CN215070019U - 图形化复合衬底及其led芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种图形化复合衬底及其LED芯片。图形化复合衬底，包括衬底本体和凸起于衬底本体上表面的周期性复合结构；所述复合结构包括堆叠设置的台体和锥体；所述台体的材质与所述锥体的材质不同；所述锥体的底角α小于所述台体的底角θ。本实用新型的图形化复合衬底具有比同高度同底径的其他图案图形化衬底更具光效优势，LED芯片亮度比常规圆锥形PSS衬底提高5％～10％。

Description

图形化复合衬底及其LED芯片

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种图形化复合衬底及其LED芯片。

背景技术

氮化镓(GaN)基LED的发光效率取决于内量子效率和出光效率。由于GaN材料与蓝宝石材料的晶格失配和热失配问题比较严重，GaN外延层产生了约10⁹cm^-2的高位错密度，这将影响LED内量子效率的提升。此外，由于GaN材料的折射率高达2.5，使得LED内部光子的出射角度小，全反射临界角仅为24.6°，LED单面出光效率仅为4％。二种因素导致了LED发光效率难以提高。然而，随着外延生长技术的持续优化，GaN晶体质量得到明显改善，器件内量子效率提升显著。特别是近年发展起来的图形化蓝宝石衬底(PSS)技术不仅能通过图案散射作用弱化全反射的限制，使更多光线能透射而出，提升出光效率；还能使GaN在外延生长时产生侧向外延的效果，降低晶体缺陷密度，有利于提高内量子效率。目前，PSS已经成为LED产业的主流衬底材料，占据整个衬底使用量的90％以上。通过对PSS图案的尺寸、形貌等参数的持续优化以不断改善外延层晶体质量和出光效率，已成为提高LED性能的重要途径。

另外，异质材料的界面折射率差也是影响LED内部光子传输的重要因素，折射率差越大，光子散射效果越明显，越有利于打破内部全反射对光子出射的限制来提高LED的出光效率。考虑到蓝宝石折射率(n≈1.78)与GaN材料折射率(n≈2.5)的差值只有0.7左右，不利于进一步提升LED的出光效率，而PSS技术发展至今已经达到很高的水平，LED光效很难通过常规PSS技术得到进一步突破。

有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的第一目的在于提供图形化复合衬底，以解决现有技术中存在的出光效率低等技术问题。

本实用新型的第二目的在于提供LED芯片。

为了实现本实用新型的上述目的，特采用以下技术方案：

图形化复合衬底，包括衬底本体和凸起于衬底本体上表面的周期性复合结构；所述复合结构包括堆叠设置的台体和锥体；所述台体的材质与所述锥体的材质不同；所述锥体的底角α小于所述台体的底角θ。

其中，所述台体的底角θ是指所述台体的侧面与所述台体的底面之间的夹角；所述锥体的底角α是指所述锥体的侧面与所述锥体的底面之间的夹角。

在本实用新型的具体实施方式中，所述台体的材质为蓝宝石，所述锥体的材质为SiO₂。

在本实用新型的具体实施方式中，所述台体的底角θ为45°～75°，所述锥体的底角α与所述台体的底角θ的比值为X，0.6≤X＜1。

在本实用新型的具体实施方式中，所述周期性复合结构的排布周期P为1.5～6μm，优选为2～5μm。

在本实用新型的具体实施方式中，所述台体的底径D为所述排布周期P的85％～98％。进一步的，相邻两个所述台体之间的间距R为0.03～0.9μm。

在本实用新型的具体实施方式中，在沿俯视方向透视时，所述台体的底面边缘与所述台体的顶面边缘的距离S为0.1～0.2μm。

在本实用新型的具体实施方式中，所述复合结构的高度H为所述排布周期P的55％～80％。

其中，对于台体底面为圆形的情况，所述台体的底径是指台体底面的直径；对于台体底面为椭圆形的情况，所述台体的底径是指台体底面椭圆形的外接圆的直径；对于台体底面为多边形的情况，所述台体的底径是指台体底面多边形的外接圆的直径。

