图形化衬底及其制作方法、发光二极管与流程

本公开涉及半导体，特别涉及一种图形化衬底及其制作方法。

背景技术：

1、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。

2、led的核心结构是外延结构，外延结构的制作对led的光电特性有着较大的影响。外延结构通常在衬底上生长形成。图形化衬底是一种常用的衬底，图形化衬底的图形通常是周期排列的凸起结构，这些凸起结构在衬底的承载面上均匀分布。

3、相比于传统的平片衬底，在图形化衬底上生长的外延结构位错密度更小，晶体质量更高，制成的led的发光效率也更高。gan基发光二极管在生长时，与图形化衬底之间由于晶格失配而导致存在较大的应力，使晶体质量受到一定的影响。

技术实现思路

1、本公开实施例提供了一种图形化衬底及其制作方法、发光二极管，有利于进一步提高晶体质量。所述技术方案如下：

2、一方面，本公开实施例提供了一种图形化衬底，该图形化衬底中，从所述图形化衬底的第一直径的第一端到第二端，所述图形化衬底的承载面为波浪形，所述第一直径为所述承载面的一条直径，所述承载面具有高度不同的至少两种凸起图案，从所述第一直径的中点向所述第一直径的两端，所述至少两种凸起图案交替分布。基于上述特征，在进行外延生长时，能够改善应力分布，使不同区域的应力分布更加均匀，有利于避免某些局部区域应力过大，而导致形成的晶体质量差。

3、可选地，从所述第一直径的第一端向所述第一直径的第二端，所述承载面上的各点的弯曲度满足如下关系式：

4、y1＝-0.0015x12+0.1664x1+3.9266

5、其中，y1为弯曲度，x1为所述承载面上的点与所述第一直径的第一端的连线在所述第一直径上的投影长度。

6、可选地，所述至少两种凸起图案包括第一凸起图案和第二凸起图案；

7、所述第一凸起图案和所述第二凸起图案均包括至少一行锥形凸起，同一行中的多个锥形凸起沿平行于第二直径的方向排列，所述第二直径垂直于所述第一直径，并且所述第一凸起图案中的锥形凸起的高度与所述第二凸起图案中的锥形凸起的高度不同。

8、可选地，所述锥形凸起的底面宽度满足如下关系式：

9、y2＝3*10-6*x22-0.0002x2+2.6954

10、其中，y2为底面宽度，x2为所述锥形凸起与所述第一直径的第一端的连线在所述第一直径上的投影长度。

11、可选地，所述锥形凸起的高度均满足如下关系式：

12、y3＝3*10-6*x22-0.0002x2+1.6564

13、其中，y3为高度，x2为所述锥形凸起与所述第一直径的第一端的连线在所述第一直径上的投影长度。

14、可选地，同一行中相邻的锥形凸起之间的间距满足如下关系式：

15、y4＝-2*10-5*x22+0.0017x2+2.9987

16、其中，y4为间距，x2为所述锥形凸起与所述第一直径的第一端的连线在所述第一直径上的投影长度。

17、可选地，所述锥形凸起的纵向截面包括第一圆弧和第二圆弧，所述第一圆弧和所述第二圆弧的半径不同，且弧度不同，所述第一圆弧的一端与所述承载面相连，另一端与所述第二圆弧的一端相连，所述第二圆弧的另一端与所述承载面相连，所述纵向截面平行于所述第一直径，垂直于所述第二直径，且过所述锥形凸起的最高点。

