磊晶基板、磊晶基板的制造方法及发光二极管的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种半导体基板，尤其涉及一种可用于发光二极管的磊晶基板、磊晶 基板的制造方法及采用该磊晶基板的发光二极管。
【背景技术】
[0002] 传统的发光二极管包括透光基体、依序设置在透光基体上方的N型半导体层、发 光层及P型半导体层。然而，发光层发出的光线的出射方向是杂乱的，从而导致整个发光二 极管的各处光强不一致。
【发明内容】
[0003] 有鉴于此，有必要提供一种磊晶基板、磊晶基板的制造方法以及采用该磊晶基板 的发光二极管，以使光线自所述磊晶基板出射后的光强分布更加均匀。
[0004] -种磊晶基板，用于在其上生长发光二极管磊晶结构，其包括透明光基体、设置在 透光基体上的第一缓冲层及第二缓冲层，所述透光基体包括第一表面及与第一表面相对的 第二表面，多个凸起形成在所述透光基体的第一表面，所述第一缓冲层分别形成在所述多 个凸起的表面，所述第二缓冲层填充凸起之间的凹槽且覆盖所述第一缓冲层，所述第一缓 冲层的折射率大于所述透明光基体的折射率且小于所述第二缓冲的折射率。
[0005] -种磊晶基板的制造方法，所述磊晶体基板用于在其上生长发光二极管磊晶结 构，其包括如下步骤： 提供透光基体，所述透光基体包括第一表面及第二表面，并在所述透光基体的第一表 面上形成多个凸起； 在所述凸起的表面形成第一缓冲层，所述第一缓冲层的折射率大于所述透光基体的折 射率； 在所述第一缓冲层的表面形成第二缓冲层，所述第二缓冲层填充所述凸起之间的凹槽 且覆盖所述第一缓冲层，所述第二缓冲层的折射率大于所述第一缓冲层的折射率。
[0006] -种发光二极管，包括磊晶基板，其包括透明光基体、设置在透光基体上的第一缓 冲层及第二缓冲层，所述透光基体包括第一表面及与第一表面相对的第二表面，多个凸起 形成在所述透光基体的第一表面，所述第一缓冲层分别形成在所述多个凸起的表面，所述 第二缓冲层填充凸起之间的凹槽且覆盖所述第一缓冲层，所述第一缓冲层的折射率大于所 述透明光基体的折射率且小于所述第二缓冲的折射率。
[0007] 本发明的磊晶基板、磊晶基板的制造方法以及采用该磊晶基板的发光二极管中， 由于所述透光基体的第一表面设置有多个凸起，所述第二缓冲层、所述第一缓冲层以及所 述透光基体的折射率依次增大以在三者之间的界面上形成折射率的变化，从而使原本杂乱 的光线的出射方向得到改善，提升了出射光的均匀度。
【附图说明】
[0008] 图1为本发明第一实施例中的嘉晶基板的剖面不意图。
[0009] 图2为本发明第二实施例中的磊晶基板的剖面示意图。
[0010] 图3为本发明第三实施例中的磊晶基板的剖面示意图。
[0011] 图4为本发明第四实施例中的磊晶基板的剖面示意图。
[0012] 图5至图8为本发明的嘉晶基板的制造过程不意图。
[0013] 图9为本发明采用上述磊晶基板的发光二极管的剖面示意图。
[0014] 图10为图9中的发光二极管安装至电路板的组装图。
[0015] 图11为本发明采用上述磊晶基板的另一发光二极管的剖面示意图。
[0016] 主要元件符号说明
如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0017] 第一实施例 请参见图1，本发明的磊晶基板10包括透光基体11、设置在透光基体11上的第一缓冲 层12及设置在所述第一缓冲层12上的第二缓冲层13。
[0018] 所述透光基体11包括第一表面111及与第一表面111相对的第二表面112。
