專利名稱：襯底、該襯底的制備方法及具有該襯底的芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于固體照明技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及ー種圖形化襯底、該襯底的制備方法及具有該襯底的發(fā)光二級(jí)管芯片。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)是ー種能將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的結(jié)型發(fā)光半導(dǎo)體芯片，以氮化鎵為主材料所制成的發(fā)光二 極管作為固態(tài)光源ー經(jīng)出現(xiàn)便以其高效率、長(zhǎng)壽命、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)成為國(guó)際半導(dǎo)體和照明領(lǐng)域研發(fā)與產(chǎn)業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，并且以氮化鎵、氮化銦鎵、氮化鋁鎵和氮化銦鋁鎵為主的III- V族氮化物材料具有連續(xù)可調(diào)的直接帶寬為0. 7 6. 2eV，覆蓋了從紫外光到紅外光的光譜范圍，是制造藍(lán)光、綠光和白光發(fā)光器件的理想材料?，F(xiàn)在國(guó)際上普遍應(yīng)用的氮化鎵基發(fā)光二極管主要是異質(zhì)外延在平坦的襯底上，其中襯底可以為藍(lán)寶石、碳化硅或者硅，但是由于襯底和氮化鎵外延層間存在很大的晶格常數(shù)失陪和熱膨脹系數(shù)差異，因此氮化鎵外延層中存在很大的應(yīng)カ和晶體缺陷，而這些缺陷往往成為非輻射復(fù)合中心，影響了發(fā)光二極管的內(nèi)量子效率和性能氮化鎵。目前采用橫向外延過生長(zhǎng)、懸掛外延生長(zhǎng)等方法和技術(shù)可以在氮化鎵外延層生長(zhǎng)過程中實(shí)現(xiàn)橫向外延生長(zhǎng)，可以降低了外延層的缺陷濃度，稍微提高晶體質(zhì)量，但是該方法需要采取兩步外延的方式，外延層的生長(zhǎng)過程會(huì)被打斷，制程復(fù)雜，不利于發(fā)光二極管成本的降低，同時(shí)也限制了發(fā)光二極管的量產(chǎn)和推廣。而采用圖形化的襯底技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn)氮化鎵的橫向外延生長(zhǎng)，但是具有一般圖形化的襯底只能在圖形化的部分區(qū)域?qū)崿F(xiàn)外延層的橫向外延生長(zhǎng)，大部份區(qū)域的外延層無法實(shí)現(xiàn)橫向外延生長(zhǎng)，使得這些區(qū)域缺陷密度仍然比較高，那么氮化鎵的外延層仍然存在IO8數(shù)量級(jí)的缺陷密度，造成了非輻射復(fù)合中心的存在，從而降低發(fā)光二極管的內(nèi)量子效率和性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中在襯底上生長(zhǎng)的外延層缺陷密度比較高，從而降低發(fā)光ニ極管的內(nèi)量子效率和性能的技術(shù)問題，提供ー種提高發(fā)光二極管的內(nèi)量子效率和性能的襯底、該襯底的制備方法及具有該襯底的芯片。本發(fā)明提供ー種襯底，包括襯底基材以及設(shè)置在所述襯底基材其中一平面中且橫截面為橫向外延圖形的凹槽，其中所述橫向外延圖形包括依次連接的第一斜邊、第二橫邊、第三斜邊以及第四邊，所述第一斜邊與所述第三斜邊平行且第一斜邊與第三斜邊位于所述第二橫邊的上方，所述第二橫邊為凹槽的底部，第二橫邊與第三斜邊的交點(diǎn)和第三斜邊與第四邊的交點(diǎn)的垂足分別位于第一斜邊與第二橫邊的交點(diǎn)的兩側(cè)或者第三斜邊與第四邊的交點(diǎn)的垂足和第一斜邊與第二橫邊的交點(diǎn)重合。本發(fā)明還提供一種襯底的制備方法，所述制備方法包括以下步驟
