[发明专利]桥链型图形化蓝宝石衬底、制备方法及LED外延片

说明书

本发明实施例公开了一种桥链型图形化蓝宝石衬底、制备方法及LED外延片。该桥链型图形化蓝宝石衬底包括：蓝宝石基底；多个微结构，所述多个微结构位于所述蓝宝石基底上，相邻的两个所述微结构至少底部通过脊状的桥链结构连接。本发明实施例通过微结构及连接相邻微结构的桥链结构，可以进一步地避免蓝宝石衬底上外延生长时的位错缺陷，改善外延质量，同时一定程度上还能增加衬底与外延层的反射界面，增大反射界面面积，进一步改善光线的反射效率，使外量子提取率和LED芯片的亮度获得提高，实现高亮度的图形化蓝宝石衬底。

技术领域

本发明实施例涉及半导体技术领域，尤其涉及一种桥链型图形化蓝宝石衬底、制备方法及LED外延片。

背景技术

众所周知，图形化蓝宝石衬底(Patterned Sapphire Substrate，PSS)处于整个发光二极管(Light Emitting Diode，LED)显示行业的中上游，对整个LED显示行业起着重要作用。PSS技术是通过微加工方式对蓝宝石表面进行处理，以得到具有一定周期性图案结构。图案界面能改变到达GaN-蓝宝石界面处光线入射角，从而抑制LED内部全反射，增加光子溢出，提升GaN基LED器件光提取效率。此外，由于图形斜面存在，PSS衬底上外延的GaN薄膜生长方式发生变化，外延层位错密度得到降低，有源层(MQW)的内量子效率显著提升，还可以减少LED芯片反向漏电流，提高LED芯片使用寿命等众多优点。但随着LED显示行业迅猛发展，消费市场对产品品质及亮度的要求越来越高，目前传统微纳米图形化蓝宝石衬底的LED芯片很难满足需求。

发明内容

本发明提供一种桥链型图形化蓝宝石衬底、制备方法及LED外延片，以通过桥接的图形微结构有效增大衬底反射面积，提高光的反射效率，增加LED芯片的亮度。

第一方面，本发明实施例提供了一种桥链型图形化蓝宝石衬底，包括：

蓝宝石基底；

多个微结构，所述多个微结构位于所述蓝宝石基底上，相邻的两个所述微结构至少底部通过脊状的桥链结构连接。

可选地，由一个所述微结构到另一所述微结构的方向上，连接该两个所述微结构的所述桥链结构的宽度不变或者由大变小再变大。

可选地，所述桥链结构的宽度为50～1000nm。

可选地，由一个所述微结构到另一所述微结构的方向上，连接该两个所述微结构的所述桥链结构的高度不变或者由大变小再变大。

可选地，所述微结构的形状包括圆锥型、圆柱型、圆台型、多棱锥型、多棱柱型、多棱台型中的至少一种。

可选地，所述微结构的在所述蓝宝石基底上的投影图形的尺寸为0.5～5μm。

第二方面，本发明实施例还提供了一种LED外延片，包括如第一方面任一项所述的桥链型图形化蓝宝石衬底，还包括位于所述桥链型图形化蓝宝石衬底上的外延层。

第三方面，本发明实施例还提供了一种桥链型图形化蓝宝石衬底的制备方法，其特征在于，包括：

提供一掩膜版和一蓝宝石基底；

在所述蓝宝石基底上形成光刻胶层；

以所述掩膜版对所述光刻胶层进行曝光显影，形成光刻胶掩膜；

通过所述光刻胶掩膜对所述蓝宝石基底进行刻蚀，以形成多个微结构；其中，相邻的两个所述微结构至少底部通过脊状的桥链结构连接。

可选地，所述掩膜版包括多个第一掩膜图形，相邻的两个所述第一掩膜图形之间通过第二掩膜图形连接，所述第二掩膜图形呈条形；

由一个所述第一掩膜图形到另一个所述第一掩模图形的方向上，所述第二掩膜图形的宽度不变或者由大变小再变大。