在本实用新型的具体实施方式中，所述锥体的高度h为所述复合结构的高度H的70％～95％。

在本实用新型的具体实施方式中，所述锥体的底径d为所述台体的底径D的75％～96％。所述锥体的底径与所述台体的底径指代情况相当。

在本实用新型的具体实施方式中，所述复合结构平行于所述衬底本体的横截面面积沿远离所述衬底本体的方向逐渐减小。

在本实用新型的一种具体实施方式中，所述台体的顶面与所述锥体的底面形状一致，二者对应堆叠，台体的顶面与锥体的底面相重合。

在本实用新型的另一种具体实施方式中，所述台体的侧壁表面和/或所述锥体的侧壁表面至少部分覆盖有覆盖层，所述覆盖层的材质为SiO₂、TiO₂、GaN、AlN、AlGaN或者上述材料的任意组合。进一步的，所述覆盖层的厚度

进一步的，所述覆盖层的厚度为

优选为

在本实用新型的具体实施方式中，所述周期性复合结构在所述衬底表面形成二维六角密堆积排列。

在本实用新型的具体实施方式中，所述台体包括圆台、棱台和椭圆体中的任一种；所述锥体包括圆锥、棱锥和椭圆锥中的任一种。

在本实用新型的具体实施方式中，所述台体的纵截面为等腰梯形；所述锥体的纵截面为等腰三角形。

在本实用新型的具体实施方式中，所述衬底本体为蓝宝石衬底。

在本实用新型的具体实施方式中，所述台体与所述衬底本体为一体结构。

本实用新型还提供了一种LED芯片，其包括上述任意一种所述的图形化复合衬底。

在本实用新型的具体实施方式中，所述LED芯片还包括形成于所述图形化复合衬底上的外延层。进一步的，所述外延层的发光波长介于375nm～780nm之间。如，所述外延层可以为GaN外延层。

在实际操作中，所述LED芯片可以为正装芯片、倒装芯片和高压芯片中的至少一种。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型提供的图形化复合衬底，通过在蓝宝石基板上形成带有二氧化硅和蓝宝石两种介质材料的复合图案，一方面，充分利用了复合图案底部的蓝宝石侧壁区域与复合图案间隔区二者之间GaN生长速率的差异性，同时结合SiO₂图形侧壁形成的层错效应，使GaN在生产过程中产生的位错发生弯曲，有效地抑制位错往量子阱区域延伸，从而显著地提升LED器件的内量子效率以及抗静电能力；另一方面，复合图案顶部的SiO₂介质，其折射率约为1.45，比蓝宝石材料具有更低的折射率，更有利于提升LED的出光效率；

(2)本实用新型的图形化复合衬底具有比同高度同底径的其他图案图形化衬底更具光效优势，LED芯片亮度比常规圆锥形PSS衬底提高5％～10％。另外，本实用新型的图形化复合衬底在正装芯片、倒装芯片和高压芯片上均有显著提亮效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的LED芯片的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的图形化复合衬底的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的图形化复合衬底的剖面图(a)和俯视图(b)；

图4为本实用新型实施例提供的图形化复合衬底采用的六角密堆积排列方式示意图；

图5为本实用新型实施例提供的图形化复合衬底制备方法的流程图；

图6为本实用新型实施例提供的图形化复合衬底制备方法的示意图；

图7为本实用新型实施例提供的图形化复合衬底的实物SEM倾斜图；

图8为本实用新型实施例提供的图形化复合衬底的实物SEM俯视图；

图9为本实用新型另一实施例提供的图形化复合衬底的结构示意图；

图10为本实施例提供的图形化复合衬底的实物局部放大SEM图；

图11为比较例1的GaN外延片的结构示意图；

图12为本实用新型实施例提供的图形化复合衬底所对应的GaN外延片(a)与常规圆锥形PSS衬底所对应的GaN外延片(b)的XRD摇摆曲线图谱；

图13为本实用新型实施例提供的图形化复合衬底LED芯片与常规圆锥形PSS衬底LED芯片的光通量。

附图标记：

1-图形化复合衬底； 2-N型GaN层； 3-MQW量子阱层；

4-P型GaN层； 11-衬底本体； 12-复合结构；

121-台体； 122-锥体； 123-覆盖层；

15-蓝宝石衬底； 16-二氧化硅薄膜层； 17-掩膜图形结构；

18-光刻胶层。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本实用新型，而不应视为限制本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型提供了一种LED芯片，其包括图形化复合衬底和形成于所述图形化复合衬底上的外延层。进一步的，所述外延层的发光波长介于375nm～780nm之间，如所述外延层可以为GaN外延层。在实际操作中，所述LED芯片可以为正装芯片、倒装芯片和高压芯片中的至少一种。