步驟一，提供一村底基材；
步驟ニ，在所述襯底基材的一平面上形成第一層光刻膠；步驟三，通過第一掩膜板對(duì)所述光刻膠進(jìn)行曝光并顯影，其中曝光的入射光方向與所述襯底基材形成一定角度的銳角；
步驟四，對(duì)曝光后的襯底基材進(jìn)行第一次干法蝕刻形成第一凹槽，其中蝕刻的方向與所述曝光的入射光方向一致；
步驟五，在所述襯底基材具有第一凹槽的平面上形成第二層光刻膠；
步驟六，通過第二掩膜板對(duì)所述第二層光刻膠進(jìn)行曝光并顯影后，使得形成的第二層光刻膠位于所述第一凹槽的上方；
步驟七，對(duì)形成第一凹槽的襯底基材進(jìn)行第二次干法蝕刻，形成具有橫向外延圖形的凹槽，其中蝕刻的方向與所述曝光的入射光方向一致，所述橫向外延圖形包括依次連接的第一斜邊、第二橫邊、第三斜邊以及第四邊，所述第一斜邊與所述第三斜邊平行且第一斜邊與第三斜邊位于所述第二橫邊的上方，所述第二橫邊為凹槽的底部，第二橫邊與第三斜邊的交點(diǎn)和第三斜邊與第四邊的交點(diǎn)的垂足分別位于第一斜邊與第二橫邊的交點(diǎn)的兩側(cè)或者第三斜邊與第四邊的交點(diǎn)的垂足和第一斜邊與第二橫邊的交點(diǎn)重合。本發(fā)明還提供一種芯片，包括上述的襯底，所述芯片還包括依次生長(zhǎng)在所述襯底具有橫向外延圖形的一平面上方的n型氮化鎵層、多量子阱發(fā)光層、p型氮化鎵層、導(dǎo)電層、金屬P電極，以及生長(zhǎng)在n型氮化鎵層上方的金屬n電極。本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是由于氮化鎵在凹槽中的生長(zhǎng)初期，其生長(zhǎng)區(qū)域在第一斜邊、第二橫邊與第三斜邊連接形成的區(qū)域內(nèi)，又由于該橫向外延圖形第二橫邊與第三斜邊的交點(diǎn)和第三斜邊與第四邊的交點(diǎn)的垂足分別位于第一斜邊與第二橫邊的交點(diǎn)的兩側(cè)或者第三斜邊與第四邊的交點(diǎn)的垂足和第一斜邊與第二橫邊的交點(diǎn)重合，因此氮化鎵的最初生長(zhǎng)在向垂直生長(zhǎng)過程會(huì)被第三斜邊和第四邊的交點(diǎn)所阻擋，而氮化鎵的外延層只能橫向生長(zhǎng)，使得具有橫向外延圖形的襯底可實(shí)現(xiàn)氮化鎵在所述凹槽中的橫向外延生長(zhǎng)，可以降低外延層缺陷密度，能有效提高外延層的晶體質(zhì)量，從而有效地提高LED的內(nèi)量子效率和性能。


圖I是本發(fā)明襯底第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明襯底第一實(shí)施例的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明襯底第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明襯底第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明襯底具有第一層光刻膠的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明襯底第一次蝕刻后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本發(fā)明襯底具有第二層光刻膠的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8是本發(fā)明襯底形成第二層光刻膠圖形的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是本發(fā)明芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10是本發(fā)明芯片的制備方法的流程示意圖。