LED外延片衬底结构及制作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110112266A(43)申请公布日2019.08.09(21)申请号201910428776.6(22)申请日2019.05.22(71)申请人湘能华磊光电股份有限公司地址423000湖南省郴州市苏仙区白露塘镇有色金属产业园区(72)发明人冯磊徐平陈欢王杰(74)专利代理机构北京晟睿智杰知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11603代理人于淼(51)Int.Cl.H01L33/02(2010.01)H01L33/20(2010.01)H01L33/44(2010.01)H01L33/00(2010.01)权利要求书2页说明书11页附图6页(54)发明名称LED外延片衬底结构及制作方法(57)摘要本申请公开了一种LED外延片衬底结构及制作方法，结构包括蓝宝石衬底、三角锥凸起、介质层、以及AlN膜层，其中，蓝宝石衬底包括第一表面和第二表面，第一表面上设有阵列排布的三角锥凸起，任意两个三角锥凸起之间为开口区；在第一表面远离第二表面的一侧设有介质层，介质层覆盖三角锥凸起及开口区；在开口区的介质层远离第二表面的一侧设有AlN膜层。通过在包含阵列排布的三角锥凸起的蓝宝石衬底上设置介质层，可以有效杜绝pss侧壁生长的现象，提升了结晶质量，从而提高了出光效率。AlN膜层仅覆盖在开口区处的介质层上，发挥了AlN与外延底层材料晶格系数相接近的特点，提升了LED器件的发光效率。CN110112266ACN110112266A权利要求书1/2页1.一种LED外延片衬底结构，其特征在于，包括蓝宝石衬底、三角锥凸起、介质层、以及AlN膜层，其中，所述蓝宝石衬底包括第一表面和第二表面，所述第一表面上设有阵列排布的三角锥凸起，任意两个所述三角锥凸起之间为开口区；在所述第一表面远离所述第二表面的一侧设有所述介质层，所述介质层覆盖所述三角锥凸起及所述开口区；在所述开口区的所述介质层远离所述第二表面的一侧设有所述AlN膜层。2.根据权利要求1所述的LED外延片衬底结构，其特征在于，所述介质层是由氧化硅、氮化硅、或者氧化钛所组成的一层膜或多层复合膜。3.根据权利要求1所述的LED外延片衬底结构，其特征在于，所述三角锥凸起的底面直径为2.75-2.85μm；所述三角锥凸起的高度为1.75-1.85μm；相邻两个所述三角锥凸起的顶点之间的距离为3μm。4.一种LED外延片衬底结构的制作方法，其特征在于，包括步骤：在蓝宝石衬底上涂覆第一光刻胶层后在红外热板上进行第一软烘；对所述第一光刻胶层进行光刻和显影，在蓝宝石衬底上形成阵列排布的第一光刻胶胶柱；对所述蓝宝石衬底包含所述第一光刻胶胶柱的一面进行电感耦合等离子体刻蚀，得到包含阵列排布的三角锥凸起的蓝宝石衬底，其中任意两个所述三角锥凸起之间为开口区；对包含阵列排布的三角锥凸起的蓝宝石衬底进行清洗和干燥；在所述三角锥凸起和所述开口区上沉积一层介质层；在所述介质层上生长AlN膜层，所述AlN膜层完全覆盖所述介质层；在所述AlN膜层上涂敷第二光刻胶层后在红外热板上进行第二软烘；对所述第二光刻胶层进行电感耦合等离子体刻蚀，包括步骤：通入流量为10-30sccm的BCl3，设定所述电感耦合等离子体刻蚀机台的上射频功率为1200W，下射频功率为0W，刻蚀时间为300s，去除所述第二光刻胶层中与所述三角锥凸起在所述蓝宝石衬底上的正投影相重合的部分，保留所述第二光刻胶层中与所述开口区在所述蓝宝石衬底上的正投影相重合的部分；通入流量为60sccm的BCl3和5scc的CHF3，保持所述电感耦合等离子体刻蚀机台的上射频功率不变，下射频功率设为500W，刻蚀时间为70-150s，去除所述AlN膜层中与所述三角锥凸起在所述蓝宝石衬底上的正投影相重合的部分，保留所述AlN膜层中与所述开口区在所述蓝宝石衬底上的正投影相重合的部分；去除所述第二光刻胶层中与所述开口区在所述蓝宝石衬底上的正投影相重合的部分，并进行清洗处理，得到所述LED外延片衬底结构。5.根据权利要求4所述的LED外延片衬底结构的制作方法，其特征在于，对所述蓝宝石衬底包含所述第一光刻胶胶柱的一面进行电感耦合等离子体刻蚀，进一步为，设定电感耦合等离子体刻蚀机台的上射频功率为1200-1600W，下射频功率为300-800W，通入流量为50-150sccm的BCl3。6.根据权利要求4所述的LED外延片衬底结构的制作方法，其特征在于，在所述三角锥凸起和所述开口区上沉积一层介质层，进一步为，设置等离子体增强化学的气相沉积腔体2CN110112266A权利要求书2/2页的温度为250-350℃、压力为550-700MT、射频功率维持为200-300W，通入流量为25-40sccm的SiH4、700-850sccm的N2