[发明专利]发光二极管的图形化衬底、发光二极管及其制备方法

说明书

本发明提供了一种发光二极管的图形化衬底、发光二极管及其制备方法，其中，该图形化衬底包括：衬底和微纳复合图形结构。微纳复合图形结构形成于所述衬底的一侧表面；所述微纳复合图形结构包括主图形和表面微结构；所述主图形为凸部结构且包含不平行于所述衬底且背对所述衬底的侧面，所述表面微结构位于所述主图形的所述侧面，所述表面微结构包括垂直于所述主图形的所述侧面且背对所述衬底的所述侧表面的侧面。通过上述方案能够提高衬底的出光率，从而提高LED的亮度。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种发光二极管的图形化衬底、发光二极管及其制备方法。

背景技术

目前市场对于发光二极管(LED)产品的亮度需求不断提高，所以，探寻一种高亮度的LED具有重大意义，而衬底的出光率大小直接影响LED产品的亮度高低。

LED中多重量子阱(MQW)的光是上下两个方向出射的，向下发射至衬底(如蓝宝石)的一部分光会在衬底内反射，无法出射，从而降低了衬底的出光效率。现有技术中，在蓝宝石衬底上图形化形成凸起阵列，可以在一定程度上增加光的散射，改善衬底的出光效率，但仍然有大部分的光无法通过散射从顶部出光，所以衬底的出光率有待进一步提高。

另外，现有技术中衬底上的图形化结构是使用多次掩膜蚀刻形成的，其间需要多次经过光刻、刻蚀、沉积掩膜、再刻蚀、去除掩膜等工艺步骤，制造过程很繁琐。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种发光二极管的图形化衬底、发光二极管及其制备方法，以提高衬底的出光率，从而提高LED的亮度。

为了达到上述目的，本发明采用以下方案实现：

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种发光二极管的图形化衬底，包括：

衬底；

微纳复合图形结构，形成于所述衬底的一侧表面；

其中，所述微纳复合图形结构包括主图形和表面微结构；所述主图形为凸部结构且包含不平行于所述衬底且背对所述衬底的侧面，所述表面微结构位于所述主图形的所述侧面，所述表面微结构包括垂直于所述主图形的所述侧面且背对所述衬底的所述侧表面的侧面。

在一些实施例中，所述主图形的形状为棱锥或棱台，所述主图形的底面贴合所述衬底的所述侧表面；所述表面微结构的形状为棱锥或棱台，所述表面微结构的底面贴合所述主图形的所述侧面，所述表面微结构的背对所述衬底的侧面与其底面之间的夹角为直角。

在一些实施例中，所述主图形的形状为圆锥或圆台，所述主图形的底面贴合所述衬底的所述侧表面；所述表面微结构的形状为圆环条形，所述圆环条形同轴设置于所述主图形的侧面，且所述圆环条形在所述圆环条形和所述主图形的共同轴截面上的截面中远离所述衬底的边与贴合所述主图形的边的夹角为直角。

在一些实施例中，所述图形化衬底包括阵列排布的多个所述微纳复合图形结构；一个所述微纳复合图形结构的主图形上设置有阵列排布的多个所述表面微结构。

在一些实施例中，所述衬底的材料选自Al₂O₃、Si、SiC、GaN、Ga₂O₃、PET、MgAl₂O₄、LiAlO₂及LiGaO₂。

在一些实施例中，所述表面微结构的材料选自SiO₂、Si₃N₄及其组合。

在一些实施例中，所述微纳复合图形结构上的主图形和表面微结构为一体成型的结构。