圖11是本發(fā)明襯底的的制備方法的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一歩詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用干限定本發(fā)明。本發(fā)明提供第一種實(shí)施例的襯底，如圖I和圖2所示，包括襯底基材11以及設(shè)置在所述襯底基材11其中一平面中且橫截面為橫向外延圖形的凹槽12。其中該基材11的材料可以為藍(lán)寶石、碳化硅、硅等現(xiàn)有的LED襯底中的ー種，本發(fā)明優(yōu)選該基材11的材料為藍(lán)寶石。該基材11的形狀可以為任意形狀，例如，圓形、方形等。本實(shí)施例中，所述襯底基材11的厚度為70-120 um0 所述橫向外延圖形包括依次連接的第一斜邊121、第二橫邊122、第三斜邊123以及第四邊124，其中所述第一斜邊121與所述第三斜邊123平行且第一斜邊121與第三斜邊123位于所述第二橫邊122的上方，所述第一斜邊121與所述第三斜邊123的傾斜方向，可以是如圖I所示的從左向右傾斜，可以是如圖4所示的從右向左傾斜。所述第二橫邊122為凹槽12的底部，第二橫邊122與第三斜邊123的交點(diǎn)C和第三斜邊123與第四邊124的交點(diǎn)D的垂足分別位于第一斜邊121與第二橫邊122的交點(diǎn)B的兩側(cè)，或者第三斜邊123與第四邊124的交點(diǎn)D的垂足和第一斜邊121與第二橫邊122的交點(diǎn)B重合，所述第四邊124的垂足即第三斜邊123與第四邊124的交點(diǎn)D的垂足。本實(shí)施例中，第四邊124的垂足和第一斜邊121與第二橫邊122的交點(diǎn)B重合。在具體實(shí)施中，所述第二橫邊122與第四邊124形成的夾角可以是銳角，或者鈍角，為了進(jìn)一歩降低外延層的缺陷密度，所述第二橫邊122與第四邊124垂直。對(duì)于圖形化襯底，氮化鎵外延層生長(zhǎng)在具有該圖形的凹槽中，在本實(shí)施例中，氮化鎵外延層生長(zhǎng)在具有橫向外延圖形的凹槽12中，那么氮化鎵在凹槽12中的生長(zhǎng)初期，其生長(zhǎng)區(qū)域在第一斜邊121、第二橫邊122與第三斜邊123連接形成的區(qū)域內(nèi)，由于該橫向外延圖形的第三斜邊123與第四邊124的交點(diǎn)D的垂足以及第ニ橫邊122與第三斜邊123的交點(diǎn)C分別位于第一斜邊121與第二橫邊122的交點(diǎn)B的兩側(cè)或者第三斜邊123與第四邊124的交點(diǎn)D的垂足和第一斜邊121與第二橫邊122的交點(diǎn)B重合，因此氮化鎵的最初生長(zhǎng)在向垂直生長(zhǎng)過程會(huì)被第三斜邊123和第四邊124的交點(diǎn)D所阻擋，而氮化鎵的外延層只能橫向生長(zhǎng)，使得具有橫向外延圖形的襯底可實(shí)現(xiàn)氮化鎵在所述凹槽中的橫向外延生長(zhǎng)，便可以降低外延層的缺陷密度，能有效提高外延層的晶體質(zhì)量，從而有效地提高LED的內(nèi)量子效率和性能。而對(duì)于凹槽12，為了使整個(gè)襯底基材11均形成該凹槽12，因此在所述基材11的長(zhǎng)度方向上形成縱向延伸的凹槽12，同時(shí)在所述襯底基材11的寬度方向上連續(xù)設(shè)置至少兩個(gè)凹槽，便可以形成橫截面為如圖3所示的凹槽12。為了進(jìn)一歩提高襯底的利用率，所述凹槽第四邊124的自由點(diǎn)F與其后ー凹槽第一斜邊121的自由點(diǎn)E連接，此處自由點(diǎn)F與自由點(diǎn)E的連接，可以如圖3所示，自由點(diǎn)F與自由點(diǎn)E的通過襯底基材11的的連接，優(yōu)選情況，所述凹槽第四邊124的自由點(diǎn)F與其后ー凹槽第一斜邊121的自由點(diǎn)E重合，如圖I所示，相鄰的兩凹槽之間直接連接，且兩者之間不會(huì)存在間隔，從而進(jìn)ー步提高襯底的利用率。