[发明专利]一种高亮度图形化复合衬底及其制作方法

说明书

本发明公开了一种高亮度图形化复合衬底及其制作方法，所述高亮度图形化复合衬底包括蓝宝石平片，所述蓝宝石平片上分布有一组复合图形，所述复合图形包括纳米球反射层和包覆在纳米球反射层表面的SiO₂涂层。其制作方法主要包括以下步骤：在蓝宝石平片上形成一层纳米球反射层；在纳米球反射层上沉积一层SiO₂涂层；在SiO₂涂层上涂覆一层正性光刻胶涂层，并曝光、显影选择性的去除不需要的部分形成胶柱；以胶柱和SiO₂涂层作为阻挡层进行ICP刻蚀得到复合衬底。本发明通过蓝宝石平片、纳米球和SiO₂形成复合衬底，纳米球在复合图形中形成蒙古包形微观结构，且纳米球为金属材质，有效减少了光线折射，增加光的反射效率，从而提高图形化蓝宝石衬底的LED芯片的亮度。

技术领域

本发明涉及LED衬底制造领域，尤其是涉及一种高亮度图形化复合衬底及其制作方法。

背景技术

众所周知，PSS(图形化蓝宝石衬底)处于LED显示行业中上游流程，起着至关重要的作用，可以有效减少GaN外延材料的位错密度，从而减小有源区的非辐射复合，减小反向漏电流，提高LED的寿命等诸多优势。目前普遍采用微纳米图案化蓝宝石衬底技术，通过在外延的蓝宝石衬底表面制作出有周期排列的锥形图形，利用蓝宝石图形化衬底上锥形斜面势能高的特性，控制外延生长参数长出较高质量的GaN。但随着LED显示行业的飞速发展，消费市场对产品品质和亮度要求越来越高，目前传统微纳米图案化蓝宝石衬底的LED芯片亮度技术上遇到瓶颈，如果能提高约2％以上将是革命性的突破。

伴随着消费市场的高要求，目前传统微纳米图案化蓝宝石衬底难以满足要求，因此必须从材料和结构方面入手，采用新的蓝宝石衬底制备方法以满足人们的要求。

发明内容

本发明的目的是提供高亮度图形化复合衬底及其制作方法，用于进一步提高蓝宝石衬底的亮度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高亮度图形化复合衬底，包括蓝宝石平片，所述蓝宝石平片上分布有一组复合图形，所述复合图形包括纳米球反射层和包覆在纳米球反射层表面的SiO₂涂层。

进一步的，所述纳米球反射层中的纳米球为金属材质，纳米球的粒径为50-500nm。

为防止金属氧化，同时方便加工形成纳米球反射层，所述纳米球的表面还包覆有一层SiO₂或TiO₂。

本发明还公开了一种高亮度图形化复合衬底的制作方法，包括以下步骤：

(1)首先提供一表面平整的蓝宝石平片，清洗去除表面的杂质；

(2)在清洗后的蓝宝石平片上形成一层纳米球反射层；

(3)在纳米球反射层上沉积一层SiO₂涂层；

(4)在SiO₂涂层上涂覆一层正性光刻胶涂层，并曝光、显影后在SiO₂涂层上形成一组胶柱；

(5)以胶柱和SiO₂涂层作为阻挡层进行ICP刻蚀，刻蚀后获得所需的高亮度图形化复合衬底。

具体的，所述步骤(1)中的蓝宝石平片先经过丙酮刷洗5～10分钟，然后在90℃的浓H₂SO₄与H₂O₂组成的混合溶液中清洗10～15分钟，所述浓H₂SO₄与H₂O₂的体积比为3:1或5:2；再送至80℃的去离子水中清洗8～10分钟，然后在25℃的去离子水中清洗5～10分钟，最后将蓝宝石平片高速甩干3～10分钟。