图1为本实用新型实施例提供的LED芯片的结构示意图。如图1所示，所述LED芯片包括依次排列设置的图形化复合衬底1、N型GaN层2、MQW量子阱层3和P型GaN层4。

图2为本实用新型实施例提供的图形化复合衬底的结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的图形化复合衬底的剖面图(a)和俯视图(b)；图4为本实用新型实施例提供的图形化复合衬底采用的六角密堆积排列方式示意图。如图2～图4所示，本实施例提供的图形化复合衬底，包括衬底本体11和凸起于衬底本体11上表面的周期性复合结构12。所述复合结构12包括堆叠设置的台体121和锥体122。所述锥体122设置于所述台体121上。所述台体121与所述锥体122的材质不同，具体的，所述台体121的材质为蓝宝石，所述锥体122的材质为SiO₂。所述台体121的底角θ为45°～75°，底角θ优选为51°～68°，所述锥体122的底角α小于所述台体121的底角θ。

其中，所述台体121的底角θ是指所述台体121的侧面与所述台体121的底面之间的夹角；所述锥体122的底角α是指所述锥体122的侧面与所述锥体122的底面之间的夹角。

如在不同实施方式中，所述台体121的底角θ可以为45°、47°、49°、51°、55°、58°、60°、62°、65°、68°、70°、72°、75°等等。

进一步的，所述锥体122的底角α与所述台体121的底角θ的比值为X，且满足0.6≤X＜1。如在不同实施方式中，所述锥体122的底角α与所述台体121的底角θ的比值X可以为0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95等等。

进一步的，所述周期性复合结构12的排布周期P为1.5～6μm，优选为2～5μm。

如在不同实施方式中，所述周期性复合结构12的排布周期P可以为1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm、5.5μm、6μm等等。

进一步的，所述台体121的底径D为所述排布周期P的85％～98％。进一步的，相邻两个所述台体121之间的间距R为0.03～0.9μm，进一步，相邻两个所述台体121之间的间距R为0.1～0.5μm。

如在不同实施方式中，所述台体121的底径D可以为所述排布周期P的85％、88％、90％、92％、95％、98％等等。相邻两个所述台体121之间的间距R可以为0.1μm、0.15μm、0.2μm、0.25μm、0.3μm、0.4μm、0.45μm、0.5μm等等。

其中，对于台体底面为圆形的情况，所述台体121的底径D是指台体底面的直径；对于台体底面为椭圆形的情况，所述台体121的底径D是指台体底面椭圆形的外接圆的直径；对于台体底面为多边形的情况，所述台体121的底径D是指台体底面多边形的外接圆的直径。

进一步的，所述复合结构12的高度H为所述排布周期P的55％～80％。

如在不同实施方式中，所述复合结构12的高度H可以为所述排布周期P的55％、60％、65％、70％、75％、80％等等。

进一步的，所述锥体122的高度h为所述复合结构12的高度H的70％～95％。

如在不同实施方式中，所述锥体122的高度h可以为所述复合结构12的高度H的70％、72％、75％、78％、80％、82％、85％、88％、90％、92％、95％等等。

进一步的，所述锥体122的底径d为所述台体121的底径D的75％～96％。所述锥体的底径d与所述台体的底径D的指代情况相当。

如在不同实施方式中，所述锥体122的底径d可以为所述台体121的底径D的75％、78％、80％、82％、85％、88％、90％、92％、95％、96％等等。

进一步的，在沿俯视方向透视时，所述台体121的底面边缘与所述台体121的顶面边缘的距离S为0.1～0.2μm。

进一步的，所述复合结构12平行于所述衬底本体11的横截面面积沿远离所述衬底本体11的方向逐渐减小。

进一步的，所述台体121的顶面与所述锥体122的底面形状一致，二者对应堆叠，台体121的顶面与锥体122的底面相重合。

进一步的，所述周期性复合结构12在所述衬底本体11的表面形成二维六角密堆积排列。

进一步的，所述台体121包括圆台、棱台和椭圆体中的任一种；所述锥体122包括圆锥、棱锥和椭圆锥中的任一种。在一种实施方式中，所述台体121为圆台，所述锥体122为圆锥。

