[发明专利]外延片、外延片的制备方法和发光二极管芯片

说明书

本公开提供了一种外延片、外延片的制备方法和发光二极管芯片，属于光电子制造技术领域。该外延片包括蓝宝石衬底和外延层，所述外延层位于所述蓝宝石衬底的表面；所述蓝宝石衬底靠近所述外延层的表面具有多个凸起结构，多个所述凸起结构间隔排布，所述凸起结构的折射率位于所述蓝宝石衬底的折射率和所述外延层的折射率之间。本公开能改善因光子在蓝宝石衬底和外延层的交界处形成全反射，而导致光子无法逃逸的问题，提升发光二极管的发光效率。

技术领域

本公开涉及光电子制造技术领域，特别涉及一种外延片、外延片的制备方法和发光二极管芯片。

背景技术

发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)作为光电子产业中极具影响力的新产品，具有体积小、使用寿命长、颜色丰富多彩、能耗低等特点，广泛应用于照明、显示屏、信号灯、背光源、玩具等领域。LED的核心结构是外延片，外延片的制作对LED的光电特性有着较大的影响。

相关技术中，GaN基LED通常包括蓝宝石衬底、以及层叠在蓝宝石衬底上的外延层，生长在蓝宝石衬底上的外延层的材料通常为GaN。

然而，由于蓝宝石衬底的折射率为1.77，而GaN材料的折射率为2.45，两者折射率相差较大，会导致较多的光子在蓝宝石衬底和外延层的交接界面处形成全反射，从而让大量的光子无法顺利逃逸，造成发光二极管的光效下降的问题。

发明内容

本公开实施例提供了一种外延片、外延片的制备方法和发光二极管芯片，能改善因光子在蓝宝石衬底和外延层的交界处形成全反射，而导致光子无法逃逸的问题，提升发光二极管的发光效率。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种外延片，所述外延片包括蓝宝石衬底和外延层，所述外延层位于所述蓝宝石衬底的表面；所述蓝宝石衬底靠近所述外延层的表面具有多个凸起结构，多个所述凸起结构间隔排布，所述凸起结构的折射率位于所述蓝宝石衬底的折射率和所述外延层的折射率之间。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述凸起结构的制作材料为氮化硅；或者，所述凸起结构的制作材料为氮氧化硅和氮化硅。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述凸起结构包括圆柱状凸起。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述凸起结构远离所述蓝宝石衬底的端面具有凹孔，所述凹孔内填充有氧化铝材料层。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述凸起结构包括多个同心分布的环状凸起，所述环状凸起具有多个隔断槽，多个所述隔断槽沿所述环状凸起的周向间隔排布；所述隔断槽由所述环状凸起远离所述蓝宝石衬底的端面延伸至所述蓝宝石衬底的表面。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述蓝宝石衬底呈圆形，所述环状凸起与所述蓝宝石衬底同心分布。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述蓝宝石衬底的表面还具有多个锥形凸起，在平行于所述蓝宝石衬底靠近所述外延层的表面的至少一个方向上，所述锥形凸起与所述凸起结构交替排布。

本公开实施例了一种蓝宝石衬底的制备方法，所述制备方法包括：

提供一蓝宝石衬底；

在所述蓝宝石衬底用于外延生长的表面形成多个凸起结构，多个所述凸起结构间隔排布，所述凸起结构的折射率位于所述蓝宝石衬底的折射率和外延层的折射率之间；

在所述蓝宝石衬底上外延生长外延层。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述在所述蓝宝石衬底用于外延生长的表面形成多个凸起结构包括：在所述蓝宝石衬底的表面沉积氮化硅层；刻蚀所述氮化硅层形成所述凸起结构。

本公开实施例提供了一种发光二极管芯片，所述发光二极管芯片包括如前文所述的外延片。