[发明专利]发光二极管芯片的衬底及其制造方法

说明书

本发明提供一种发光二极管芯片的衬底的制备方法，包括：提供一衬底；在所述衬底上覆盖一缓冲层，并在缓冲层上覆盖一金属薄膜；将承载缓冲层和金属薄膜的衬底高温回火使得金属薄膜形成相互间隔纳米级金属颗粒；以金属颗粒为掩膜向下蚀刻缓冲层形成纳米柱；去除纳米柱顶端的金属颗粒；在衬底上设置图案化的光阻层并进行曝光显影在衬底表面形成若干相互间隔的离散光阻柱；以及对衬底及光阻柱进行蚀刻，在衬底表面形成微米微结构并于微米微结构和衬底的表面进一步形成纳米微结构。本发明还提供一种发光二极管芯片的衬底的结构。

技术领域

本发明涉及半导体芯片领域，尤其涉及一种发光二极管芯片的衬底及其制造方法。

背景技术

发光二极管具有体积小、效率高和寿命长等优点，在交通指示、户外全色显示等领域有着广泛的应用。尤其是利用大功率发光二极管可以实现半导体固态照明，引起人类照明史的革命，从而逐渐成为目前电子学领域的研究热点。为了获得高亮度的LED，关键要提高器件的内量子效率和外量子效率。目前，芯片光提取效率是限制器件外量子效率的主要因素，其主要原因是外延材料、衬底材料以及空气之间的折射率差别较大，导致有源区产生的光在不同折射率材料界面发生全反射而不能导出芯片。

目前已经提出了几种提高芯片光提取效率的方法，主要包括：改变芯片的几何外形，减少光在芯片内部的传播路程，降低光的吸收损耗，如采用倒金字塔结构；控制和改变自发辐射，通常采用谐振腔或光子晶体等结构；采用表面粗糙方法，使光在粗糙的半导体和空气界面发生漫射，增加其投射的机会等。由于发光二极管芯片的衬底对芯片的发光效率有很大的影响，为减少发光二极管芯片的界面反射及内部吸收，可制备具有凸形微结构的发光二极管芯片衬底，该微结构还可有效改善外延生长的缺陷。然而，现有技术中，微结构的尺寸大都停留在微米级，少有纳米级微结构出现。原因是常用的纳米微结构的制造方法例如纳米压印和纳米级的曝光显影的设备成本均较高，使得制造成本较高，不易被广泛的运用。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种制作简便、成本较低的发光二极管芯片的衬底的制造方法及具有纳米微结构的衬底。

一种发光二极管芯片的衬底的制备方法，包括：

提供一衬底；

在所述衬底上覆盖一缓冲层，并在缓冲层上覆盖一金属薄膜；

将承载缓冲层和金属薄膜的衬底高温回火使得金属薄膜形成相互间隔纳米级金属颗粒；

以金属颗粒为掩膜向下蚀刻缓冲层形成纳米柱；

去除纳米柱顶端的金属颗粒；

在衬底上设置图案化的光阻层并进行曝光显影在衬底表面形成若干相互间隔的离散光阻柱；以及

对衬底及光阻柱进行蚀刻，在衬底表面形成微米微结构并于微米微结构和衬底的表面进一步形成纳米微结构。

一种发光二极管芯片的衬底，其包括第一表面和相对的第二表面，该第一表面上形成有微米微结构，所述微米微结构表面形成有纳米微结构。

本发明实施方式提供的发光二极管芯片的衬底的制备方法由于预先在衬底上设置的金属薄膜能够形成纳米级金属颗粒，因此本方法省去了为了蚀刻形成纳米级的微结构所带来的各种制程上的不便以及高昂的设备费用，是一种简单高效的、适合批量生产具有微结构衬底的方法。

附图说明

图1是本发明实施方式提供的一种发光二极管芯片的衬底的制造方法流程图。

图2-图8是图1中各步骤所得到的衬底结构的示意图。

主要元件符号说明