Led衬底结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半导体光电芯片制造技术领域，特别涉及一种LED衬底结构。
【背景技术】
[0002]随着人们生活水平的提高，环保意识的增强，对家居环境、休闲和舒适度追求的不断提高，灯具灯饰也逐渐由单纯的照明功能转向照明和装饰共存的局面，具有照明和装饰双重优势的固态冷光源LED取代传统光源进入人们的日常生活成为必然之势。
[0003]GaN基LED自从20世纪90年代初商业化以来，经过二十几年的发展，其结构已趋于成熟和完善，已能够满足人们现阶段对灯具装饰的需求；但要完全取代传统光源进入照明领域，发光亮度的提高却是LED行业科研工作者永无止境的追求。
[0004]在内量子效率(已接近100% )可提高的空间有限的前提下，LED行业的科研工作者把目光转向了外量子效率，提出了可提高光提取率的多种技术方案和方法，例如图形化衬底技术、侧壁粗化技术、DBR技术、优化电极结构、在衬底或透明导电膜上制作二维光子晶体等。其中图形化衬底最具成效，尤其是2010年以来，在政府各种政策的激励和推动下，无论是锥状结构的干法图形化衬底技术还是金字塔形状的湿法图形化衬底技术都得到了飞速的发展，其工艺已经非常成熟，并于2012年完全取代了平衬底，成为LED芯片的主流衬底，使LED的晶体结构和发光亮度都得到了革命性的提高。
[0005]当然，减薄后，在LED衬底的背面蒸镀DBR的技术也能在一定程度上提高LED的发光亮度。然而，减薄后，LED晶片已经很薄(只有SOum左右)，非常容易裂片，且一旦出现异常都不易于做返工处理，只能报废，所以DBR工艺的成本远不止材料和加工成本，更多的则是隐形成本。所以现阶段LED代替传统照明光源，进入照明领域，进入寻常百姓家，所遇到的问题不是亮度达不到的问题，而是物美价不廉的问题，而这种问题一般都是结构不够合理、工艺技术不够优化，造成制造成本不够科学所导致的。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种LED衬底结构，以解决现有的LED或者发光亮度不够，或者制作过程中容易裂片，成本较高的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种LED衬底结构，所述LED衬底结构包括:衬底，所述衬底第一表面上形成有周期性阵列排布的凸形结构或者周期性阵列排布的凹形结构，所述凸形结构的外壁和凸形结构之间的衬底第一表面上形成有DBR膜系，其中，所述凸形结构的顶壁和凸形结构之间的衬底第一表面上的DBR膜系设有纳米窗口阵列，所述纳米窗口阵列露出部分凸形结构的顶壁和凸形结构之间的衬底第一表面；或者所述凹形结构的内壁和凹形结构之间的衬底第一表面上形成有DBR膜系，其中，所述凹形结构的底壁和凹形结构之间的衬底第一表面上的DBR膜系设有纳米窗口阵列，所述纳米窗口阵列露出部分凹形结构的底壁和凹形结构之间的衬底第一表面。
[0008]可选的，在所述的LED衬底结构中，所述纳米窗口阵列露出的部分凸形结构的顶壁和凸形结构之间的衬底第一表面便于连接GaN层；或者所述纳米窗口阵列露出的部分凹形结构的底壁和凹形结构之间的衬底第一表面便于连接GaN层。
[0009]可选的，在所述的LED衬底结构中，所述凸形结构的剖面形状为梯形；所述凹形结构的剖面形状为梯形。
[0010]可选的，在所述的LED衬底结构中，所述凸形结构的俯视形状为圆形、椭圆形或者多边形；所述凹形结构的俯视形状为圆形、椭圆形或者多边形。
[0011]可选的，在所述的LED衬底结构中，所述DBR膜系由S1、S12, T12或者Ti 305中的至少两种材料层叠形成。
[0012]可选的，在所述的LED衬底结构中，每种材料按照λ/4n厚度交替生长，所述DBR膜系的生长周期为3个-20个。
[0013]可选的，在所述的LED衬底结构中，所述衬底为蓝宝石衬底。
[0014]在本实用新型提供的LED衬底结构中，首先，将图形化衬底技术和DBR技术有机地结合在一起，能够更有效地提高LED的发光效率和发光亮度；其次，凸形结构或者凹形结构和DBR膜系位于衬底的同一表面上，且都是在衬底减薄前完成，非常便于加工和后续清洗处理，这无疑降低了 LED加工过程中的隐形成本；总之，本实用新型所提供的LED衬底结构能够更有效地提高LED的发光效率和发光亮度，能够加快LED进入高端照明领域和寻常百姓家的产业化进程，符合LED的可持续发展战略。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型实施例一的LED衬底结构的制作方法的流程示意图；
[0016]图2是本实用新型实施例一的LED衬底结构的制作方法中衬底的剖面示意图；
[0017]图3是本实用新型实施例一的LED衬底结构的制作方法中形成掩膜层后的剖面示意图；
[0018]图4a是本实用新型实施例一的LED衬底结构的制作方法中去除部分掩膜层后的剖面示意图；
[0019]图4b为图4a所示的器件结构的俯视图；
[0020]图5是本实用新型实施例一的LED衬底结构的制作方法中形成凸形结构后的剖面示意图；
[0021]图6是本实用新型实施例一的LED衬底结构的制作方法中形成DBR膜系后的剖面示意图；
[0022]图7是本实用新型实施例一的LED衬底结构的制作方法中形成光敏材料层后的剖面示意图；
[0023]图8是本实用新型实施例一的LED衬底结构的制作方法中对光敏材料层进行选择性曝光后的剖面示意图；
[0024]图9是本实用新型实施例一的LED衬底结构的制作方法中露出部分DBR膜系后的剖面示意图；
[0025]图10是本实用新型实施例一的LED衬底结构的制作方法中形成光刻胶后的剖面示意图；
[0026]图11是本实用新型实施例一的LED衬底结构的制作方法中形成纳米窗口阵列后的剖面示意图；
[0027]图12a是本实用新型实施例一的LED衬底结构的制作方法中刻蚀露出的部分DBR膜系后的剖面示意图；
[0028]图12b为图12a中结构A的俯视放大图；
[0029]图13是本实用新型实施例二的LED衬底结构的制作方法的流程示意图；
[0030]图14是本实用新型实施例二的LED衬底结构的制作方法中所形成的器件结构的剖面示意图；
[0031]图15是本实用新型实施例二的LED衬底结构的制作方法中形成掩膜层后的剖面示意图；
[0032]图16a是本实用新型实施例二的LED衬底结构的制作方法中去除部分掩膜层后的剖面示意图；
[0033]图16b为图16a所示的器件结构的俯视图；
[0034]图17是本实用新型实施例二的LED衬底结构的制作方法中形成凹形结构后的剖面示意图；
[0035]图18是本实用新型实施例二的LED衬底结构的制作方法中形成DBR膜系后的剖面示意图；
[0036]图19是本实用新型实施例二的LED衬底结构的制作方法中形成光敏材料层后的剖面示意图；
[0037]图20是本实用新型实施例二的LED衬底结构的制作方法中对光敏材料层进行选择性曝光后的剖面示意图；
[0038]图21是本实用新型实施例二的LED衬底结构的制作方法中露出部分DBR膜系后的剖面示意图；
[0039]图22是本实用新型实施例二的LED衬