進(jìn)ー步，所述第一斜邊121與第二橫邊122形成的角度范圍是30飛0°，優(yōu)選情況下，所述第一斜邊121與第二橫邊122形成的角度為43. 5°，從而可以氮化鎵外延層在第一斜邊121上的生長(zhǎng)。由于第一斜邊121與第三斜邊123平行，那么第三斜邊123與第二橫邊122形成的角度等于第一斜邊121與第二橫邊122形成的角度。進(jìn)ー步，第二橫邊122的長(zhǎng)度范圍是0. 0T2. OOum,優(yōu)選情況下，第二橫邊122的長(zhǎng)度范圍0. 6^0. 8um，使得在同樣尺寸大小的襯底基材11上能形成更多凹槽12，更大限度地提高橫向外延區(qū)域，使得在該襯底上生長(zhǎng)的外延層的缺陷密度較低，提高晶體質(zhì)量，進(jìn)ー步提聞LED的內(nèi)量子效率和性能，另一方面有利于相鄰兩凹槽內(nèi)氣化嫁外延層的復(fù)合，提聞晶體質(zhì)量，從而提聞內(nèi)量子效率。進(jìn)一歩，所述第一斜邊121的自由點(diǎn)E與第四邊124的自由點(diǎn)F之間的距離范圍是0. 6^3. OOum，優(yōu)選情況下，該距離為I. 2^1. 5um，一方面更大限度地提高橫向外延區(qū)域，提高晶體質(zhì)量，另一方面有利于相鄰兩凹槽內(nèi)氣化嫁外延層的復(fù)合，提聞晶體質(zhì)量。為了得到具有橫向外延圖形的襯底，本發(fā)明還提供一種實(shí)施例的襯底的制備方法，如圖11所示，所述制備方法包括以下步驟
步驟一，提供一襯底基材11 ;
步驟ニ，在所述襯底基材11的一平面上形成第一層光刻膠13 ；
步驟三，通過第一掩膜板對(duì)所述第一層光刻膠13進(jìn)行曝光并顯影后，其中曝光的入射光方向與所述襯底基材11形成一定角度的銳角；
步驟四，對(duì)曝光后的襯底基材11進(jìn)行第一次干法蝕刻形成第一凹槽15，其中蝕刻的方向與所述曝光的入射光方向一致；
步驟五，在所述襯底基材11具有第一凹槽15的平面上形成第二層光刻膠14 ；
步驟六，通過第二掩膜板對(duì)所述第二層光刻膠14進(jìn)行曝光并顯影后，使得形成的第二層光刻膠14位于所述第一凹槽15的上方；
步驟七，對(duì)形成第一凹槽15的襯底基材11進(jìn)行第二次干法蝕刻，形成具有橫向外延圖形的凹槽12,其中蝕刻的方向與所述曝光的入射光方向一致，所述橫向外延圖形包括依次連接的第一斜邊121、第二橫邊122、第三斜邊123以及第四邊124，所述第一斜邊121與所述第三斜邊123平行且第一斜邊121與第三斜邊123位于所述第二橫邊122的上方，所述第二橫邊122為凹槽12的底部，所述第四邊124與所述第二橫邊122相互垂直，且第二橫邊122與第三斜邊123的交點(diǎn)C和所述第四邊124的垂足分別位于第一斜邊121與第二橫邊122的交點(diǎn)B的兩側(cè)或者第四邊124的垂足和第一斜邊121與第二橫邊122的交點(diǎn)B重
ム
ロ o對(duì)于步驟一，該基材11的材料可以為藍(lán)寶石、碳化硅、硅等現(xiàn)有的LED襯底中的一種，本發(fā)明優(yōu)選該基材11的材料為藍(lán)寶石。該基材11的形狀可以為任意形狀，例如，圓形、方形等。本實(shí)施例中，所述襯底基材11的厚度為70-120 um。對(duì)于步驟三，由于所述第一掩膜板包括基板和位于基板上的條狀通孔，且曝光的入射光方向與所述襯底基材11形成一定角度的鋭角，那么便可以形成如圖5所示的第一層光刻膠13的圖形，本實(shí)施例中，第一層光刻膠13的圖形為平行四邊形，其中兩對(duì)邊分別與襯底基材11的平面的平行，且該兩對(duì)邊的第一對(duì)邊與襯底基材11的平面重合，第二對(duì)邊位于第一對(duì)邊的下方。另外，第一掩膜板通孔的間隔等于第一層光刻膠13的圖形在襯底基材11上寬度a，通孔的寬度等于被曝光的第一層光刻膠13的寬度b，因此當(dāng)所述第一掩膜板上通孔的間隔和通孔的寬度發(fā)生變化吋，寬度a和寬度的b的數(shù)值也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。
