图形化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CN115966641A(43)申请公布日2023.04.14(21)申请号202211562902.5(22)申请日2022.12.07(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)发明人付星星孙帅王乐浩王思博黄静芦玲(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.H01L33/20(2010.01)H01L33/22(2010.01)H01L33/10(2010.01)H01L33/00(2010.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称图形化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，公开了一种图形化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，以及衬底本体的上表面完全包覆的过渡层；所述凸起结构包括从下至上依次设置的底部图案层、中部多介质薄膜层和顶部低折射材料层。本发明通过设置周期性的多层介质薄膜层，进一步优化外延层与衬底界面的反射率，提升LED的光效水平，同时通过顶部低折射材料层与过渡层的双重保护，解决介质膜高温清洗过程脱漏与MOCVD高温生长过程中黑化的问题，实现高光效的LED外延片和芯片。CN115966641ACN115966641A权利要求书1/2页1.一种复合图形化衬底，包括衬底本体（110）、设置于该衬底本体（110）上的凸起结构（120），以及将所述凸起结构（120）及衬底本体（110）的上表面完全包覆的过渡层（124）；所述凸起结构（120）包括从下至上依次设置的底部图案层（121）、中部多介质薄膜层（122）和顶部低折射材料层（123）。2.根据权利要求1所述的复合图形化衬底，其特征在于：所述底部图案层（121）与所述衬底本体（110）为一体同质结构；和/或，所述底部图案层（121）的厚度h1为10nm‑500nm。3.根据权利要求1所述的复合图形化衬底，其特征在于：所述中部多介质薄膜层（122）为高折射率介质子层（1221）与低折射率介质子层（1222）交替排列组成的周期性结构；和/或，所述高折射率介质子层（1221）的材质为氮化镓GaN、氮化铝AlN、氮化硅SixNy、二氧化铪HfO2、二氧化锆ZrO2、五氧化二钽Ta2O5或氧化钛TiO2；所述低折射率介质子层（1222）的材质为氧化硅SiO2或氟化镁MgF2；其中，所述氮化硅SixNy中，x=1，2或3，y=1，2，5或4；和/或，所述中部多介质薄膜层（122）为SiO2/TiO2、SiO2/SixNy、SiO2/AlN、SiO2/HfO2、SiO2/ZrO2、SiO2/Ta2O5、SiO2/GaN或MgF2/TiO2交替排列组成的周期性结构。4.根据权利要求3所述的复合图形化衬底，其特征在于：所述中部多介质薄膜层（122）最顶层的表面积s1与所述凸起结构（120）的底面积s2比例范围为30%~90%。5.根据权利要求3所述的复合图形化衬底，其特征在于：在所述中部多介质薄膜层（122）中，所述高折射率介质子层（1221）与所述低折射率介质子层（1222）交替周期性重叠的对数为1‑25对；其中，所述高折射率介质子层（1221）的厚度为10nm‑300nm；所述低折射率介质子层（1222）的厚度为50nm‑400nm；与所述底部图案层（121）接触的材料是所述低折射率介质层（1222）；和/或，所述低折射率介质子层（1222）的厚度大于所述高折射率介质子层（1221）的厚度。6.根据权利要求1至5中任一项所述的复合图形化衬底，其特征在于：所述顶部低折射材料层（123）材质为二氧化硅；和/或，所述顶部低折射材料层（123）的折射率范围为1.35‑1.55；和/或，所述顶部低折射材料层（123）的厚度h2为0‑2000nm。7.根据权利要求1至5中任一项所述的复合图形化衬底，其特征在于：所述凸起结构（120）的底径R为600nm‑5000nm；和/或，所述凸起结构（120）之间的间距S为50nm‑400nm；和/或，所述凸起结构（120）为圆锥、圆台、圆柱、多棱锥或多棱台结构；和/或，所述凸起结构（120）呈周期性六角密堆积排布、周期性正方格子排布、准晶结构排布或高密度随机排布。8.根据权利要求1至5中任一项所述的复合图形化衬底，其特征在于，所述过渡层（124）为AlN材质；和/或，所述过渡层（124）的厚度h3为5nm~90nm。9.根据权利要求8中任一项所述的复合图形化衬底，其特征在于：所述凸起结构（120）与所述过渡层（124）的总高度H为500nm‑4000nm。2CN115966641A权利要求书2/2页10.根据权利要求