[实用新型]一种图形化衬底

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体光电芯片制作领域，尤其涉及一种图形化衬底。

背景技术

自从20世纪90年代初商业化以来，经过二十几年的发展，GaN基LED已被广泛应用于户内外显示屏、投影显示用照明光源、背光源、景观亮化照明、广告、交通指示等领域，并被誉为二十一世纪最有竞争力的新一代固体光源。然而对于半导体发光器件LED来说，要代替传统光源，进入高端照明领域，必须考虑两个因素：一是发光亮度提升，二是生产成本的降低。

近年来，各种为提高LED发光亮度的技术应运而生，例如图形化衬底技术、侧壁粗化技术、DBR技术、优化电极结构、在衬底或透明导电膜上制作二维光子晶体等。其中图形化衬底技术最具成效，在2010年到2012年间，前后出现的锥状结构的干法图形化衬底和金字塔形状的湿法图形化衬底完全取代了表面平坦的蓝宝石衬底成为LED芯片的主流衬底，使LED的晶体结构和发光亮度都得到了革命性的提高。但是图形化的衬底代替表面平坦的蓝宝石衬底成为LED芯片的主流衬底无疑增加了LED的生产成本，虽然所增加的成本随着图形化衬底制作技术水平的提高会慢慢降低，但却无法完全消除。而且最终制作出的LED的形状无太多改善，进一步提高LED发光亮度的空间有限。

随着半导体集成技术的高速发展，一种称为高压芯片的LED结构应运而生，此种结构的LED一般是在外延层形成后，通过光刻刻蚀工艺形成隔离槽，再在隔离槽内填充绝缘材料，最后在各绝缘分离的外延层上制作电极并形成串联结构；虽然这种结构可以提高LED的发光亮度，但实际上其发光效率并没有提高，并且大大增加了芯片制造端的制造成本。

所以一种能够替代先形成隔离槽，再在隔离槽内填充绝缘材料的，且能够大幅提高LED发光亮度和生产成本的工艺技术方案亟待研发，以解决现有工艺技术方案亮度提升空间有限且生产成本居高不下的缺陷问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种在提高LED发光亮度、LED芯片可靠性及良率的同时能够降低其生产成本的图形化衬底。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种图形化衬底，包括衬底以及形成于所述衬底上的若干周期性阵列排布的第一图形结构，所述第一图形结构为环状结构，且所述第一图形结构的内部空间呈倒台状。

可选的，在所述的图形化衬底中，所述第一图形结构为矩形环状结构，所述第一图形结构的内部空间呈倒矩形台状。

可选的，在所述的图形化衬底中，所述第一图形结构沿其每条边的宽度方向且垂直于衬底表面的截面为梯形。

可选的，在所述的图形化衬底中，所述图形化衬底还包括形成于所述第一图形结构上的第三图形结构。所述第三图形结构为环状结构，且所述第三图形结构沿其每条边的宽度方向且垂直于衬底表面的截面为三角形。

可选的，在所述的图形化衬底中，所述第一图形结构沿其每条边的宽度方向且垂直于衬底表面的截面为三角形。

可选的，在所述的图形化衬底中，所述图形化衬底还包括形成于第一图形结构内部空间的衬底上的若干周期性阵列排布的第二图形结构。所述第二图形结构为台状结构或锥状结构。

可选的，在所述的图形化衬底中，所述第一图形结构与所述衬底的材质相同。所述第一图形结构与所述衬底的材质均为碳化硅、蓝宝石或硅。

可选的，在所述的图形化衬底中，所述第一图形结构与所述衬底的材质不相同。所述衬底的材质为碳化硅、蓝宝石或硅，所述第一图形结构的材质为二氧化硅。

本实用新型提供的图形化衬底具有以下有益效果：

1、本实用新型所提供的图形化衬底，在衬底表面形成若干周期性阵列排布的第一图形结构，所述第一图形结构为环状结构且其内部空间呈倒台状(平行于衬底表面的截面的面积由下至上逐渐增大)，所述第一图形结构将衬底表面分割成若干周期性阵列排布的区域，将所述图形化的衬底结构用于高压芯片LED的制作时，所述环状结构相当于传统工艺中的隔离槽中的绝缘材料，在形成有第一图形结构的衬底表面形成外延层，可以避免先在外延层上形成隔离槽再在隔离槽内填充绝缘材料等工艺，并且由于第一图形结构的内部空间呈倒台状，有利于提高LED的轴向发光亮度；

2、本实用新型所提供的图形化衬底，在所述环状结构内部空间的衬底上还形成有若干第二图形结构，所述第二图形结构可以进一步提高外延层的晶体质量和LED的发光亮度。

附图说明

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本实用新型。为了清楚起见，图中各个层的相对厚度以及特定区的相对尺寸并没有按比例绘制。在附图中：