一種圓角三角形圖形化襯底的制作方法

本發(fā)明屬于襯底制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種圓角三角形圖形化

襯底。

背景技術(shù)：

氮化鎵（gan）基高亮度發(fā)光二極管（hb-led）具有廣泛用途，特別是因在固態(tài)照明方面的應(yīng)用前景而迅速發(fā)展。

雖然hb-led已經(jīng)商業(yè)化，但由于led內(nèi)量子效率（iqe）與光析出率（lee）限制，制作高效hb-led仍然困難。制約iqe提高的因素為gan外延層與外延襯底之間存在較大的晶格失配度和熱膨脹系數(shù)失配度，因而平面襯底上gan外延層內(nèi)存在10⁸～10¹⁰cm^-2的位錯(cuò)密度，致使led的iqe不高。另外gan層與空氣的折射率相差較大，致使led有源層內(nèi)光子逃逸角度太小。低iqe與lee限制了led的外量子效率（eqe）即光效的提高。

將圖形化襯底技術(shù)引入到gan外延生長(zhǎng)中，以單步外延實(shí)現(xiàn)了gan的橫向外延生長(zhǎng)，克服了兩步外延缺點(diǎn)，穿透位錯(cuò)密度大大降低。圖形化襯底不但可以提高led的iqe，同時(shí)還可以提高led的lee。

經(jīng)檢索，專(zhuān)利cn102925969b公開(kāi)了一種圖形化的sic襯底，包括在sic單晶襯底表面有通過(guò)等離子刻蝕或者濕法腐蝕的方法形成的周期化凸起或凹陷圖形，周期化凸起或凹陷圖形為多邊錐形、多邊柱形、多棱臺(tái)形、梯形多邊臺(tái)形、梯形圓臺(tái)、半球形或球冠中的任一種；周期性圖形是多邊錐形、多邊柱形、多棱臺(tái)形、梯形多邊臺(tái)形、梯形圓臺(tái)、半球形或球冠中任意兩種或兩種以上的組合；制作出有微觀三維結(jié)構(gòu)的sic襯底，提高以4h-sic和6h-sic為襯底的gan的異質(zhì)外延和3c-siccn同質(zhì)外延的外延質(zhì)量。該圖形化的sic襯底是為了在襯底上形成一個(gè)個(gè)小的圖形化襯底，進(jìn)而形成一個(gè)個(gè)小二極管。

而對(duì)于整體圖形化襯底，理想的圖形化襯底是在保持盡量少的c-plane面積占比的同時(shí)，c-plane寬度需滿(mǎn)足外延初始生長(zhǎng)的最小尺寸要求。當(dāng)圖形尺寸縮小并保持c-plane面積占比不變的情況下，傳統(tǒng)的半球形圖形化襯底間隙太小，外延無(wú)法高質(zhì)量生長(zhǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種整體結(jié)構(gòu)的圓角三角形圖形化襯底，在保持占空比不變并且緊致排列的情況下，具有更大的圖形間隙，確保外延材料的高質(zhì)量生長(zhǎng)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種圓角三角形圖形化襯底，其創(chuàng)新點(diǎn)在于：包括一襯底，所述襯底表面有周期化凸起或凹陷圖形，所述凸起或凹陷圖形的底邊為圓角三角形且緊致排列，即每個(gè)排列圓角三角形任一邊的垂直平分線(xiàn)通過(guò)該圓角三角形與相應(yīng)的相鄰圓角三角形的中心，且相鄰圓角三角形之間具有間隙，排列圓角三角形的任一邊與相鄰圓角三角形對(duì)應(yīng)的邊關(guān)于該間隙軸對(duì)稱(chēng)。

進(jìn)一步地，所述周期化圖形的長(zhǎng)度周期為100～8000nm，周期化圖形的底邊邊長(zhǎng)為10～5000nm，周期化圖形的高度為0.1～10μm，相鄰圓角三角形之間的間隙為50～1000nm。

