[发明专利]外延片、外延片的制备方法和发光二极管芯片

说明书

本公开提供了一种外延片、外延片的制备方法和发光二极管芯片，属于光电子制造技术领域。该外延片，所述外延片包括蓝宝石衬底和外延结构，所述外延结构位于所述蓝宝石衬底的承载面；所述蓝宝石衬底的承载面具有多个凹槽，多个所述凹槽间隔排布，所述凹槽内填充有氧化硅材料层，且所述氧化硅材料层的表面与所述蓝宝石衬底的承载面平齐。本公开能改善外延结构的边缘区域在图形化的蓝宝石衬底上生长不平整的问题，提升外延结构的晶体质量。

技术领域

本公开涉及光电子制造技术领域，特别涉及一种外延片、外延片的制备方法和发光二极管芯片。

背景技术

发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)作为光电子产业中极具影响力的新产品，具有体积小、使用寿命长、颜色丰富多彩、能耗低等特点，广泛应用于照明、显示屏、信号灯、背光源、玩具等领域。LED的核心结构是外延片，外延片的制作对LED的光电特性有着较大的影响。

相关技术中，GaN基LED通常包括蓝宝石衬底、以及层叠在蓝宝石衬底的承载面上的外延结构。蓝宝石衬底通常为图形化衬底，在承载面具有间隔排布的凸起结构，凸起结构可以在生长外延结构时，为外延结构的缓冲层提供稳定的生长空间，以提升外延结构的晶体质量。

然而，蓝宝石衬底与GaN材料之间存在较大的晶格失配，且在生长的外延结构的厚度较薄的情况下，外延结构的边缘区域在图形化的蓝宝石衬底上容易生长地不平整，进而使外延结构边缘的晶体质量较差，影响LED的质量。

发明内容

本公开实施例提供了一种外延片、外延片的制备方法和发光二极管芯片，能改善外延结构的边缘区域在图形化的蓝宝石衬底上生长不平整的问题，提升外延结构的晶体质量。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种外延片，所述外延片包括蓝宝石衬底和外延结构，所述外延结构位于所述蓝宝石衬底的承载面；所述蓝宝石衬底的承载面具有多个凹槽，多个所述凹槽间隔排布，所述凹槽内填充有氧化硅材料层，且所述氧化硅材料层的表面与所述蓝宝石衬底的承载面平齐。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述凹槽的深度为5μm至15μm。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述凹槽的横截面为圆形，所述凹槽的横截面的直径为2.5μm至3μm，所述凹槽的横截面平行于所述蓝宝石衬底的承载面。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述凹槽的横截面为矩形，所述凹槽的横截面的长度为2μm至5μm，所述凹槽的横截面的宽度为1μm至2μm，所述凹槽的横截面平行于所述蓝宝石衬底的承载面。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述凹槽之间的间距为0.2μm至0.5μm。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述蓝宝石衬底的厚度为1200μm至1500μm。

本公开实施例了一种蓝宝石衬底的制备方法，所述制备方法包括：提供一蓝宝石衬底；在所述蓝宝石衬底的承载面形成多个凹槽，多个所述凹槽间隔排布；在所述凹槽内填充氧化硅材料，形成氧化硅材料层，所述氧化硅材料层的表面与所述蓝宝石衬底的承载面平齐；在所述蓝宝石衬底的承载面上外延生长外延结构。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述在所述蓝宝石衬底的承载面形成多个凹槽包括：采用光刻工艺在所述蓝宝石衬底的承载面上刻蚀形成多个所述凹槽，所述凹槽的刻蚀深度为5μm至15μm。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述在所述凹槽内填充氧化硅材料，形成氧化硅材料层包括：在所述蓝宝石衬底的表面沉积氧化硅材料，使氧化硅材料填充所述凹槽且覆盖所述蓝宝石衬底的承载面，形成氧化硅膜层；减薄所述氧化硅膜层直至露出所述蓝宝石衬底的承载面，形成所述氧化硅材料层。

本公开实施例提供了一种发光二极管芯片，所述发光二极管芯片包括如前文所述的外延片。