[发明专利]一种SiO2

说明书

本发明公开了一种SiO₂蓝宝石复合衬底，涉及LED生产领域，其包括图形化蓝宝石衬底，图形化蓝宝石衬底上涂覆有SiO₂涂层，其制备步骤如下：步骤1，SiO₂溶胶的制备，在烧杯中将乙醇、正硅酸乙酯、去离子水、盐酸、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570、N‑N二甲基甲酰胺按照一定的摩尔比依次滴入，之后密封并在磁力搅拌机上搅拌3‑6h，然后静置陈化24‑36h。本方案在现有生产用蓝宝石衬底的基础上，通过采用溶胶凝胶法制备一层SiO₂涂层，形成SiO₂蓝宝石复合衬底，SiO₂涂层有利于增加有源区中发射的光子的全反射机会，从而进一步使LED的出光效率提高，而且该涂层制备工艺简单，成本低，易与现有生产技术结合。

技术领域

本发明涉及LED生产领域，尤其涉及一种SiO₂蓝宝石复合衬底。

背景技术

蓝宝石图形化衬底技术(简称PSS)，是指在蓝宝石平面衬底上制备出周期性的图形化结构，是近年来发展起来的有效提高LED芯片出光效率的技术。图形化的界面改变了氮化镓(GaN)材料的生长过程，能减少GaN外延材料的位错密度，提高量子效率；另外，粗糙的GaN蓝宝石界面能散射从有源区发射的光子，使更多的光子有机会发生全反射，从而有效地提高了光的提取效率。PSS能提高LED出光效率30％左右，已经达到了理论值，因此如何在PSS的基础上提高 LED出光效率，成为该行业研究的重点。

有文献研究证明在PSS上溅射一层SiO₂薄膜可以显著提高LED 出光效率，但是此方法成本高，工艺较为复杂，难以实现工业化生产。本发明制备的SiO₂涂层，工艺简单，实用性强，可实现产业化。

发明内容

本发明的目的是针对现有的图形化蓝宝石衬底光提取效率低，而提出的一种SiO₂蓝宝石复合衬底，能够进一步提高LED的出光效率，工艺简单，实用性强，可实现产业化。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种SiO₂蓝宝石复合衬底，包括图形化蓝宝石衬底，图形化蓝宝石衬底上涂覆有SiO₂涂层，其制备步骤如下：

步骤1，SiO₂溶胶的制备，在烧杯中将乙醇、正硅酸乙酯、去离子水、盐酸、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570、N-N二甲基甲酰胺按照一定的摩尔比依次滴入，之后密封并在磁力搅拌机上搅拌 3-6h，然后静置陈化24-36h；

步骤2，SiO₂溶胶的涂覆，将清洗干净的图形化蓝宝石片放置于旋涂机上，以转速为2000-5000r/min转掉图形化蓝宝石片上的灰尘，接着滴入制备好的SiO₂溶胶，使图形化蓝宝石片上都铺满了SiO₂溶胶，然后，以转速为1000-2000r/min转动5-10s，使SiO₂溶胶平铺均匀，之后再以2000-5000r/min的转速旋转15-30s；

步骤3，热处理，将涂覆好SiO₂溶胶的图形化蓝宝石片放入箱式电炉中，箱式电炉中的具体参数为：热处理温度为400-600℃，热处理时间为0.5h-2h，热处理气氛为空气，升温速率为2-5℃/min；

步骤4，清洗，将完成热处理并具有SiO₂涂层的图形化蓝宝石衬底进行清洗处理后，即得到所述的SiO₂蓝宝石复合衬底，SiO₂涂层的厚度为100-300nm。

优选的，所述步骤1：在烧杯中将乙醇、正硅酸乙酯、去离子水、盐酸、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570，N-N二甲基甲酰胺按照36：1：3：4.16×10-3：0.5：0.5摩尔比依次滴入，之后密封，并在磁力搅拌机上搅拌5h，然后静置陈化24h。