述衬底图案的高度为0.5~2μm、底宽为0.5~6μm。
5.根据权利要求1所述的一种图形化蓝宝石衬底，其特征在于：所述凸部的高度为0.1~1.5μm。
6.根据权利要求1所述的一种图形化蓝宝石衬底，其特征在于：所述相邻衬底图案间距为0.5~6μm。
7.根据权利要求1所述的一种图形化蓝宝石衬底，其特征在于：所述衬底图案高度大于所述凸部的高度。
8.根据权利要求1所述的一种图形化蓝宝石衬底，其特征在于：所述图形化蓝宝石衬底的尺寸为2寸、4寸、6寸或8寸。
9.一种LED芯片，其特征在于：包括权利要求1~7任意一项所述的图形化蓝宝石衬底。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105720153A (zh) * | 2016-04-11 | 2016-06-29 | 厦门乾照光电股份有限公司 | 一种提高背光源亮度的衬底 |
| CN117219710A (zh) * | 2023-09-06 | 2023-12-12 | 广东中图半导体科技股份有限公司 | 一种图形化复合衬底及其制备方法、led外延片 |
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- 2015-06-11 CN CN201520399896.5U patent/CN204760414U/zh active Active
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