本技術特別涉及一種復合襯底及高亮度led外延片，屬于光電子器件。

背景技術：

1、gan基發(fā)光二極管led具有壽命長、能耗低、體積小、可靠性高等優(yōu)點，成為目前最有前景的照明光源，是先導照明技術的一個重要趨勢；但依然存在發(fā)光強度和效率低的問題，進一步提高led的發(fā)光強度和光效是led照明技術發(fā)展的目標。

2、目前gan基半導體材料mocvd外延都是異質襯底上生長的外延技術，由于襯底與外延層間的晶格與熱膨脹失配導致外延生長的晶體材料位錯密度較高及應力較大，這些位錯在器件工作時表現(xiàn)為非輻射復合中心而影響器件效率，同時引起漏電流增大而使器件迅速老化，影響器件的工作效率及壽命，制約了led高端照明顯示領域的應用。

3、目前廣泛采用的襯底圖形化技術可以提高出光效率，所以如何利用圖形化襯底技術進一步提高led的出光效率，成為行業(yè)研究的熱點，對于led市場推廣和應用具有重要的意義。

技術實現(xiàn)思路

1、本實用新型的主要目的在于提供一種復合襯底及高亮度led外延片，從而克服現(xiàn)有技術中的不足。

2、為實現(xiàn)前述實用新型目的，本實用新型采用的技術方案包括：

3、本實用新型一方面提供了一種復合襯底，包括層疊設置的襯底和圖形化介質層，所述襯底的表面具有由至少一個微凸起和/或微凹槽形成的圖形結構，所述圖形化介質層連續(xù)覆設在所述襯底的表面，

4、所述圖形化介質層包括沿選定方向依次層疊設置在所述襯底的表面的第一介質層、第二介質層、過渡層和第三介質層，并且，所述第三介質層的折射率小于所述第二介質層的折射率。

5、進一步的，所述圖形結構包括多個微凸起，多個所述微凸起間隔分布，相鄰所述微凸起之間形成所述微凹槽，其中，所述微凸起的徑向寬度沿遠離所述襯底的方向逐漸減小。

6、進一步的，所述微凸起的底部的徑向寬度為0.5～2μm，高度為0.1～0.5μm。

7、進一步的，相鄰所述微凸起之間的間距為0.1～1μm。

8、進一步的，所述第一介質層包括氧化硅層。

9、進一步的，所述第一介質層的厚度為10～100nm。

10、進一步的，所述第二介質層包括si-x-n層，x為o、s、p、f、cl中的任意一者。

11、進一步的，所述第二介質層的厚度為5～50nm。

12、進一步的，所述過渡層包括沿所述選定方向層疊設置的至少一氮化硅層和至少一氧化硅層。

13、進一步的，所述過渡層包括沿所述選定方向依次交替層疊設置的多個氮化硅層和多個氧化硅層。

14、進一步的，所述過渡層中靠近所述第二介質層的第一層以及遠離所述第二介質層的最后一層均為氮化硅層。

15、進一步的，每一所述氮化硅層的厚度為1～5nm，每一所述氧化硅層的厚度為1～5nm。

16、進一步的，所述第三介質層包括氧化硅層。

17、進一步的，所述第三介質層的厚度為5～20nm。

18、進一步的，所述圖形化介質層具有與所述圖形結構相同或相似的仿形結構。

19、進一步的，所述第一介質層、第二介質層、過渡層和第三介質層均具有與所述圖形結構相同或相似的仿形結構。

20、本實用新型另一方面還提供了一種高亮度led外延片，包括沿所述選定方向層疊設置的襯底和外延層，其中，所述襯底為所述的復合襯底，所述外延層層疊設置在所述第三介質層上。

21、進一步的，所述的高亮度led外延片還包括：緩沖層，所述緩沖層層疊設置在所述第三介質層上，所述外延層層疊設置在所述緩沖層上，其中，所述緩沖層背對所述復合襯底的表面是連續(xù)且平整的。

