本公開涉及半導(dǎo)體，特別涉及一種襯底及其制備方法、發(fā)光二極管芯片。

背景技術(shù)：

1、發(fā)光二極管(light?emitting?diode，led)因具有體積小、使用壽命長、顏色豐富多彩、能耗低等特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于背光、照明、景觀等各個(gè)光源領(lǐng)域。led芯片通常包括襯底和位于襯底的表面的發(fā)光結(jié)構(gòu)。

2、相關(guān)技術(shù)中，襯底包括藍(lán)寶石襯底本體和位于藍(lán)寶石襯底本體的表面的多個(gè)凸起，其中，凸起的底部為藍(lán)寶石層。

3、然而，發(fā)光結(jié)構(gòu)發(fā)出的光線中，發(fā)光結(jié)構(gòu)和凸起的底部位置的藍(lán)寶石層的側(cè)壁的交界面的全反射角較大，該底部位置的側(cè)壁的交界面僅有少部分入射角較大光線才會產(chǎn)生全反射，從而影響襯底對光線的反射率，影響led芯片的發(fā)光效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開實(shí)施例提供了一種襯底及其制備方法、發(fā)光二極管芯片，能提高led芯片的發(fā)光效率。所述技術(shù)方案如下：

2、一方面，提供了一種襯底，包括第一藍(lán)寶石層和位于所述第一藍(lán)寶石層的第一表面的多個(gè)凸起，所述凸起包括主體和二氧化硅層，所述主體和所述二氧化硅層沿遠(yuǎn)離所述第一藍(lán)寶石層的方向依次層疊，所述二氧化硅層覆蓋所述主體的頂面以及至少部分側(cè)壁，所述頂面為所述主體的遠(yuǎn)離所述第一表面的表面，所述至少部分側(cè)壁與所述頂面連接。

3、可選地，所述主體包括沿遠(yuǎn)離所述第一藍(lán)寶石層的方向依次層疊的第二藍(lán)寶石層和第一分布式布拉格反射(distributed?bragg?reflection，dbr)層，所述二氧化硅層包覆所述第一dbr層。

4、可選地，所述第一dbr層包覆所述第二藍(lán)寶石層且與所述第一表面連接，所述二氧化硅層與所述第一表面連接。

5、可選地，所述二氧化硅層與所述第二藍(lán)寶石層連接，并且所述二氧化硅層在所述第一表面的正投影位于所述第二藍(lán)寶石層在所述第一表面的正投影的內(nèi)部。

6、可選地，所述第二藍(lán)寶石層在所述第一表面的正投影的外輪廓上的任意點(diǎn)到所述第一dbr層在所述第一表面的正投影的外輪廓之間的最小距離為0.1μm至0.5μm。

7、可選地，所述第一dbr層在所述第一表面的正投影的外輪廓上的任意點(diǎn)到所述二氧化硅層在所述第一表面的正投影的外輪廓之間的最小距離為0.1μm至0.5μm。

8、可選地，所述主體為第二藍(lán)寶石層，所述二氧化硅層包覆所述第二藍(lán)寶石層且與所述第一表面連接。

9、可選地，所述第二藍(lán)寶石層在所述第一表面的正投影的外輪廓上的任意點(diǎn)到所述二氧化硅層在所述第一表面的正投影的外輪廓之間的最小距離為0.1μm至0.5μm。

10、另一方面，提供了一種襯底的制備方法，包括：提供一第一藍(lán)寶石層；在所述第一藍(lán)寶石層的第一表面上形成多個(gè)凸起，所述凸起包括主體和二氧化硅層，所述主體和所述二氧化硅層沿遠(yuǎn)離所述第一藍(lán)寶石層的方向依次層疊，所述二氧化硅層覆蓋所述主體的頂面以及至少部分側(cè)壁，所述頂面為所述主體的遠(yuǎn)離所述第一表面的表面，所述至少部分側(cè)壁與所述頂面連接。

11、又一方面，提供了一種發(fā)光二極管芯片，包括襯底和發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述襯底為前述任一種襯底，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)位于所述多個(gè)凸起的表面。