進(jìn)ー步，在步驟三中，第一次曝光的入射光方向與所述襯底基材形成的鋭角的角度范圍是30飛0° ,優(yōu)選情況為43.5° ,曝光的入射光方向如圖5所不的方向，也可以以入射光的法線為對(duì)稱軸，該入射光対稱的方向也可以作為本次曝光的入射光方向，如果以圖5所示的入射光対稱的方向?yàn)楸敬纹毓獾娜肷涔夥较颍又龠M(jìn)行步驟四-八，那么就可以得到如圖4所示的襯底。對(duì)于步驟四，由于襯底基材11上形成如圖5所示的第一層光刻膠13的圖形，且其中蝕刻的方向與所述曝光的入射光方向一致，那么蝕刻后于襯底基材11上形成的第一凹槽15的形狀也就和第一層光刻膠13的圖形一致，得到如圖6所示的襯底。對(duì)于步驟五，在如圖6所示的襯 底上涂布形成第二層光刻膠14，便得到如圖7所示的襯底。進(jìn)ー步，所述步驟六中，曝光的入射光方向與所述襯底基材11的平面垂直，使得襯底的制備方法更加簡(jiǎn)單化，那么所述步驟七中，第二次蝕刻的方向也與所述襯底基材11的平面垂直，才能在所述襯底基材11上形成具有橫向外延圖形的凹槽12。進(jìn)ー步，所述第二掩膜板包括基板和位于基板上的條狀通孔，所述步驟六具體為， 將所述第二掩膜板的條形通孔與相鄰兩第一凹槽15之間的襯底基材11對(duì)準(zhǔn)；
對(duì)所述第二層光刻膠14進(jìn)行曝光并顯影。在步驟六中，第二掩膜板對(duì)所述第二層光刻膠14進(jìn)行曝光并顯影后，所述第二掩膜板也包括基板和位于基板上的條狀通孔，所述第二層光刻膠14被曝光的寬度與條狀通孔的寬度一致，而保留在襯底基材11上的第二層光刻膠14與條狀通孔間隔的寬度一致。通過第二掩膜板再配合與所述襯底基材11平面垂直的曝光入射光，且將所述第二掩膜板的條形通孔與相鄰兩第一凹槽15之間的襯底基材11對(duì)準(zhǔn)，即第二掩膜板的通孔不會(huì)位于所述第一凹槽15的上方，便可以得到如圖8所示的襯底和光刻膠，即被曝光后的第二層光刻膠14位于相鄰兩第一凹槽15的間隔上，沒有曝光的第二層光刻膠14便位于第一凹槽15的開口上，從而得到第二層光刻膠14的圖形為矩形，如果條狀通孔的寬度小于第一凹槽15的間隔寬度，在進(jìn)行第二次蝕刻時(shí)，第一凹槽15的間隔的端部，便不會(huì)被蝕刻掉，那么第二次蝕刻后得到的凹槽12之間便會(huì)存在間隔。為了能更好地得到能降低外延層缺陷密度的襯底，所述第二掩膜板通孔的間距等于第一凹槽15的間距，經(jīng)過第二干法蝕刻后便得到如圖I所述襯底，從而提高襯底的利用率，進(jìn)ー步能更好地降低外延層缺陷密度的襯底。另外第一掩模板和第二掩膜板可以具有相同的結(jié)構(gòu)，那么在進(jìn)行第二次曝光時(shí)，該掩膜板需要進(jìn)行相適應(yīng)的移位，才能得到具有橫向外延圖形的襯底。對(duì)于步驟四，在對(duì)襯底基材11進(jìn)行第一次干法蝕刻之后，所述步驟四還包括以下步驟
對(duì)蝕刻后的襯底基材11進(jìn)行清洗并去除殘留的第一層光刻膠13。對(duì)于步驟八，在對(duì)襯底基材11進(jìn)行第二干法蝕刻之后，所述步驟八還包括以下步驟
對(duì)蝕刻后的襯底基材11進(jìn)行清洗并去除殘留的第二層光刻膠14。通過對(duì)第一蝕刻后的襯底基材11進(jìn)行清洗并去除殘留的第一層光刻膠13，便于涂布第二層光刻膠14和進(jìn)行第二次干法蝕刻，而對(duì)第二次蝕刻后的襯底基材11進(jìn)行清洗并去除殘留的第二層光刻膠14，以便于在襯底上得到完整的橫向外延圖形。