进一步的，所述台体121的纵截面为等腰梯形；所述锥体122的纵截面为等腰三角形。

进一步的，所述衬底本体11为蓝宝石衬底。进一步的，所述台体121与所述衬底本体11为一体结构。

图9为本实用新型另一实施例提供的图形化复合衬底的结构示意图。进一步的，所述台体121的侧壁表面和/或所述锥体122的侧壁表面至少部分覆盖有覆盖层123。所述覆盖层123的材质为SiO₂、TiO₂、GaN、AlN、AlGaN或者上述材料的任意组合。所述覆盖层123的设置能够减少衬底图形与外延层之间的晶格失配。

进一步的，所述衬底本体11外露的上表面至少部分覆盖有覆盖层123。

在实际操作中，所述图形化复合衬底的各结构参数可采用常规工艺设置实现。

实施例1

本实施例提供了一种图形化复合衬底，其结构参考图2。所述图形化复合衬底包括衬底本体11和凸起于衬底本体11上表面的周期性复合结构12。所述衬底本体11为蓝宝石衬底。所述复合结构12包括堆叠设置的台体121和锥体122。所述台体121的材质为蓝宝石，所述锥体122的材质为SiO₂。所述台体121为圆台，所述锥体122为圆锥。所述台体121与所述衬底本体11为一体结构，所述锥体122设置于所述台体121上。

所述周期性复合结构12在所述衬底本体11的上表面形成二维六角密堆积排列。

所述周期性复合结构12的排布周期P为3μm±0.1μm，所述台体121的底径D为2.85μm±0.1μm，所述复合结构12的高度H为1.95μm±0.1μm。

所述锥体122的高度h约为所述复合结构12的高度H的85％，所述锥体122的底径d约为所述台体121的底径D的89.5％。

依据上述尺寸可分别得出所述台体121的底角θ和所述锥体122的底角α的大小。所述台体121的底角θ和所述锥体122的底角α可以分别为62.9°±1°和52.4°±1°。

本实用新型实施例还提供了图形化复合衬底的制备方法，图5是本实用新型实施例提供的图形化复合衬底制备方法的流程图，图6是本实用新型实施例提供的图形化复合衬底制备方法的示意图，参考图5和图6，该图形化复合衬底的制备方法步骤包括：

(1)提供一蓝宝石衬底15；

参考图6中(a)，其中，所述蓝宝石衬底15为平片Al₂O₃蓝宝石衬底，其表面晶向(0001)，具有原子级的平整度，衬底的尺寸为4英寸。

(2)在蓝宝石衬底15表面形成二氧化硅薄膜层16；

参考图6中的(b)，利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)在蓝宝石衬底15表面形成二氧化硅薄膜层16。分别调整PECVD反应腔中的温度、压力、SiH₄和N₂O的流量、等离子体的射频功率等工艺参数，均速沉积二氧化硅薄膜层16。

(3)利用步进式光刻技术，在二氧化硅薄膜层16表面形成周期性掩膜图形结构17；

参考图6中的(c)和(d)，首先，在所述二氧化硅薄膜层16表面旋涂光刻胶层18，通过步进式曝光工艺将所述的光刻胶层18制作成以六角密堆积方式排布的周期性圆柱状掩膜图形结构17。

(4)利用等离子体干法刻蚀技术，将掩膜图形结构17通过刻蚀转移到二氧化硅薄膜层16和蓝宝石衬底15表面，形成凸起状周期性复合结构；

参考图6中的(e)，采用等离子体干法刻蚀技术将光刻胶掩膜图形转移到二氧化硅薄膜层16；如图6中(f)，继续刻蚀，则刻蚀至蓝宝石衬底15，最终将光刻胶掩膜图形转移至二氧化硅薄膜层16和蓝宝石衬底15上，进而形成凸起状周期性复合结构。