12、本公開實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：

13、本公開實(shí)施例中，凸起包括主體和二氧化硅層，主體和二氧化硅層沿遠(yuǎn)離第一藍(lán)寶石層的方向依次層疊，二氧化硅層覆蓋主體的頂面以及至少部分側(cè)壁，頂面為主體的遠(yuǎn)離第一表面的表面，至少部分側(cè)壁與頂面連接，這樣，后續(xù)在多個(gè)凸起的表面形成發(fā)光結(jié)構(gòu)后，發(fā)光結(jié)構(gòu)與凸起的底部位置的部分側(cè)壁的交界面為發(fā)光結(jié)構(gòu)與二氧化硅層的交界面。與藍(lán)寶石材料相比，發(fā)光結(jié)構(gòu)的折射率較大，二氧化硅層的折射率較小，也即是，發(fā)光結(jié)構(gòu)與二氧化硅層的折射率差值更大，由于光線從較高折射率的膜層進(jìn)入較低折射率的膜層時(shí)，膜層的折射率差值越大，全反射角越小，因此發(fā)光結(jié)構(gòu)和二氧化硅層交界面的全反射角更小，發(fā)光結(jié)構(gòu)發(fā)出的光線從發(fā)光結(jié)構(gòu)射向凸起時(shí)，在凸起的底部位置的側(cè)壁會有更多的入射角小的光線發(fā)生全反射，從而可以提高襯底對光線的反射率，提高led芯片的發(fā)光效率。

技術(shù)特征：

1.一種襯底，其特征在于，包括第一藍(lán)寶石層(10)和位于所述第一藍(lán)寶石層(10)的第一表面(11)的多個(gè)凸起(20)，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的襯底，其特征在于，所述主體包括沿遠(yuǎn)離所述第一藍(lán)寶石層(10)的方向依次層疊的第二藍(lán)寶石層(21)和第一分布式布拉格反射層(22)，所述二氧化硅層(23)包覆所述第一分布式布拉格反射層(22)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的襯底，其特征在于，所述第一分布式布拉格反射層(22)包覆所述第二藍(lán)寶石層(21)且與所述第一表面(11)連接，所述二氧化硅層(23)與所述第一表面(11)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的襯底，其特征在于，所述二氧化硅層(23)與所述第二藍(lán)寶石層(21)連接，并且所述二氧化硅層(23)在所述第一表面(11)的正投影位于所述第二藍(lán)寶石層(21)在所述第一表面(11)的正投影的內(nèi)部。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的襯底，其特征在于，所述第二藍(lán)寶石層(21)在所述第一表面(11)的正投影的外輪廓上的任意點(diǎn)到所述第一分布式布拉格反射層(22)在所述第一表面(11)的正投影的外輪廓之間的最小距離為0.1μm至0.5μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求2至5任一項(xiàng)所述襯底，其特征在于，所述第一分布式布拉格反射層(22)在所述第一表面(11)的正投影的外輪廓上的任意點(diǎn)到所述二氧化硅層(23)在所述第一表面(11)的正投影的外輪廓之間的最小距離為0.1μm至0.5μm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的襯底，其特征在于，所述主體為第二藍(lán)寶石層(21)，所述二氧化硅層(23)包覆所述第二藍(lán)寶石層(21)且與所述第一表面(11)連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的襯底，其特征在于，所述第二藍(lán)寶石層(21)在所述第一表面(11)的正投影的外輪廓上的任意點(diǎn)到所述二氧化硅層(23)在所述第一表面(11)的正投影的外輪廓之間的最小距離為0.1μm至0.5μm。

9.一種襯底的制備方法，其特征在于，包括：

10.一種發(fā)光二極管芯片，其特征在于，包括襯底和發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述襯底為權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的襯底，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)位于所述多個(gè)凸起(20)的表面。

技術(shù)總結(jié)
本公開實(shí)施例提供了一種襯底及其制備方法、發(fā)光二極管芯片，屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。該襯底包括第一藍(lán)寶石層和位于第一藍(lán)寶石層的第一表面的多個(gè)凸起，凸起包括主體和二氧化硅層，主體和二氧化硅層沿遠(yuǎn)離第一藍(lán)寶石層的方向依次層疊，二氧化硅層覆蓋主體的頂面以及至少部分側(cè)壁，頂面為主體的遠(yuǎn)離第一表面的表面，至少部分側(cè)壁與頂面連接。本公開實(shí)施例能提高LED芯片的發(fā)光效率。

技術(shù)研發(fā)人員：郝亞磊,張旭東,韓藝蕃,王繪凝,王江波
受保護(hù)的技術(shù)使用者：京東方華燦光電（浙江）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2