[发明专利]图形化氮化镓基发光外延片、发光芯片及其制作方法

权利要求书

1.一种图形化氮化镓基发光外延片，其结构包括：

衬底；

图形化粗化层形成于衬底上，其包含复数个沟道和复数个氮化镓层区块，各个氮化镓层区块通过沟道相互隔离，并且各氮化镓层区块靠近沟道的边缘区域的下表面为倒悬六角锥状粗化形貌；

氮化镓基发光外延层形成于图形化粗化层之上，并且填平所有沟道。

2.根据权利要求1所述的图形化氮化镓基发光外延片，其中的图形化粗化层的材料为未掺杂氮化镓或者n型氮化镓。

3.根据权利要求1所述的图形化氮化镓基发光外延片，其中的图形化粗化层厚度大于或者等于1微米。

4.根据权利要求1所述的图形化氮化镓基发光外延片，其中的沟道最大宽度小于或者等于10微米。

5.根据权利要求1所述的图形化氮化镓基发光外延片，其中具有倒悬六角锥粗化形貌的氮化镓层区块边缘宽度小于或者等于10微米。

6.一种图形化氮化镓基发光芯片，其结构包括：

衬底；

图形化粗化层形成于衬底上，其包含复数个沟道和复数个氮化镓层区块，各个氮化镓层区块通过沟道相互隔离，并且各氮化镓层区块靠近沟道的边缘区域的下表面为倒悬六角锥状粗化形貌；

氮化镓基发光外延层形成于图形化粗化层之上且填平所有沟道，并且氮化镓基发光外延层依次包括n型氮化镓基外延层、有源层和p型氮化镓基外延层；

p电极形成于p型氮化镓基外延层之上；

n电极形成于n型氮化镓基外延层之上。

7.根据权利要求6所述的图形化氮化镓基发光芯片，其中的图形化粗化层的材料为未掺杂氮化镓或者n型氮化镓。

8.根据权利要求6所述的图形化氮化镓基发光芯片，其中的图形化粗化层厚度大于或者等于1微米。

9.根据权利要求6所述的图形化氮化镓基发光芯片，其中的沟道最大宽度小于或者等于10微米。

10.根据权利要求6所述的图形化氮化镓基发光芯片，其中具有倒悬六角锥粗化形貌的氮化镓层区块边缘宽度小于或者等于10微米。

11.一种图形化氮化镓基发光外延片的制作方法，包括步骤：

提供一衬底；

在衬底上生长一可粗化层，其材料为氮化镓，并且其下表面呈氮极性；

定义图形化可粗化层并且蚀刻部分区域的可粗化层至露出衬底，以形成多个相互隔离的可粗化层区块以及沟道；

采用湿法方式将靠近侧向蚀刻沟道的可粗化层区块的边缘区域下表面蚀刻成倒六角锥状；

在可粗化层上继续生长发光外延层，并且发光外延层横向填平沟道，形成图形化氮化镓基发光外延片。

12.一种图形化氮化镓基发光芯片的制作方法，包括步骤：

提供一衬底；

在衬底上生长一可粗化层，其材料为氮化镓，并且其下表面呈氮极性；

定义图形化可粗化层并且蚀刻部分区域的可粗化层至露出衬底，以形成多个相互隔离的可粗化层区块以及沟道；

采用湿法方式将靠近侧向蚀刻沟道的可粗化层区块的边缘区域下表面蚀刻成倒六角锥状；

在可粗化层上继续生长发光外延层，并且发光外延层横向填平沟道；

在发光外延层上分别制作p、n电极以形成图形化氮化镓基发光芯片。

13.根据权利要求12所述的图形化氮化镓基发光芯片的制作方法，其中的可粗化层的材料为未掺杂氮化镓或者n型氮化镓。

14.根据权利要求12所述的图形化氮化镓基发光芯片的制作方法，其中的可粗化层厚度大于或者等于1微米。

15.根据权利要求12所述的图形化氮化镓基发光芯片的制作方法，其中的沟道最大宽度小于或者等于10微米。

16.根据权利要求12所述的图形化氮化镓基发光芯片的制作方法，其中可粗化层被蚀刻的边缘宽度小于或者等于10微米。

17.根据权利要求12所述的图形化氮化镓基发光外延片和发光芯片的制作方法，其中湿法蚀刻可粗化层采用磷酸和硫酸混合溶液。

18.根据权利要求17所述的图形化氮化镓基发光外延片和发光芯片的制作方法，其中磷酸和硫酸混合溶液的温度大于或者等于100℃。