上述等离子体干法刻蚀的工艺条件为：刻蚀气体为三氟甲烷与三氯化硼混合气体，流量分别是10sccm和10sccm；上电极功率为1400W，下电极功率为600W。蚀刻成成品后的清洗工艺条件为：采用浓硫酸与双氧水混合溶液进行清洗，浓硫酸与双氧水混合溶体积比为5﹕1，工作温度为120℃。清洗结束后，用甩干机进行干燥处理，即可直接用于氮化镓的外延生长。

图7和图8分别为本实施例制得的图形化复合衬底的实物SEM倾斜图和俯视图。

周期性复合结构12在所述衬底本体11的上表面的排列方式、排布周期P、台体121的底径大小与步骤(3)中掩膜图形结构17有关，通过调整掩膜图形结构17的排列方式、排布周期、图形大小进而调整周期性复合结构12。而周期性复合结构12中的锥体122的高度和台体121的高度则与步骤(2)在蓝宝石衬底15上形成的二氧化硅薄膜层16的厚度，以及步骤(4)利用等离子体干法刻蚀技术相关。

在实施例1的变形实施方式中，周期性复合结构在衬底本体11上均匀分布，相邻图形间的间距大致相同。该周期性复合结构的排布周期P为4μm±0.2μm，所述台体121的底径D为3.5μm±0.2μm，所述复合结构的高度H为2.4μm±0.2μm。所述锥体的高度h为2μm±0.1μm，所述锥体122的底径d为3.1μm±0.2μm。

依据上述尺寸可分别得出所述台体121的底角θ和所述锥体122的底角α的大小。如所述台体121的底角θ和所述锥体122的底角α可以分别为63°±1°和52°±1°。

实施例2

本实施例提供了一种图形化复合衬底，其结构示意图参考图9。所述图形化复合衬底包括衬底本体11和凸起于衬底本体11上表面的周期性复合结构12。所述衬底本体11为蓝宝石衬底。所述复合结构12包括堆叠设置的台体121、锥体122以及至少部分覆盖所述台体121和/或所述锥体122侧壁表面的覆盖层123，所述覆盖层123的材质与所述锥体的材质可以相同也可以不同。所述覆盖层123还覆盖于所述周期性复合结构12的相邻台体121之间的衬底本体11的上表面。所述台体121的材质为蓝宝石，所述锥体122的材质为SiO₂，所述覆盖层123的材质为SiO₂、TiO₂、GaN、AlN、AlGaN或者上述材料的任意组合。例如，所述覆盖层123为AlN层和GaN层组成的双层结构或超晶格结构，覆盖层123进一步改善图形化复合衬底与后续生长的外延层之间的晶格失配，提升外延片晶体质量。另外，所述覆盖层123还可以是SiO₂与TiO₂交替形成分布的布拉格反射层。

所述台体121为圆台，所述锥体122为圆锥。所述台体121与所述衬底本体11为一体结构，所述锥体122设置于所述台体121上，所述覆盖层123沉积于周期性复合结构12的侧壁表面，以及所述衬底本体11的上表面。

本实施例中图形化复合衬底的制备方法步骤包括：

参照实施例1中的制备方法中的步骤(1)～(4)操作后，在复合结构上沉积覆盖层123，使覆盖层123至少部分覆盖所述锥体122、台体121的侧壁表面，以及至少部分覆盖相邻台体121之间的衬底本体11的上表面。具体的，可先通过PVD方式蒸镀一层AlN层，然后在AlN层上再通过MOCAD的方式沉积GaN缓冲层。该覆盖层123的厚度

进一步该覆盖层123的厚度为

图10为本实施例制得的图形化复合衬底的实物局部放大SEM图，其对应的是结构示意图9中所示的A处的放大图。

实施例3

本实施例提供了LED芯片，其结构参考图1。所述LED芯片由依次排列的图形化复合衬底1、N型GaN层2、MQW量子阱层3和P型GaN层4。

其中，所述图形化复合衬底1的结构参数参考实施例2。具体的，所述图形化复合衬底包括衬底本体11和凸起于衬底本体11上表面的周期性复合结构12。该复合结构12包括与衬底本体材质相同的台体121、形成于台体上的锥体122、以及设置于台体121、锥体122侧壁表面的覆盖层123，该覆盖层123同时覆盖相邻台体121之间的衬底本体11的上表面。

