CN212810278U - 一种复合基板 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于半导体领域，尤其涉及一种复合基板，用于外延生长，其包括：第一基板，所述第一基板具有相对的第一表面和第二表面；散热金属层，所述散热金属层沉积于第一表面或者第二表面；其特征在于：所述散热金属层为钼铜合金层。本实用新型在第一基板的的表面设置钼铜合金层，可以提高基板受热均匀性，改善基板翘曲。

Description

一种复合基板

技术领域

本申请属于半导体领域，尤其涉及一种散热效果较好的复合基板，复合基板的表面具有钼铜合金金属层，有利于复合基板的散热。

背景技术

发光二极管（英文为Light Emitting Diode，简称LED）是一种固态半导体二极管发光器件，被广泛用于指示灯、显示屏等照明领域发。现阶段制备LED晶圆片的方法主要是通过金属有机化合物化学气相沉淀（英文为Metal-organic Chemical Vapor Deposition，简称MOCVD）实现，可以简述其流程如下：将外延晶圆衬底（如蓝宝石衬底/Si衬底）放入石墨承载盘（Wafer carrier）的凹槽上，将其石墨承载盘一起传入MOCVD 反应室内，通过将反应室温度加热到设定好的温度，并配合通入有机金属化合物和五族气体，使它们在晶圆衬底上断开化学键并重新聚合形成LED外延层。

随着LED的发展，产业逐渐成熟，但同时随着OLED的发展，显示屏领域，尤其是高端显示领域被OLED抢占，但OLED存在明显的寿命问题，因此并不是一个长期的解决方案，如何让LED可以达到或者超过OLED的性能，吸引了产业的大量目光。随着Mini LED/Micro LED的概念提出，我们认识到，当LED达到Micro的级别时，LED显示屏的像素会超过OLED，从而实现对OLED的替代，而Micro的瓶颈之一就是均匀性。因此，均匀性正变得越来越重要，而目前生长用衬底主要包含Si、SiC、Al₂O₃。其中Si衬底晶格失配较为严重，而SiC价格较为昂贵，目前普遍采用蓝宝石衬底作为外延生长的衬底。但蓝宝石存在导热较差的问题，从而使生长后的外延片存在波长不均的现象。

发明内容

为了解决生长外延层时因衬底受热不均匀而产生的外延片波长不均的问题以及外延片易发生翘曲的问题，本实用新型提供了一种复合基板，包括：第一基板，所述第一基板具有相对的第一表面和第二表面；散热金属层，所述散热金属层沉积于第一表面或者第二表面；其特征在于：所述散热金属层为钼铜合金层。

其中，在一些实施例中所述散热金属层还包覆第一基板的侧面。

优选的，所述第一基板包括蓝宝石基板、碳化硅基板或者硅基板。

优选的，所述散热金属层的热膨胀系数与第一基板的热膨胀系数相同或者相近。例如，第一基板为蓝宝石衬底，散热金属层为钼铜合金层，钼铜合金层具有较高的热传导系数，可以大幅度提升复合基板的受热均匀性；钼铜合金层与蓝宝石衬底的热膨胀系数接近，可以减小在复合基板上生长外延层时产生的翘曲。

优选的，所述散热金属层的厚度范围为5~500μm。

优选的，在与散热金属层相对的复合基板的表面上制作外延层，并剥离去除散热金属层，随后在外延层上制作芯片。如此，散热金属层不会影响芯片的制作工艺。散热金属层与外延层相对设置，第一基板夹于散热金属层和外延层之间。

优选的，所述散热金属层采用溅镀方式沉积于第一表面或者第二表面。

优选的，所述复合基板的尺寸包括2英寸、4英寸、6英寸、8英寸或者16英寸。

优选的，所述复合基板的形状包括圆形、方形、多边形或者不规则形。

优选的，与所述散热金属层相对的第一基板的表面还具有一系列凸起。第一基板表面的凸起可以提高外延层的出光效率。凸起可以为规则排列或者不规则排列，通常为周期性规则排列。凸起的形状可以为蒙古包形、子弹头形或者其他易于反射光的形状。凸起的制作方式可以采用干法蚀刻或者湿法蚀刻。

本实用新型在第一基板的其中一个表面沉积钼铜合金层作为散热金属层，至少具有以下有益效果：

（1）钼铜合金层与第一基板的热膨胀系数相同或者接近，可以减小在第一基板上生长外延层时的翘曲；

（2）钼铜合金层的热传导系数较高，在第一基板上生长外延层时，可以加快散热，以及提高复合衬底受热均匀性，从而提高在其上生长的外延层的波长均匀性。

附图说明

图1为本实用新型之某一实施例之复合基板结构示意图。

图2为本实用新型之某一实施例之复合基板结构示意图。

图3为本实用新型之某一实施例之复合基板和外延层结构示意图。

图4为本实用新型之某一实施例之复合基板和外延层结构示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本实用新型进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。

请参看附图1，附图1示出了其一实施例的复合基板结构示意图。

该复合基板，包括：第一基板10，具有相对的第一表面和第二表面；散热金属层20，沉积于第一表面或者第二表面；其中散热金属层20为钼铜合金层。

复合基板的尺寸包括2英寸、4英寸、6英寸、8英寸或者16英寸，复合基板的形状包括圆形、方形、多边形或者不规则形。

第一基板10包括蓝宝石基板、碳化硅基板或者硅基板，通常优选蓝宝石基板。

散热金属层20的热膨胀系数与第一基板10的热膨胀系数相同或者相近。例如，第一基板10为蓝宝石衬底，散热金属层20为钼铜合金层。由于钼铜合金层具有较高的热传导系数，可以大幅度提升复合基板的受热均匀性；同时，钼铜合金层与蓝宝石衬底的热膨胀系数接近，可以减小在复合基板上生长外延层30时产生的翘曲。