本發(fā)明還提供一種芯片，如圖9所示，包括上述具有橫向外延圖形的襯底1，所述芯片還包括依次生長(zhǎng)在所述襯底I具有橫向外延圖形的一平面上方的n型氮化鎵層4、多量子講發(fā)光層5、p型氮化鎵層、導(dǎo)電層、金屬p電極10,以及生長(zhǎng)在n型氮化鎵層4上方的金屬n電極21。由于在該具有橫向外延圖形的襯底I上生長(zhǎng)的外延層即n型氮化鎵層4，只能沿著襯底I的凹槽12橫向生長(zhǎng)，使得該外延層的的缺陷密度，能有效提高外延層的晶體質(zhì)量，從而有效地提高LED芯片的內(nèi)量子效率和性能。在具體實(shí)施中，所述芯片還包括依次設(shè)置所述在所述襯底I具有橫向外延圖形的平面上方與n型氮化鎵層4之間的氮化鎵成核層2和本征氮化鎵層3。通過利用金屬有機(jī) 化合物氣相沉積的方法在襯底I上橫向外延生長(zhǎng)氮化鎵成核層2，氮化鎵成核層2能有效降低襯底I與氮化鎵外延層之間的晶格失配并釋放應(yīng)力，提高后續(xù)氮化鎵外延層生長(zhǎng)的晶體質(zhì)量，而本征氮化鎵層3的生長(zhǎng)過程中主要是通過對(duì)溫度、壓強(qiáng)、III/V族化合物比例等エ藝參數(shù)的控制，實(shí)現(xiàn)氮化鎵在圖形化襯底凹槽12區(qū)域上方的橫向外延生長(zhǎng)，本征氮化鎵層3能提高LED的ESD (Electro-Static discharge,靜電釋放)性能,n型氮化鎵層4具體為硅摻雜n型氮化鎵。在具體實(shí)施中，所述芯片還包括在生長(zhǎng)在多量子阱發(fā)光層5與所述p型氮化鎵層之間的氮化鋁鎵電子阻擋層6。通過該電子阻擋層6能抑制多量子阱內(nèi)的電子向p型層的擴(kuò)散，提高內(nèi)量子效率。多量子阱發(fā)光層5具體為InxGal-xN/GaN多量子阱發(fā)光層，量子阱的結(jié)構(gòu)為 InxGal-xN/GaN( 0 < x < I),也包含 InxGal-xN/AlyGal-yN(0 <x<l、0<y<l)、AlxGaylnl-x-yN/GaN (0 < x < 1、0 < y < l、x+y < I)> AlxGaylnl-x-yN/AlzGal-zN( (0< X < 1、0 < y < l、x+y < Uz < I)等量子阱結(jié)構(gòu)，量子阱阱層厚度為2 3 nm，壘層厚度為8 15nm，量子阱的周期為5到7個(gè)周期。多量子結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)溫度為70(T85(TC。在具體實(shí)施中，所述p型氮化鎵層具體包括鎂摻雜p型氮化鎵層7，所述鎂摻雜p型氮化鎵層7生長(zhǎng)在多量子阱發(fā)光層5上，在本實(shí)施例中，所述鎂摻雜p型氮化鎵層7生長(zhǎng)在氮化鋁鎵電子阻擋層6上。通過鎂摻雜p型氮化鎵層7能促進(jìn)外延片與導(dǎo)電層之間的歐姆接觸。進(jìn)ー步，所述芯片還包括生長(zhǎng)在所述鎂摻雜P型氮化鎵層7上的重?fù)诫sp型氮化銦鎵層8，而導(dǎo)電層生長(zhǎng)在所述重?fù)诫sp型氮化銦鎵層8上。所述導(dǎo)電層具體為透明導(dǎo)電層9,所述透明導(dǎo)電層9的材料可以為ITO (Indium Tin Oxides,納米銦錫金屬氧化物),也包含 CTO、ZnO /Al、Ni/Au、Ni/Pd/Au、Pt/Au 合金中的ー種。在具體實(shí)施中，所述金屬P電極10為Ti/Au合金,也可以是Ni、Au、Al、Ti、Pd、Pt、Sn、Cr中任意兩種或則多種金屬的合金,金屬p電極10的厚度為0. 2 lum,而n金屬電極21可以為Ti/Al合金,也包含Ti、Al、Au、Pt、Sn中兩種或多種金屬的合金,金屬n電極的厚度為 0. 2 I um。在具體實(shí)施中，如圖10所示，本發(fā)明實(shí)施例的芯片是通過如下步驟實(shí)現(xiàn)的
步驟11，通過干法蝕刻的方法對(duì)襯底I進(jìn)行圖形化，制備具有橫向外延圖形的襯底1，
具體流程如圖11所示；
步驟12，通過金屬有機(jī)化合物氣相沉積的方法在襯底I具有橫向外延圖形化的平面上生長(zhǎng)氮化鎵成核層2 ；
