[发明专利]一种外延生长衬底、半导体外延结构及其制作方法

说明书

本发明提供了一种外延生长衬底、半导体外延结构及其制作方法，通过设置：具有若干个凸台的图形化衬底以及形成于所述图形化衬底表面的保护层；相邻的所述凸台之间具有间隙，且所述保护层填充所述间隙并覆盖各所述凸台的顶面；所述保护层用于保护所述生长衬底的图形在外延生长前不被破坏。进一步地，所述凸台的垂直高度大于所述凸台的底面宽度，使所述外延生长衬底形成大高宽比的图形，实现大出光角度；并通过小底宽设计实现高密度的图形进而提高发光效率。同时，通过设置保护层，有利于实现图形化衬底的可靠性及稳定性，减少大高宽比的图形在外延生长前被外力破坏。

技术领域

本发明涉及发光二极管领域，尤其涉及一种外延生长衬底、半导体外延结构及其制作方法。

背景技术

随着发光二极管的快速发展，LED的应用日新月异，特别是LED在显示技术的发展。随着LED显示屏的分辨率越做越高，LED芯片的尺寸越来越小。LED芯片的一个重要发展趋势是小尺寸、高光效、大发光角度。目前常规芯片都采用正面及背面加反射镜，采用侧面出光多点的技术。

然而，正面及背面的芯片电极结构，虽然发光角度好，但工艺成本高，且在小尺寸LED芯片下，亮度下降，影响芯片的小型化发展。

有鉴于此，本发明人专门设计了一种外延生长衬底、半导体外延结构及其制作方法，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种外延生长衬底、半导体外延结构及其制作方法，以解决小尺寸LED芯片发光亮度低的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种外延生长衬底，包括：具有若干个凸台的图形化衬底以及形成于所述图形化衬底表面的保护层；相邻的所述凸台之间具有间隙，且所述保护层填充所述间隙并覆盖各所述凸台的顶面；所述保护层用于保护所述生长衬底的图形在外延生长前不被破坏。

优选地，所述凸台的垂直高度大于所述凸台的底面宽度。

优选地，所述凸台的垂直高度与所述凸台的底面宽度比大于等于3。

优选地，所述凸台在所述图形化衬底上的分布密度大于1000个/㎜²。

优选地，所述保护层包括疏松的二氧化硅膜层。

优选地，所述具有若干个凸台的图形化衬底通过纳米压印工艺而获得。

本发明还提供了一种半导体外延结构的制作方法，将上述任一项所述的外延生长衬底放置于反应腔内，并去除所述保护层后在所述外延生长衬底表面依次形成第一型半导体层、有源层及第二型半导体层。

优选地，所述保护层的去除方式包括如下步骤：

步骤S01、调整反应腔内的温度为第一温度，并在第一温度下持续通入保护气体；

步骤S02、中断所述保护气体的通入后，通入蚀刻气体并持续升高反应腔内的温度至第二温度；

步骤S03、维持所述第二温度并持续通入蚀刻气体；

步骤S04、中断所述蚀刻气体的通入并降低反应腔内的温度至所述第一温度，重复执行步骤S01至步骤S03若干次，直至完全去除所述保护层。

优选地，所述保护气体包括氮气、氧气、氩气及氦气中的一种或多种。

优选地，所述蚀刻气体包括H₂和HCl的气体混合物。

优选地，所述第一温度为1200℃～1250℃，包括端点值；所述第二温度为1300℃～1350℃，包括端点值；所述步骤S01的持续时间包括20s，所述步骤S02的持续时间包括10s，所述步骤S03的持续时间包括10s。