散热金属层20的厚度范围为5~500μm。如果散热金属层20较厚，会增加纵向传热的距离，导致生长温度不足；如果散热金属层20较薄，会无法起到散热的作用，因此，选择厚度为5~500μm的散热金属层20。散热金属层20可以采用溅镀方式沉积于第一表面或者第二表面。

本实用新型在第一基板10的其中一个表面沉积钼铜合金层作为散热金属层20，至少具有以下有益效果：（1）钼铜合金层与第一基板10的热膨胀系数接近或者相同，可以减小在第一基板10上生长外延层30时的翘曲；（2）钼铜合金层的热传导系数较高，在第一基板10上生长外延层30时，可以加快散热，以及提高受热均匀性。

请参看附图2，附图2示出了另一实施例的复合基板结构示意图。

本实施例中对第一基板10的表面进行处理，在其表面形成一系列凸起11，凸起11与散热金属层20相对设置，位于蓝宝石基板的相对的表面上,凸起11可以提高外延层30的出光效率。凸起11可以为规则排列或者不规则排列，通常为周期性规则排列。凸起11的形状可以为蒙古包形、子弹头形或者其他易于反射光的形状。凸起11的制作方式可以采用干法蚀刻或者湿法蚀刻。在表面具有凸起11的第一基板10表面生长外延层30，凸起11可以改变光传播方向，从而通过将射入第一基板10内的光改变方向，使其发射出来，减少光线在第一基板10内的损失，从而在一定程度上提高发光二极管的出光效率。

请参看附图3，附图3示出了另一实施例的复合基板和外延层30结构示意图。

本实施例中第一基板10表面为平坦形，未进行图形化处理。并且在与散热金属层20相对的复合基板的表面上制作外延层30，并剥离去除散热金属层20，随后在外延层30上制作芯片。散热金属层20与外延层30相对设置，第一基板10夹于散热金属层20和外延层30之间。

当外延生长结束后，使用激光将蓝宝石和金属合金进行剥离，因此合金的使用仅在外延生长时用于增加热均匀性，提升波长均匀性，对于之后的芯片制程不会产生任何的影响，且合金剥离后可以进行回收。

外延层30可以包括依次沉积于第一基板10的表面上的缓冲层、第一半导体层、发光层、电子阻挡层、第二半导体层、接触层，外延层30设计为使其生长质量较好，并且发光效率较高的结构。

请参看附图4，附图4示出了另一实施例的复合基板和外延层30结构示意图。

本实施例中第一基板10表面进行了图形化处理，处理方式包括干法蚀刻或者湿法蚀刻或者两者的结合，从而在第一基板10表面形成一系列凸起11。凸起11为周期性规则排列，利于反射射入的光。

在与散热金属层20相对的复合基板的表面上制作外延层30，并剥离去除散热金属层20，随后在外延层30上制作芯片。散热金属层20与外延层30相对设置，第一基板10夹于散热金属层20和外延层30之间。当外延生长结束后，使用激光将蓝宝石和金属合金进行剥离，因此合金的使用仅在外延生长时用于增加热均匀性，提升波长均匀性，对于之后的芯片制程不会产生任何的影响，且合金剥离后可以进行回收。

外延层30可以包括依次沉积于第一基板10的表面上的缓冲层、第一半导体层、发光层、电子阻挡层、第二半导体层、接触层，外延层30设计为使其生长质量较好，并且发光效率较高的结构。

在表面具有凸起11的第一基板10表面生长外延层30，凸起11可以改变光传播方向，从而通过将射入第一基板10内的光改变方向，使其发射出来，减少光线在第一基板10内的损失，从而在一定程度上提高发光二极管的出光效率。

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 (10)

1.一种复合基板，包括：

第一基板，所述第一基板具有相对的第一表面和第二表面；

散热金属层，所述散热金属层沉积于第一表面或者第二表面；

其特征在于：所述散热金属层为钼铜合金层。

2.根据权利要求1所述的一种复合基板，其特征在于：所述散热金属层还包覆第一基板的侧面。

3.根据权利要求1所述的一种复合基板，其特征在于：所述第一基板包括蓝宝石基板、碳化硅基板或者硅基板。

4.根据权利要求1所述的一种复合基板，其特征在于：所述散热金属层的热膨胀系数与第一基板的热膨胀系数相同或者相近。

5.根据权利要求1所述的一种复合基板，其特征在于：所述散热金属层的厚度范围为5~500μm。

6.根据权利要求1所述的一种复合基板，其特征在于：在与散热金属层相对的复合基板的表面上制作外延层，并剥离去除散热金属层。

7.根据权利要求1所述的一种复合基板，其特征在于：所述散热金属层采用溅镀方式沉积于第一表面或者第二表面。

8.根据权利要求1所述的一种复合基板，其特征在于：所述复合基板的尺寸包括2英寸、4英寸、6英寸、8英寸或者16英寸。

9.根据权利要求1所述的一种复合基板，其特征在于：所述复合基板的形状包括圆形、方形、多边形或者不规则形。

10.根据权利要求1所述的一种复合基板，其特征在于：与所述散热金属层相对的第一基板的表面还具有一系列凸起。

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