衬底本体11和台体121为蓝宝石Al₂O₃材质，锥体122为SiO₂材料，覆盖层123包括由AlN层和GaN缓冲层组成的双层结构。其中AlN层的厚度为

GaN缓冲层的厚度为

比较例1

比较例1提供了常规圆锥形PSS衬底1’形成的GaN外延片，如图11所示，包括PSS衬底1’和依次沉积于其上表面的N型GaN层2’、MQW量子阱层3’和P型GaN层4’。

PSS衬底1’包括蓝宝石衬底和衬底表面的周期性图形，所述周期性图形为圆锥体，圆锥体为蓝宝石材质，圆锥体与衬底为一体结构；所述圆锥体侧壁表面以及相邻圆锥体之间的衬底上表面形成有覆盖层。周期性图形的循环排列方式、周期、高度、图形直径均与实施例3相同。

实验例1

为了对比说明不同衬底的差别，将尺寸规格相同的比较例1的常规圆锥形PSS衬底和本实用新型实施例3的图形化复合衬底在完全相同的外延生长条件下，在MOCVD设备中共锅生长出完全相同的LED外延层结构(生长条件等采用现有常规技术)，进行XRD测试后，利用常规的半导体工艺，制作成结构完全相同的LED芯片，并对两个LED芯片在相同测试条件下进行光通量测试。

如图12所示，实施例3的图形化复合衬底，所对应的GaN外延层XRD摇摆曲线(002)半高宽(FWHM)为122arcsec，比比较例1的常规圆锥形PSS对应的外延层半高宽189arcsec要降低67arcsec，表明本实用新型的图形化复合衬底，利用其SiO₂图形侧壁附近GaN中形成的大量层错阻挡了源于GaN/蓝宝石界面的失配位错，显著降低了GaN外延材料位错密度，提高了GaN外延层的晶体质量。

如图13所示，采用本实用新型实施例3的图形化复合衬底得到的LED芯片的光通量相对于常规圆锥形PSS衬底得到的LED芯片有较大的提升。根据两种4英寸衬底上不同波段GaN基LED芯片的光通量数据对比，本实施例图形化复合衬底上LED芯片光通量相对常规圆锥形PSS衬底的LED芯片提升5％～10％。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围；尤其应当理解，受限于图形化复合衬底的制备方法的原因，一片衬底中所有图形很难完全相同，同一批次形成的衬底之间也会存在差异。

Claims (10)

1.图形化复合衬底，其特征在于，包括衬底本体和凸起于衬底本体上表面的周期性复合结构；所述复合结构包括堆叠设置的台体和锥体；所述台体的材质与所述锥体的材质不同；所述锥体的底角α小于所述台体的底角θ。

2.根据权利要求1所述的图形化复合衬底，其特征在于，所述台体的材质为蓝宝石，所述锥体的材质为SiO₂；所述台体的底角θ为45°～75°，所述锥体的底角α与所述台体的底角θ的比值为X，0.6≤X＜1。

3.根据权利要求1所述的图形化复合衬底，其特征在于，所述周期性复合结构的排布周期P为1.5～6μm。

4.根据权利要求3所述的图形化复合衬底，其特征在于，所述复合结构的高度H为所述排布周期P的55％～80％；

所述锥体的高度h为所述复合结构的高度H的70％～95％。

5.根据权利要求3所述的图形化复合衬底，其特征在于，所述台体的底径D为所述排布周期P的85％～98％；

所述锥体的底径d为所述台体的底径D的75％～96％。

6.根据权利要求1所述的图形化复合衬底，其特征在于，相邻两个所述台体之间的间距R为0.03～0.9μm；

在沿俯视方向透视时，所述台体的底面边缘与所述台体的顶面边缘的距离S为0.1～0.2μm。

7.根据权利要求1-6任一项所述的图形化复合衬底，其特征在于，所述台体和/或所述锥体的侧壁表面至少部分覆盖有覆盖层。

8.根据权利要求7所述的图形化复合衬底，其特征在于，所述

9.根据权利要求7所述的图形化复合衬底，其特征在于，所述覆盖层为SiO₂、TiO₂、GaN、AlN或AlGaN中的任一种材料。

10.LED芯片，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的图形化复合衬底。

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