22、與現(xiàn)有技術相比，本實用新型提供的一種高亮度led外延片，通過在襯底主體上設置圖形結構以及圖形化介質層，提高了iii族氮化物緩沖層的側向外延，從而提高了iii族氮化物緩沖層的晶體質量，降低了led外延片中外延層內(nèi)部的缺陷，降低了非輻射復合漏電通道，改善了漏電問題，以及，通過引入圖形化介質層提供了光線改向，并且保證了氮化物發(fā)光層射向襯底方向上的光線在到達襯底界面前的全反射，進而提高了led外延片的亮度。

技術特征：

1.一種復合襯底，包括層疊設置的襯底和圖形化介質層，所述襯底的表面具有由至少一個微凸起和/或微凹槽形成的圖形結構，所述圖形化介質層連續(xù)覆設在所述襯底的表面，其特征在于：

2.根據(jù)權利要求1所述的復合襯底，其特征在于：所述圖形結構包括多個微凸起，多個所述微凸起間隔分布，相鄰所述微凸起之間形成所述微凹槽，其中，所述微凸起的徑向寬度沿遠離所述襯底的方向逐漸減小。

3.?根據(jù)權利要求2所述的復合襯底，其特征在于：所述微凸起的底部的徑向寬度為0.5~2?μm，高度為0.1~0.5?μm。

4.?根據(jù)權利要求2所述的復合襯底，其特征在于：相鄰所述微凸起之間的間距為0.1~1μm。

5.根據(jù)權利要求1所述的復合襯底，其特征在于：所述第一介質層包括氧化硅層。

6.?根據(jù)權利要求1或5所述的復合襯底，其特征在于：所述第一介質層的厚度為10~100nm。

7.根據(jù)權利要求1所述的復合襯底，其特征在于：所述第二介質層包括si-x-n層，x為o、s、p、f、cl中的任意一者。

8.?根據(jù)權利要求1或7所述的復合襯底，其特征在于：所述第二介質層的厚度為5~50nm。

9.根據(jù)權利要求1所述的復合襯底，其特征在于：所述過渡層包括沿所述選定方向層疊設置的至少一氮化硅層和至少一氧化硅層。

10.根據(jù)權利要求9所述的復合襯底，其特征在于：所述過渡層包括沿所述選定方向依次交替層疊設置的多個氮化硅層和多個氧化硅層。

11.根據(jù)權利要求10所述的復合襯底，其特征在于：所述過渡層中靠近所述第二介質層的第一層以及遠離所述第二介質層的最后一層均為氮化硅層。

12.?根據(jù)權利要求9所述的復合襯底，其特征在于：每一所述氮化硅層的厚度為1~5nm，每一所述氧化硅層的厚度為1~5?nm。

13.根據(jù)權利要求1所述的復合襯底，其特征在于：所述第三介質層包括氧化硅層。

14.?根據(jù)權利要求1或13所述的復合襯底，其特征在于：所述第三介質層的厚度為5~20nm。

15.一種高亮度led外延片，包括沿所述選定方向層疊設置的襯底和外延層，其特征在于：所述襯底為權利要求1-14中任一項所述的復合襯底，所述外延層層疊設置在所述第三介質層上。

16.根據(jù)權利要求15所述的高亮度led外延片，其特征在于，還包括：緩沖層，所述緩沖層層疊設置在所述第三介質層上，所述外延層層疊設置在所述緩沖層上，其中，所述緩沖層背對所述復合襯底的表面是連續(xù)且平整的。

技術總結
本技術公開了一種復合襯底及高亮度LED外延片。復合襯底包括層疊設置的襯底和圖形化介質層，所述襯底的表面具有由至少一個微凸起和/或微凹槽形成的圖形結構，所述圖形化介質層連續(xù)覆設在所述襯底的表面，所述圖形化介質層包括沿選定方向依次層疊設置在所述襯底的表面的第一介質層、第二介質層、過渡層和第三介質層，所述第三介質層的折射率小于所述第二介質層的折射率。本技術提供的一種高亮度LED外延片通過引入圖形化介質層增強了氮化物發(fā)光層射向襯底方向上的光線在到達襯底界面前的全反射，進而提高了LED外延片的亮度。

技術研發(fā)人員：閆其昂,王國斌
受保護的技術使用者：江蘇第三代半導體研究院有限公司
技術研發(fā)日：20240411
技術公布日：2024/12/30