步驟13，在氮化鎵成核層2上高溫生長(zhǎng)本征氮化鎵層3 ；
步驟14，在本征氮化鎵層3上生長(zhǎng)硅摻雜n型氮化鎵層4 ；步驟15，在n型氮化鎵層4上生長(zhǎng)多量子阱發(fā)光層5，
步驟16，在發(fā)光層5上生長(zhǎng)氮化鋁鎵電子阻擋層6 ；
步驟17，在氮化鋁鎵電子阻擋層6上生長(zhǎng)鎂摻雜p型氮化鎵層7 ；
步驟18，在鎂摻雜p型氮化鎵層7上生長(zhǎng)重?fù)诫sp型氮化銦鎵層8 ；
步驟19，對(duì)鎂摻雜p型氮化鎵層7和重?fù)诫sp型氮化銦鎵層8進(jìn)行活化；
步驟20，通過蒸鍍的方法在重?fù)诫sp型氮化銦鎵層8上生長(zhǎng)所述透明導(dǎo)電層9 ；
步驟21，通過干法蝕刻的方法對(duì)部分透明導(dǎo)電層9、重?fù)诫sp型氮化銦鎵層8、鎂摻雜p型氮化鎵層7、氮化鋁鎵電子阻擋層6以及多量子阱發(fā)光層5進(jìn)行蝕刻，直至n型氮化鎵層
4,制備出n型氮化鎵臺(tái)面；
步驟22，通過蒸鍍的方法在透明導(dǎo)電層9上生長(zhǎng)金屬p電極10 ；
步驟23，通過蒸鍍的方法在n型氮化鎵臺(tái)面上生長(zhǎng)金屬n電極21，即在n型氮化鎵層4生長(zhǎng)金屬n電極21。對(duì)于步驟18中，活化的方式為在溫度為600-800°C的真空或氮?dú)夥諊逻M(jìn)行快速熱退火，也可以是通過離子束進(jìn)行轟擊來進(jìn)行活化。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求
1.ー種襯底，其特征在于，包括襯底基材以及設(shè)置在所述襯底基材其中一平面中且橫截面為橫向外延圖形的凹槽，其中所述橫向外延圖形包括依次連接的第一斜邊、第二橫邊、第三斜邊以及第四邊，所述第一斜邊與所述第三斜邊平行且第一斜邊與第三斜邊位于所述第二橫邊的上方，所述第二橫邊為凹槽的底部，第二橫邊與第三斜邊的交點(diǎn)和第三斜邊與第四邊的交點(diǎn)的垂足分別位于第一斜邊與第二橫邊的交點(diǎn)的兩側(cè)或者第三斜邊與第四邊的交點(diǎn)的垂足和第一斜邊與第二橫邊的交點(diǎn)重合。
2.如權(quán)利要求I所述的襯底，其特征在于，所述第二橫邊與第四邊垂直。
3.如權(quán)利要求I或2所述的襯底，其特征在于，所述襯底還包括設(shè)置在所述襯底基材上的至少兩個(gè)凹槽，且凹槽第四邊的自由點(diǎn)與其后ー凹槽第一斜邊的自由點(diǎn)連接。
4.如權(quán)利要求I或2所述的襯底，其特征在于，所述第一斜邊與第二橫邊形成的角度范圍是30° 60。。
5.如權(quán)利要求I或2所述的襯底，其特征在于，第二橫邊的長(zhǎng)度范圍是O.0Γ2. OOum。
6.如權(quán)利要求I或2所述的襯底，其特征在于，所述第一斜邊的自由點(diǎn)與第四邊的自由點(diǎn)之間的距離范圍是O. 6^3. OOum。
7.如權(quán)利要求I所述的襯底，其特征在于，所述襯底基材為藍(lán)寶石。
8.一種襯底的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟 步驟一，提供一村底基材； 步驟ニ，在所述襯底基材的一平面上形成第一層光刻膠； 步驟三，通過第一掩膜板對(duì)所述光刻膠進(jìn)行曝光并顯影，其中曝光的入射光方向與所述襯底基材形成一定角度的銳角； 步驟四，對(duì)曝光后的襯底基材進(jìn)行第一次干法蝕刻形成第一凹槽，其中蝕刻的方向與所述曝光的入射光方向一致； 步驟五，在所述襯底基材具有第一凹槽的平面上形成第二層光刻膠； 步驟六，通過第二掩膜板對(duì)所述第二層光刻膠進(jìn)行曝光并顯影后，使得形成的第二層光刻膠位于所述第一凹槽的上方； 步驟七，對(duì)形成第一凹槽的襯底基材進(jìn)行第二次干法蝕刻，形成具有橫向外延圖形的凹槽，其中蝕刻的方向與所述曝光的入射光方向一致，所述橫向外延圖形包括依次連接的第一斜邊、第二橫邊、第三斜邊以及第四邊，所述第一斜邊與所述第三斜邊平行且第一斜邊與第三斜邊位于所述第二橫邊的上方，所述第二橫邊為凹槽的底部，第二橫邊與第三斜邊的交點(diǎn)和第三斜邊與第四邊的交點(diǎn)的垂足分別位于第一斜邊與第二橫邊的交點(diǎn)的兩側(cè)或者第三斜邊與第四邊的交點(diǎn)的垂足和第一斜邊與第二橫邊的交點(diǎn)重合。
