[发明专利]一种高亮度深紫外LED用图形化蓝宝石衬底及其制备方法

权利要求书

1.一种高亮度深紫外LED用图形化蓝宝石衬底，包括蓝宝石晶片(1)，其特征在于：所述蓝宝石晶片(1)包括用于形成图形化的晶片C面(101)，在晶片C面(101)上均匀分布有刻蚀孔(4)，所述刻蚀孔(4)包括底部沉孔(401)和位于底部沉孔(401)上方且孔径大于底部沉孔(401)的扩孔(402)，所述晶片C面(101)及扩孔(402)的表面沉积有一层AlN/AlGaN薄膜(6)，所述底部沉孔(401)内设置有纳米级图形(10)或DBR反射层(11)。

2.如权利要求1所述的高亮度深紫外LED用图形化蓝宝石衬底，其特征在于：所述AlN/AlGaN薄膜(6)的厚度为20～3000nm，所述DBR反射层(11)的厚度为50～300nm。

3.如权利要求1所述的高亮度深紫外LED用图形化蓝宝石衬底，其特征在于：所述底部沉孔(401)和扩孔(402)均为上宽下窄的锥形圆或方孔，底部沉孔(401)的深度为200～500nm，最小孔径为300nm，最大孔径为600nm；所述扩孔(402)的深度为200～500nm，最小孔径为700nm，最大孔径为1000nm。

4.如权利要求1所述的高亮度深紫外LED用图形化蓝宝石衬底，其特征在于：所述DBR反射层(11)的材料为TiO₂和SiO₂的混合材料，结构为TiO₂和SiO₂两种材料交替叠加的排列结构。

5.一种高亮度深紫外LED用图形化蓝宝石衬底的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)首先选择一表面平整的蓝宝石晶片，清洗去除表面的杂质；

(2)在蓝宝石晶片的上表面涂覆光刻胶涂层，并通过纳米压印技术在蓝宝石晶片上形成一组光刻胶孔洞结构；

(3)通过感应耦合等离子刻蚀对蓝宝石晶片上表面进行刻蚀，从而在蓝宝石晶片上形成一组刻蚀孔，所述刻蚀孔包括底部沉孔和位于底部沉孔上方且孔径大于底部沉孔的扩孔；

(4)利用SPM溶液清洗去除蓝宝石晶片上表面残留的光刻胶；

(5)利用金属有机化合物化学气相沉积方法在蓝宝石晶片上表面及刻蚀孔内表面沉积一层AlN/AlGaN薄膜；

(6)在沉积AlN/AlGaN薄膜的蓝宝石晶片上涂覆一层负性光刻胶，然后通过曝光、显影去除底部沉孔上方的负性光刻胶；

(7)采用感应耦合等离子刻蚀去除底部沉孔内的AlN/AlGaN薄膜；

(8)利用SPM溶液去除蓝宝石晶片表面残留的负性光刻胶；

(9)在蓝宝石晶片和刻蚀孔上涂覆一层负性光刻胶，然后通过曝光、显影去除底部沉孔上方的负性光刻胶；

(10)使用化学气相沉积法在显影后的蓝宝石晶片表面沉积纳米级晶粒；

(11)通过感应耦合等离子刻蚀在底部沉孔内形成纳米级图形；

(12)利用SPM溶液去除蓝宝石晶片表面残留的负性光刻胶。

6.如权利要求5所述的高亮度深紫外LED用图形化蓝宝石衬底的制备方法，其特征在于：所述步骤(10)蓝宝石晶片表面沉积纳米级晶粒材料为Au、Ag、Ni、Co、Fe、Cu、Pt、Pd、Al中的一种或几种金属的混合物。