進(jìn)一步地，所述凸起或凹陷圖形為圓角三角臺(tái)形或圓角三角錐形中的任一種。

進(jìn)一步地，所述圓角三角形的頂角的弧度的長(zhǎng)度為0～500nm。

進(jìn)一步地，所述襯底為藍(lán)寶石、碳化硅、硅或鋁酸鋰中的任一種。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明圓角三角形圖形化襯底，其中，周期化凸起或凹陷圖形的底邊圓角三角形的任一邊與相鄰圓角三角形圖形對(duì)應(yīng)的邊軸對(duì)稱(chēng)，在保持占空比不變并且緊致排列的情況下，具有更大的圖形間隙，拓寬了外延的工藝窗口，提高了產(chǎn)品的良率和可靠性；此外，圓角三角形較傳統(tǒng)的尖角三角形，能夠更加有效地促進(jìn)在其上生長(zhǎng)的外延層中位錯(cuò)的彎曲及相互湮滅，提高外延層的晶體質(zhì)量，同時(shí)也能夠多次反射光線(xiàn)，提高芯片的光提取效率。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明中圓角三角臺(tái)形圖形化襯底的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明中圓角三角錐形圖形化襯底的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明中底邊圓角三角形的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明中一種圓角三角形臺(tái)狀凸起的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明中一種圓角三角形錐狀凸起的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明中一種圓角三角形臺(tái)狀凹坑的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明中一種圓角三角形錐狀凹坑的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面的實(shí)施例可以使本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。

實(shí)施例

本實(shí)施例圓角三角形圖形化襯底，如圖1、2和3所示，包括一藍(lán)寶石襯底1，該襯底1表面有通過(guò)納米壓印方法形成的周期化凸起或凹陷圓角三角臺(tái)形2或圓角三角錐形3，各底邊圓角三角形的頂角的弧度的長(zhǎng)度為0～500nm。

實(shí)施例中，圓角三角形呈緊致排列，即每個(gè)排列圓角三角形任一邊的垂直平分線(xiàn)通過(guò)該圓角三角形與相應(yīng)的相鄰圓角三角形的中心，在誤差范圍內(nèi)相鄰圓角三角形之間具有相同間隙，該間隙為50～1000nm，排列圓角三角形的任一邊與相鄰圓角三角形對(duì)應(yīng)的邊關(guān)于該間隙軸對(duì)稱(chēng)；作為實(shí)施例，更具體的實(shí)施方式為周期化圖形的周期長(zhǎng)度為100~8000nm，周期化圖形的底邊邊長(zhǎng)為10~5000nm，周期化圖形的高度為0.1~10μm。

實(shí)施例中，周期化凸起的圓角三角臺(tái)形2及圓角三角錐形3的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4～5所示；周期化凹陷的圓角三角臺(tái)形2及圓角三角錐形3的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖6～7所示。

作為本領(lǐng)域技術(shù)人員，應(yīng)當(dāng)了解襯底不局限于藍(lán)寶石襯底1，還可選用碳化硅襯底、硅襯底或鋁酸鋰襯底中的任一種。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征以及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種圓角三角形圖形化襯底，包括一襯底，所述襯底表面有周期化凸起或凹陷圖形，所述凸起或凹陷圖形的底邊為圓角三角形且緊致排列，即每個(gè)排列圓角三角形任一邊的垂直平分線(xiàn)通過(guò)該圓角三角形與相應(yīng)的相鄰圓角三角形的中心，且相鄰圓角三角形之間具有間隙，排列圓角三角形的任一邊與相鄰圓角三角形對(duì)應(yīng)的邊關(guān)于該間隙軸對(duì)稱(chēng)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明底邊圓角三角形的任一邊與相鄰圓角三角形對(duì)應(yīng)的邊軸對(duì)稱(chēng)，在保持占空比不變并且緊致排列的情況下，具有更大的圖形間隙，拓寬了外延的工藝窗口，提高產(chǎn)品的良率和可靠性；此外，圓角三角形較傳統(tǒng)的尖角三角形，能夠有效地促進(jìn)在其上生長(zhǎng)的外延層中位錯(cuò)彎曲及相互湮滅，提高外延層晶體質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：梁宗文;王肖磊;孫智江
受保護(hù)的技術(shù)使用者：海迪科（南通）光電科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.28
技術(shù)公布日：2017.08.11