9.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述步驟六中，曝光的入射光方向與所述襯底基材的平面垂直。
10.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，在對(duì)襯底基材進(jìn)行第一次干法蝕刻之后，所述步驟四還包括以下步驟， 對(duì)蝕刻后的襯底基材進(jìn)行清洗并去除殘留的第一層光刻膠。
11.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，在對(duì)襯底基材進(jìn)行第二次干法蝕刻之后，所述步驟八還包括以下步驟， 對(duì)蝕刻后的襯底基材進(jìn)行清洗并去除殘留的第二層光刻膠。
12.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述第二掩膜板包括基板和位于基板上的條狀通孔，所述步驟六具體為， 將所述條形通孔與相鄰兩第一凹槽之間的襯底基材對(duì)準(zhǔn)； 對(duì)所述第二層光刻膠進(jìn)行曝光并顯影。
13.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，曝光的入射光方向與所述襯底基材形成的銳角的角度范圍為30°飛0°。
14.一種芯片，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-8任意ー項(xiàng)所述的襯底，所述芯片還包括依次生長(zhǎng)在所述襯底具有橫向外延圖形的一平面上方的η型氮化鎵層、多量子阱發(fā)光層、P型氮化鎵層、導(dǎo)電層、金屬P電極，以及生長(zhǎng)在η型氮化鎵層上方的金屬η電極。
15.如權(quán)利要求14所述的芯片，其特征在于，所述芯片還包括依次設(shè)置所述在所述襯底具有橫向外延圖形的一平面上方與η型氮化鎵層之間的氮化鎵成核層和本征氮化鎵層。
16.如權(quán)利要求14所述的芯片，其特征在于，所述芯片還包括在生長(zhǎng)在多量子阱發(fā)光層與所述P型氮化鎵之間的氮化鋁鎵電子阻擋層。
17.如權(quán)利要求14所述的芯片，其特征在于，所述P型氮化鎵層包括鎂摻雜P型氮化鎵層，所述鎂摻雜P型氮化鎵層生長(zhǎng)在多量子阱發(fā)光層上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種襯底、該襯底的制備方法及具有該襯底的芯片，包括襯底基材以及設(shè)置在所述襯底基材其中一平面中且橫截面為橫向外延圖形的凹槽，其中所述橫向外延圖形包括依次連接的第一斜邊、第二橫邊、第三斜邊以及第四邊，所述第一斜邊與所述第三斜邊平行且第一斜邊與第三斜邊位于所述第二橫邊的上方，所述第二橫邊為凹槽的底部，所述所述第二橫邊與第四邊相互垂直，且第二橫邊與第三斜邊的交點(diǎn)和第四邊的垂足分別位于第一斜邊與第二橫邊的交點(diǎn)的兩側(cè)或者第四邊的垂足和第一斜邊與第二橫邊的交點(diǎn)重合。襯底、該襯底的制備方法及具有該襯底的芯片能提高發(fā)光二極管的內(nèi)量子效率和性能。
文檔編號(hào)H01L33/00GK102651438SQ20111004655
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者張旺, 胡紅坡, 蘇喜林, 謝春林 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司