[0019] 多个凸起14形成在所述透光基体11的第一表面111上。所述多个凸起14之间 间隔设置，且均自所述第一表面111朝外凸设。所述凸起14的作用在于破坏光线入射至透 光基体11第一表面111上的全反射，以提高光线自所述透光基体11的第二表面112出射 的机率。
[0020] 相邻的两个凸起14之间形成凹槽150。所述凹槽150开口的尺寸自所述第一表面 111朝向远离第一表面111的方向逐渐增大。
[0021] 本实施例中，所述凸起14的纵截面呈梯形，且所述凸起14的外表面140包括一水 平的顶面141以及从所述顶面141相对两侧倾斜向下延伸的二侧面142。所述凸起14的尺 寸自所述第一表面111朝向远离第一表面111的方向逐渐减小。所述透光基体11可为蓝 宝石基体。
[0022] 所述第一缓冲层12设置在所述凸起14的外表面140上。所述第一缓冲层12的 折射率大于所述透光基体11的折射率。相邻的两个第一缓冲层12在所述凹槽150内间隔 设置。本实施例中，所述第一缓冲层12覆盖所述凸起14的顶面141且自所述顶面141相 对两侧沿着所述二侧面142倾斜向下延伸入所述凹槽150的底部。
[0023] 所述第一缓冲层12为厚度均匀的薄膜层。所述第一缓冲层12的厚度为 10nm-200nm之间。优选地，所述第一缓冲层12的厚度为25nm〇
[0024] 所述第一缓冲层12的材料可为AlxGaiXN，其中，0〈x= 1，或者为InyGaiyN，其中， 〇〈y兰1，或者为AltInvGaltvN，其中0〈t，v〈l，或者为AlkInsN，其中，0〈k，s兰1。本实施例 中，所述第一缓冲层12为A1N材料层。
[0025] 所述第二缓冲层13填充所述凹槽150且覆盖所述第一缓冲层12。所述第二缓冲 层13的折射率大于所述第一缓冲层12的折射率。
[0026] 本发明的磊晶基板10中，当光线B的方向自所述第二缓冲层13朝向所述透光基 体11时，由于所述透光基体11的第一表面111设置有多个凸起14,且所述第二缓冲层13、 所述第一缓冲层12以及所述透光基体11的折射率依次减小以在三者之间的界面上形成折 射率的变化，从而使得射向透光基体11中部的光线依次经由第二缓冲层13、第一缓冲层12 以及所述透光基体11多次折射后自所述透光基体11的第二表面112的周缘侧向出射，进 而使得光线B变得更加发散。同时也有效地降低了透光基体11中部的光强度，提升了透光 基体11外侧周缘的光强度，进而提升了光强分布的均匀度。本实施例中，所述第二缓冲层 13为未掺杂的GaN材料层。
[0027] 相反地，当光线A的方向自所述透明基体11朝向所述第二缓冲层13时，射向透光 基体11周缘侧向的光线依次经过所述透光基体11、第一缓冲层12以及第二缓冲层13的折 射会聚后，集中自第二缓冲层13的中部出射，从而提升了透光基体11中部光强度的同时， 也提高了其均匀度。
[0028] 第二实施例 请参见图2,与第一实施例不同，第二实施例中的磊晶基板10a中，相邻的两个第一缓 冲层12在凹槽150a内直接接触以覆盖所述整个凹槽150a的底部，以使第一缓冲层12与 透光基体11的第一表面111之间界面的折射率变化保持一致，进而使光线在所述界面各处 发生折射的折射程度保持一致。
[0029] 第三实施例 请参见图3,第三实施例的磊晶基板10b中，所述凸起14a为半球状。所述第一缓冲层 12a覆盖在所述半球状凸起14a的整个外表面。相邻的第一缓冲层12a在所述凸起14a之 间的凹槽150b内间隔设置。
[0030] 第四实施例 请参见图4,在第四实施例中的磊晶基板10c中，所述第一缓冲层12a覆盖在所述半球 状凸起14a的整个外表面，且相邻的两个第一缓冲层12a在凹槽150c内直接接触，以