一種有利于提局光通量的網(wǎng)狀圖形襯底的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種有利于提高光通量的網(wǎng)狀圖形襯底，包括襯底本體，所述襯底本體的表面呈粗糙面，所述粗糙面為襯底本體底部向上突出形成有若干凸起，所述凸起橫截面呈網(wǎng)狀，所述網(wǎng)狀由相鄰的凸起單元連接而成，所述凸起單元的橫截面呈三角形，所述凸起單元的相鄰凸起邊截面呈三角形，所述凸起單元的端部向襯底本體的底部凹陷形成凹槽。本實用新型的優(yōu)點是：具有脊形結(jié)構(gòu)的凸起，與GaN六方晶體結(jié)構(gòu)對稱性一致，有利于GaN外延層合并，發(fā)生位錯轉(zhuǎn)向。各脊邊交界處設(shè)置凹陷圖形，既有效解決了平臺問題，又形成了相似等邊三角形，克服了GaN外延生長時產(chǎn)生死角問題，發(fā)光效率提高。
【專利說明】一種有利于提高光通量的網(wǎng)狀圖形襯底
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種有利于提高光通量的網(wǎng)狀圖形襯底，屬于LED照明【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，使用最為廣泛的外延GaN材料的襯底是藍寶石襯底。但藍寶石襯底和GaN材料存在較大的晶格失配(16%)和熱膨脹系數(shù)失配(34%)。因此，異質(zhì)外延的GaN材料內(nèi)部具有很高的位錯密度(109-1011cm_2)，這會引起載流子泄露和非輻射復合中心增多等不良影響。用于氮化鎵基LED外延生長的藍寶石襯底分為:平面和圖形結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的圖形襯底(PSS)形狀為圓錐、三角、半球等形狀。
[0003]圖形襯底技術(shù)是通過在藍寶石襯底表面制作具有細微結(jié)構(gòu)的圖形，然后在這種圖形化襯底表面進行LED外延生長。利用圖形化襯底可以降低位錯密度，提高外延層晶體質(zhì)量，進而提高LED的內(nèi)量子發(fā)光效率；另一方面，周期性圖形結(jié)構(gòu)增加了光的散射并改變光線傳輸方向，從而提高GaN基LED的發(fā)光效率。
[0004]GaN外延生長過程中，Ga原子和N原子的擴散行為受到圖形干擾，并遵循能量最低原理。PSS上GaN成核島主要圍繞著圖形底部形成,隨著合并時間的增加,底部的成核島基本并合起來，成核島越來越大，并逐步向圖形頂部延伸，但圖形的頂部及側(cè)壁位置生長的GaN比較少。這使得圖形頂端集中形成了大量缺陷，導致LED器件抗靜電能力差。
[0005]專利201010296105.8中揭示了一種網(wǎng)狀圖形襯底制備方法，在實際制備過程中，組成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的脊形結(jié)構(gòu)，尤其是六條脊形結(jié)構(gòu)交接的地方，很難形成專利中描述的“三組脊形結(jié)構(gòu)呈60°交叉分布”，而是會形成一個凸起的平臺，這種結(jié)構(gòu)導致GaN外延生長不在同一平面上，外延生長困難。
[0006]專利201110043633.7中揭示了一種復合圖形襯底，這種襯底進行外延生長的時候，GaN將沿著圖形各個面進行生長，且每個面的生長速度不一致，容易在圖形頂部形成大量缺陷，由于圖形頂端倒圓錐的存在，極易形成漏電通道，在電壓作用下，導致器件擊穿。
[0007]同時，專利200410101833.3中揭示了一種二維網(wǎng)格狀溝槽襯底，這種襯底制備過程中，仍會出現(xiàn)網(wǎng)格交叉位置與網(wǎng)格線不在同一平面上，生長GaN的時候，溝槽里面GaN無法填滿，會形成空隙，造成漏電通道。
[0008]綜上，現(xiàn)在技術(shù)中的在藍寶石襯底的表面形成具有粗糙細微結(jié)構(gòu)的圖形狀，在實際應(yīng)用中，往往并不能達到理論中所需要的發(fā)光效率高等效果。
實用新型內(nèi)容
[0009]本實用新型目的是提供一種結(jié)構(gòu)新穎，有利于提高光通量的網(wǎng)狀圖形襯底的網(wǎng)狀圖形襯底。
[0010]本實用新型的技術(shù)方案是:
[0011]一種有利于提高光通量的網(wǎng)狀圖形襯底，包括襯底本體，所述襯底本體的表面呈粗糙面，所述粗糙面為襯底本體底部向上突出形成有若干凸起，所述凸起橫截面呈網(wǎng)狀，所述網(wǎng)狀由相鄰的凸起單元連接而成，所述凸起單元的橫截面呈三角形，所述凸起單元的相鄰凸起邊截面呈三角形，所述凸起單元的端部向襯底本體的底部凹陷形成凹槽。
[0012]優(yōu)選地，所述網(wǎng)狀由六個凸起單元兩兩相鄰連接而成，所述凸起單元的橫截面為等邊三角形。
[0013]優(yōu)選地，所述凹槽截面為正方形、圓形、六邊形或正三角形。
[0014]優(yōu)選地，所述凹槽的底端與凸起單元的凸起邊的頂端在同一水平面上。
[0015]優(yōu)選地，所述凸起單元凸起高度為0.1-3 μ m，凸起邊長為0.15-3 μ m，凸起邊與襯底本體底部夾角為45-60度。
