复合衬底及制备方法以及包含该衬底的外延结构和芯片.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115986019A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202211589817.8(22)申请日2022.12.12(71)申请人淮安澳洋顺昌光电技术有限公司地址223005江苏省淮安市清河新区景秀路6号(72)发明人付星星孙帅刘鹏黄静芦玲(74)专利代理机构淮安市科文知识产权事务所32223专利代理师廖娜(51)Int.Cl.H01L33/10(2010.01)H01L33/06(2010.01)H01L33/00(2010.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称复合衬底及制备方法以及包含该衬底的外延结构和芯片(57)摘要本发明涉及半导体技术领域，公开了一种复合衬底及制备方法以及包含该衬底的外延结构和芯片，衬底包括：衬底本体上具有呈周期性间隔排列的图案化凹坑结构，凹坑结构上具有金属反射层，金属反射层上具有低折射率介质层，低折射率介质层将金属反射层完全包裹。本发明通过低折射率介质层、凹坑结构包裹金属反射层与无损伤生长面的多重技术组合，改善外延底层晶体质量与内量子效率，改善反射效果以提高出光效率，从内量子效率与出光效率二方面来提高LED芯片的光效水平。CN115986019ACN115986019A权利要求书1/1页1.一种嵌入式金属反射镜复合衬底，包括衬底本体（110），所述衬底本体（110）上具有呈周期性间隔排列的图案化凹坑结构（121），所述凹坑结构（121）内具有金属反射层（122），所述金属反射层（122）上覆盖有低折射率介质层（123），所述低折射率介质层（123）将所述金属反射层（122）完全包裹，所述凹坑结构（121）之间的区域为无损伤生长区（126）。2.根据权利要求1所述的嵌入式金属反射镜复合衬底，其特征在于：所述金属反射层（122）厚度h1小于所述凹坑结构（121）的深度H；和/或，所述金属反射层（122）的外径r1小于所述凹坑结构（121）的下底内径r2。3.根据权利要求1所述的嵌入式金属反射镜复合衬底，其特征在于：所述无损伤生长区（126）的宽度R为50nm~400nm。4.根据权利要求1所述的嵌入式金属反射镜复合衬底，其特征在于：所述凹坑结构（121）为倒圆台状，上底内径r3为1000nm~5000nm，下底内径r2为500nm~4800nm，深度H为200nm~500nm；和/或，所述凹坑结构（121）的剖面呈倒三角形、倒梯形、矩形或圆弧形；和/或，所述凹坑结构（121）的俯视图呈圆形或多边形。5.根据权利要求2所述的嵌入式金属反射镜复合衬底，其特征在于：所述金属反射层（122）为Al层或Ag层；和/或，所述金属反射层（122）外径r1范围是480nm~4750nm；和/或，所述金属反射层（122）厚度h1范围为100nm~400nm。6.根据权利要求1所述的嵌入式金属反射镜复合衬底，其特征在于：所述低折射率介质层（123）的上表面与所述衬底本体（110）的上表面之间的高度差ΔH为100nm~2500nm。7.根据权利要求1所述的嵌入式金属反射镜复合衬底，其特征在于，所述低折射率介质层（123）为透光性介电膜层；和/或，所述透光性介电膜层（123）为TiO2、SiO2、Ta2O5、HfO2、Nb2O5、CeO2、ZrO2、CaF2或Si3N4材质。8.一种LED外延结构，其特征在于：包括如权利要求1至7中任一项所述的嵌入式金属反射镜复合衬底。9.一种LED芯片，其特征在于：包括如权利要求8所述的LED外延结构。10.一种嵌入式金属反射镜复合衬底的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在所述衬底本体（110）上涂覆负性光刻胶（124），然后依次经过曝光、显影工艺，在衬底本体（110）上制备出具有周期排列的掩膜图形（125）；S2：对所述掩膜图形（125）和未被掩膜图形（125）覆盖的衬底本体（110）进行干法刻蚀，使未被掩膜图形（125）覆盖的衬底本体（110）上形成所述凹坑结构（121）；S3：在所述凹坑结构（121）和经干法刻蚀过的掩膜图形（125）上沉积金属反射层（122）；S4：在所述金属反射层（122）上沉积低折射率介质层（123）；S5：将所述掩膜图形（125）及其表面金属反射层（122）和低折射率介质层（123）剥离，得嵌入式金属反射镜复合衬底。2CN115986019A说明书1/5页复合衬底及制备方法以及包含该衬底的外延结构和芯片技术领域[0001]本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种复合衬底及制备方法以及包含该衬底的外延结构和芯片。背景技术[0002]常规图形化蓝宝石衬底是利用衬底材料与半导体材料的折射率差来弱化LED内部的全反射，增强衬底与半导体材料界面的反射效果，来达到提高LE