18、可选地，同一锥形凸起中，所述第一圆弧和所述第二圆弧的高度的平均值满足如下关系式：

19、y5＝-0.0001x22+0.1049x2+89.063

20、其中，y5为平均值，x2为所述锥形凸起与所述第一直径的第一端的连线在所述第一直径上的投影长度。

21、另一方面，本公开实施例还提供了一种发光二极管，所述发光二极管包括如前所述的任一种图形化衬底和位于所述图形化衬底的承载面上的发光结构。

22、又一方面，本公开实施例还提供了一种图形化衬底的制作方法，所述制作方法包括：

23、提供一平片衬底；

24、通过构图工艺对所述平片衬底的承载面进行处理，使从所述图形化衬底的第一直径的第一端到第二端，所述图形化衬底的承载面为波浪形，且在所述承载面形成高度不同的至少两种凸起图案，所述第一直径为所述承载面的一条直径，从所述第一直径的中点向所述第一直径的两端，所述两种凸起图案交替分布。

25、本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

26、通过将图形化衬底的承载面设置成从一条直径的一端向另一端不断起伏的波浪形，并且在承载面上形成至少两种高度不同的凸起图案，在进行外延生长时，能够改善应力分布，使不同区域的应力分布更加均匀，有利于避免某些局部区域应力过大，而导致形成的晶体质量差。

技术特征：

1.一种图形化衬底，其特征在于，从所述图形化衬底的第一直径(a)的第一端到第二端，所述图形化衬底的承载面(10)为波浪形，所述第一直径(a)为所述承载面(10)的一条直径，所述承载面(10)具有高度不同的至少两种凸起图案，从所述第一直径(a)的中点向所述第一直径(a)的两端，所述至少两种凸起图案交替分布。

2.根据权利要求1所述的图形化衬底，其特征在于，从所述第一直径(a)的第一端向所述第一直径(a)的第二端，所述承载面上的各点的弯曲度满足如下关系式：

3.根据权利要求2所述的图形化衬底，其特征在于，所述至少两种凸起图案包括第一凸起图案(11)和第二凸起图案(12)；

4.根据权利要求3所述的图形化衬底，其特征在于，所述锥形凸起(111)的底面宽度满足如下关系式：

5.根据权利要求3所述的图形化衬底，其特征在于，所述锥形凸起(111)的高度均满足如下关系式：

6.根据权利要求3所述的图形化衬底，其特征在于，同一行中相邻的锥形凸起(111)之间的间距满足如下关系式：

7.根据权利要求3所述的图形化衬底，其特征在于，所述锥形凸起(111)的纵向截面包括第一圆弧(1111)和第二圆弧(1112)，所述第一圆弧(1111)和所述第二圆弧(1112)的半径不同，且弧度不同，所述第一圆弧(1111)的一端与所述承载面(10)相连，另一端与所述第二圆弧(1112)的一端相连，所述第二圆弧(1112)的另一端与所述承载面(10)相连，所述纵向截面平行于所述第一直径(a)，垂直于所述第二直径(b)，且过所述锥形凸起(111)的最高点。

8.根据权利要求7所述的图形化衬底，其特征在于，同一锥形凸起(111)中，所述第一圆弧(1111)和所述第二圆弧(1112)的高度的平均值满足如下关系式：

9.一种发光二极管，其特征在于，包括如权利要求1～8任一项所述的图形化衬底和位于所述图形化衬底的承载面(10)上的发光结构。

10.一种图形化衬底的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

技术总结
本公开提供了一种图形化衬底及其制作方法、发光二极管，属于半导体技术领域，该图形化衬底中，从所述图形化衬底的第一直径的第一端到第二端，所述图形化衬底的承载面为波浪形，所述第一直径为所述承载面的一条直径，所述承载面具有高度不同的至少两种凸起图案，从所述第一直径的中点向所述第一直径的两端，所述至少两种凸起图案交替分布。通过将图形化衬底的承载面设置成从一条直径的一端向另一端不断起伏的波浪形，并且在承载面上形成至少两种高度不同的凸起图案，在进行外延生长时，能够改善应力分布，使不同区域的应力分布更加均匀，有利于避免某些局部区域应力过大，而导致形成的晶体质量差。

技术研发人员：从颖,姚振,龚逸品,梅劲
受保护的技术使用者：华灿光电（苏州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16