[0016]本實用新型的優(yōu)點是:具有脊形結(jié)構(gòu)的凸起了，與GaN六方晶體結(jié)構(gòu)對稱性一致，有利于GaN外延層合并，發(fā)生位錯轉(zhuǎn)向。各脊邊交界處設(shè)置凹陷圖形，既有效解決了平臺問題，又形成了相似等邊三角形，克服了 GaN外延生長時產(chǎn)生死角問題，發(fā)光效率高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述:
[0018]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為圖1中A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本實用新型藍寶石襯底的光通量數(shù)據(jù)示意圖；
[0021]圖4為現(xiàn)有技術(shù)中藍寶石襯底的光通量數(shù)據(jù)示意圖。
[0022]具體實施
[0023]本實用新型揭示了一種網(wǎng)狀圖形襯底，如圖1、圖2所示，包括襯底本體，為了提高發(fā)光效率，所述襯底本體的表面呈粗糙面。
[0024]所述粗糙面為襯底本體底部11向上突出形成有若干凸起，所述凸起橫截面呈網(wǎng)狀。所述網(wǎng)狀由相鄰的凸起單元連接而成，所述凸起單元的橫截面呈三角形，所述凸起單元的相鄰凸起邊截面呈三角形，具體，相鄰的凸起邊即圖1中第一邊I和第二邊4抵接后的截面為三角形。所述凸起單元的端部向襯底本體的底部凹陷形成凹槽5。本實施例中列舉凹槽5橫截面為圓形，當然，也可以為正方形、六邊形或正三角形等。凹槽5的存在，使得GaN外延生長在同一平面上，使外延生長更加容易。從而使得襯底具有良好的光通量，圖3為通過Trace-ρ--光學模擬軟件對本襯底的光通量進行計算產(chǎn)生的示意圖，圖4為現(xiàn)有凸起結(jié)構(gòu)的光通量示意圖，經(jīng)過比較可以很清楚的發(fā)現(xiàn)本實用新型結(jié)構(gòu)中的光通量優(yōu)益性。
[0025]所述網(wǎng)狀由六個凸起單元兩兩相鄰連接而成，所述凸起單元的橫截面為等邊三角形，即第一邊I和凸起邊3、第二凸起邊2圍成中心為一三角形的空間，采用等邊三角形使得襯底表面的圖形分布更加均勻，使得長出的外延層均勻，有效提高出光均勻性。
[0026]所述凹槽5的底端與凸起單元的凸起邊的頂端在同一高度上。如圖2所示，凹槽5的底端與凸起邊3及第三凸起邊7的頂端在同一水平面上。使得外延生長時，當三角形的空間內(nèi)長滿的同時，凹槽5處也能完全生長。
[0027]所述凸起單元凸起高度為0.1-3 μ m,凸起邊長為0.15-3 μ m,凸起邊與襯底本體底部夾角為45-60度。
[0028]本新型的制作工藝是，將本網(wǎng)狀圖形制作在光刻版上，在藍寶石平面襯底上旋涂一層l_5um厚光刻膠,通過曝光的方式將光刻版的圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠上,曝光時長5-10s ；再對光刻膠進行光刻顯影，除去曝光部分的光刻膠，在溫度為100-200°C烤箱中烘烤光刻膠10-15min進行堅膜，提高光刻膠抗刻蝕能力，利用干法刻蝕方法將光刻膠的復合圖形傳遞到藍寶石襯底上，即可在襯底表面上形成復合圖形。
[0029]上述實施例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據(jù)本實用新型主要技術(shù)方案的精神實質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種有利于提高光通量的網(wǎng)狀圖形襯底，其特征在于:包括襯底本體，所述襯底本體的表面呈粗糙面，所述粗糙面為襯底本體底部向上突出形成有若干凸起，所述凸起橫截面呈網(wǎng)狀，所述網(wǎng)狀由相鄰的凸起單元連接而成，所述凸起單元的橫截面呈三角形，所述凸起單元的相鄰凸起邊截面呈三角形，所述凸起單元的端部向襯底本體的底部凹陷形成凹槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有利于提高光通量的網(wǎng)狀圖形襯底，其特征在于:所述網(wǎng)狀由六個凸起單元兩兩相鄰連接而成，所述凸起單元的橫截面為等邊三角形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有利于提高光通量的網(wǎng)狀圖形襯底，其特征在于:所述凹槽截面為正方形、圓形、六邊形或正三角形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有利于提高光通量的網(wǎng)狀圖形襯底，其特征在于:所述凹槽的底端與凸起單元的凸起邊的頂端在同一水平面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有利于提高光通量的網(wǎng)狀圖形襯底，其特征在于:所述凸起單元凸起高度為0.1-3 μ m，凸起邊長為0.15-3 μ m，凸起邊與襯底本體底部夾角為45-60 度。
【文檔編號】H01L33/22GK204029842SQ201420427604
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】傅華, 翁啟偉, 吳思, 王懷兵 申請人:蘇州新納晶光電有限公司