[发明专利]一种图形化复合衬底、制备方法及LED外延片

说明书

本发明实施例公开了一种图形化复合衬底、制备方法及LED外延片。该图形化复合衬底包括：图形化基底；图形化外延缓冲层，所述图形化外延缓冲层覆盖所述图形化基底，所述图形化外延缓冲层背离所述图形化基底的一侧形成有多个第一微结构，所述第一微结构包括第一异质材料结构，所述第一异质材料结构至少位于所述第一微结构的顶部。本发明实施例解决了图形化蓝宝石衬底在生长氮化镓外延层时仍存在晶格失配，外量子效率小，发光亮度低的问题，实现了增强光提取效率，改善外延生长质量的效果，有助于提高LED的外量子效率。

技术领域

本发明实施例涉及半导体领域，具体涉及一种图形化复合衬底、制备方法及LED外延片。

背景技术

随着市场应用需求不断提高且呈现多样化发展，氮化镓基LED产品的性能也需要进一步提高光电转化效率来满足。图1是现有技术中图形化蓝宝石衬底的结构示意图，如图1所示，图形化蓝宝石衬底包括蓝宝石衬底1以及在蓝宝石衬底1上形成的第二微结构2。目前的图形化蓝宝石衬底可以一定程度上缓解氮化镓外延生长时的应力，降低位错密度，提升外量子效率，同时也可以通过图形阵列适当增加LED器件光线的出光效率，有效提高出光率。因此，图形化蓝宝石衬底已经成功替代蓝宝石平片衬底作为氮化镓外延生长基板，

但是随着LED广泛的使用，对LED产品的性能要求越来越高，尤其在特殊的高科技领域需要面积更小、亮度更高LED产品。然而，当前的图形化蓝宝石衬底提供的图形阵列对外延层生长应力的缓解能力有限，图形化蓝宝石衬底与氮化镓仍存在晶格适配大的问题，因而限制了LED外量子效率的进一步提升；同时图形阵列对改善光线的提取效率也有限，光线的出光效率需要进一步地提升。

发明内容

本发明提供一种图形化复合衬底、制备方法及LED外延片，以解决图形化蓝宝石衬底与氮化镓仍存在晶格适配大，外量子效率小，发光亮度低的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种图形化复合衬底，该图形化复合衬底包括：

图形化基底；

图形化外延缓冲层，所述图形化外延缓冲层覆盖所述图形化基底，所述图形化外延缓冲层背离所述图形化基底的一侧形成有多个第一微结构，所述第一微结构包括第一异质材料结构，所述第一异质材料结构至少位于所述第一微结构的顶部。

可选地，所述第一微结构还包括位于底部的外延材料结构。

可选地，以所述图形化基底朝向所述图形化外延缓冲层的方向为第一方向；

所述外延材料在所述第一方向上占所述第一微结构的长度比例为R，其中，0％＜R≤95％。

可选地，所述图形化基底的表面形成有多个第二微结构和/或多个凹坑，所述图形化外延缓冲层覆盖所述第二微结构和/或所述凹坑。

可选的，所述第二微结构包括第二异质材料结构，所述第二异质材料结构至少位于所述第二微结构的顶部。

可选地，所述第一微结构和所述第二微结构的形状分别为圆台型、圆锥型、棱锥型、棱台型和球冠型中至少一种。

可选地，所述多个第二微结构和所述多个第一微结构均阵列排布；

所述第二微结构的排布周期的范围为100nm-10μm，所述第一微结构的排布周期的范围为100nm-10μm。

可选地，所述第二微结构的底面直径范围为500nm-20μm；所述第二微结构的高度范围为10nm-10μm；

所述第一微结构的底面直径范围为500nm-20μm；所述第一微结构的高度范围为10nm-10μm。

可选地，所述第一异质材料结构为二氧化硅结构、二氧化钛结构或氧化锌结构；所述图形化外延缓冲层为图形化氮化镓层；所述图形化基底为蓝宝石图形化基底。