[发明专利]一种发光二极管结构

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件，尤其涉及一种发光二极管结构。

背景技术

发光二极管（英文缩写为LED）是一种半导体固体发光器件，随着生长在蓝宝石衬 底上的GaN基二极管应用的展开，对于解决大尺寸外延片均匀性的议题得到了开展和讨论。 在大尺寸外延片制作过程中，由于热膨胀系数的不同应力的影响，会产生很大的翘曲，从而 影响大尺寸外延片的各项参数的均匀性，如何提高外延片在石墨盘pocket中的受热均匀 性，使波长分布及性能分布更加集中成为了目前重要的议题之一。

在中国专利CN101207174A中，公开了在衬底下表面形成沟槽，以降低应力，该专利 主要是通过释放应力来降低翘曲度，从而改善同一外延片性能的均匀性。但在实际生长过 程中，翘曲是一定存在的，而且设置沟槽的衬底在不同温度转变时极容易发生碎片问题，不 利于生长完整的外延片。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：一种发光二极管结构，包 括：衬底，依次位于衬底之上的N型层、发光层以及P型层构成的发光外延层；其特征在于：所 述衬底下表面设置为粗糙度不同的环状带，从衬底中心到边缘部位粗糙度依次增加。

进一步地，所述衬底下表面粗糙度Ra取值在0.01~0.6μm之间。

进一步地，所述衬底下表面同一种粗糙度区域位于同一个环状带内。

进一步地，所述环状带个数不少于3个。

进一步地，所述环状带为圆环或者椭圆环或其它环形。

进一步地，所述环状带的不同粗糙度通过研磨工艺或者抛光工艺或者二者结合进 行控制。

进一步地，所述粗糙度较大部位通过探头以及颗粒度较大的研磨液进行研磨实 现，所述粗糙度较小部位通过探头以及颗粒度较小的研磨液进行研磨实现。

进一步地，所述粗糙度较大部位通过研磨工艺实现，所述粗糙度较小部位通过抛 光工艺实现。

本发明提供的发光二极管结构，通过在衬底下表面做成粗糙度不同的圆环，所述 粗糙度不同是指粗糙度在微米级的差异，粗糙度从里到外均是依次增大，藉由不同的粗糙 度，对于热辐射及热传导的吸收量不同，从而改善大尺寸外延片温度不均匀现象，实现发光 二极管性能的一致性，特别是对大尺寸外延片波长一致性改善尤为明显。

附图说明

图1为本发明的发光二极管的衬底下表面粗糙度示意图。

图中标示：1：第一圆环；2：第二圆环；3：第三圆环；P：第一圆环外径；Q：第二圆环外 径；W：第三圆环外径。

具体实施方式

为使本发明更易于理解其实质性特点及其所具的实用性，下面便结合附图对本发 明若干具体实施例作进一步的详细说明，但需要说明的是以下关于实施例的描述及说明对 本发明保护范围不构成任何限制。

实施例1

图1为本实施例的发光二极管的衬底下表面粗糙度示意图，本实施例中外延片的结构 由下至上依次为衬底；N型层、发光层以及P型层构成的发光外延层。其中衬底制备工艺区别 于常规衬底，在衬底下表面抛光（背抛）过程中，所述环状带粗糙度从里到外依次增加。其 中，所述粗糙度较大部位通过探头以及颗粒度较大的研磨液进行研磨实现，所述粗糙度较 小部位通过探头以及颗粒度较小的研磨液进行研磨实现。具体来说，环状带设置为3个，环 状带可以为圆环或者椭圆环或其它环形，本实施例优选圆环，其中利用与衬底尺寸相当的 探头及颗粒度较大的研磨液进行研磨，制作第三圆环3，其中探头半径为P+Q+W，此时衬底下 表面粗糙度Ra为0.6μm；利用半径为P+Q尺寸的探头及颗粒度中等的研磨液进行研磨，制作 第二圆环2，此时在半径为P+Q尺寸内衬底下表面粗糙度Ra为0.3μm；利用半径为P尺寸的探 头及颗粒度较小的研磨液进行研磨，制作第一圆环1，其中在半径为P尺寸内衬底下表面粗 糙度Ra为0.01μm。

本实施例通过不同研磨工艺，在衬底下表面设置粗糙度不同的圆环，粗糙度从里 到外均是依次增大，通过不同的粗糙度，在外延片生长过程中，同一衬底下表面的不同区域 从载片盘内吸收的热量不同，反馈到衬底上面层流的温度存在差异，这样虽生长过程中衬 底存在一定翘曲，但是通过调整衬底下表面粗糙度（背粗），衬底翘曲较大的边缘位置热量 吸收较好，从而实现同一衬底不同生长位置温度基本一致，即改善大尺寸外延片温度不均 匀现象，提高外延片性能一致性。