基底、发光二极管外延片及其制造方法技术

本公开提供了一种基底、发光二极管外延片及其制造方法，属于半导体技术领域。所述基底包括平片衬底、以及位于所述平片衬底上的氧化铝层，所述平片衬底的与所述氧化铝层接触的一面上具有散热结构，所述散热结构在所述平片衬底的表面呈网格状布置，且所述散热结构为包括多个聚苯乙烯微球的空心球壳的结构。采用该基底可以提升发光二极管的散热，降低能耗，增加器件的高效工作能力。器件的高效工作能力。器件的高效工作能力。

【技术实现步骤摘要】
基底、发光二极管外延片及其制造方法


[0001]本公开涉及半导体
，特别涉及一种基底、发光二极管外延片及其制造方法。

技术介绍

[0002]GaN(氮化镓)材料是一种宽带隙(Eg＝3.39eV)半导体材料，具有优良的物理和化学特性，掺人一定比例的In或Al后，其禁带宽度可在0.77～6.28eV的宽广范围内变化，可用于制作从红光到紫外光的发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)等光电子器件，具有广阔的应用前景。
[0003]外延片是LED中的主要构成部分，现有的氮化镓基LED外延片包括蓝宝石衬底和依次层叠在衬底上的未掺杂的氮化镓层、N型半导体层、多量子阱层、电子阻挡层和P型半导体层。N型半导体层用于提供进行复合发光的电子，P型半导体层用于提供进行复合发光的空穴，多量子阱层用于进行电子和空穴的辐射复合发光。提供电能后，载流子在阱区复合发光，随着发光时间的增加或工作电流的变化，材料会发热，阱区发热尤为明显，载流子束缚能力降低，量子效率急剧下降。
[0004]在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题：
[0005]异质外延由于晶格常数的差异，应力和极化的变化等对制备出的氮化镓晶体质量影响巨大，同时。氮化镓材料在器件工作中会产生自加热现象，出现温度升高的情况。随着温度升高，热动能增加，带隙、溢流及工作效率都会出现变化，严重时甚至会对器件产生不可逆的损伤，从而导致器件失效。

技术实现思路

[0006]本公开实施例提供了一种基底、发光二极管外延片及其制造方法，可以提升发光二极管的散热，降低能耗，增加器件的高效工作能力。所述技术方案如下：
[0007]第一方面，提供了一种基底，所述基底包括平片衬底、以及位于所述平片衬底上的氧化铝层，所述平片衬底的与所述氧化铝层接触的一面上具有散热结构，所述散热结构在所述平片衬底的表面呈网格状布置，且所述散热结构为包括多个聚苯乙烯微球的空心球壳的结构。
[0008]可选地，每个所述空心球壳的直径均为50～150nm。
[0009]可选地，所述散热结构在所述平片衬底的表面形成的网格尺寸为1um*1um～3um*3um。
[0010]可选地，所述平片衬底的厚度为400
‑
1500um。
[0011]可选地，所述平片衬底为蓝宝石衬底、硅片或碳化硅衬底。
[0012]第二方面，提供了一种发光二极管外延片，所述发光二极管外延片包括如第一方面所述的基底、以及依次层叠在所述基底上的未掺杂的氮化镓层、N型半导体层、多量子阱层、电子阻挡层和P型半导体层。
[0013]第三方面，提供了一种基底的制造方法，所述制造方法包括：
[0014]提供一平片衬底；
[0015]在所述平片衬底上形成散热结构和氧化铝层，所述散热结构在所述平片衬底的与所述氧化铝层接触的一面上呈网格状布置，且所述散热结构为包括多个聚苯乙烯微球的空心球壳的结构。
[0016]可选地，所述在所述平片衬底上形成散热结构和氧化铝层，包括：
[0017]在所述平片衬底表面室温喷涂包含多个聚苯乙烯微球的散热材料，使得所述散热材料在所述平片衬底上呈网格状布置；
[0018]在所述平片衬底的具有所述散热材料的一面上沉积氧化铝层；
[0019]对所述平片衬底进行高温退火处理，去除所述多个聚苯乙烯微球中的部分聚苯乙烯材料，使得所述多个聚苯乙烯微球均变为空心球壳，以形成所述散热结构。
[0020]可选地，所述制造方法还可以包括：
[0021]向所述空心球壳中通入导热流体。
[0022]第四方面，提供了一种发光二极管外延片的制造方法，所述制造方法包括：
[0023]采用如第三方面所述的制造方法制造基底；
[0024]在所述基底上依次生长未掺杂的氮化镓层、N型半导体层、多量子阱层、电子阻挡层和P型半导体层。
[0025]本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0026]通过在平片衬底的与氧化铝层接触的一面上设置散热结构，散热结构在平片衬底的表面呈网格状布置，可以起到均匀调整热管理的效果，且有利于对热流体的方向进行管控。同时，散热结构为包括多个聚苯乙烯微球的空心球壳的结构，空心球壳内部中空，可以起到较好的散热作用。在具体使用时，可以在多个空心球壳内通入导热流体以增强散热。因此，当氮化镓材料在器件工作中产生自加热现象，出现温度升高的情况时，采用该基底可以起到降温作用，从而可以提升发光二极管的散热，降低能耗，增加器件的高效工作能力。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1是本公开实施例提供的一种基底的结构示意图；
[0029]图2是本公开实施例提供的一种平片衬底的表面结构示意图；
[0030]图3是本公开实施例提供的一种发光二极管外延片的结构示意图；
[0031]图4是本公开实施例提供的一种基底的制造方法流程图；
[0032]图5是本公开实施例提供的一种发光二极管外延片的制造方法流程图；
[0033]图6是本公开实施例提供的一种发光二极管外延片的制造方法流程图。
具体实施方式
[0034]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方
式作进一步地详细描述。
[0035]图1是本公开实施例提供的一种基底的结构示意图，如图1所示，该基底1包括平片衬底11、以及位于平片衬底11上的氧化铝层12，平片衬底11的与氧化铝层12接触的一面上具有散热结构11a。
[0036]图2是本公开实施例提供的一种平片衬底的表面结构示意图，如图2所示，散热结构11a在平片衬底11的表面呈网格状布置，且散热结构11a为包括多个聚苯乙烯微球的空心球壳的结构。
[0037]本公开实施例通过在平片衬底的与氧化铝层接触的一面上设置散热结构，散热结构在平片衬底的表面呈网格状布置，可以起到均匀调整热管理的效果，且有利于对热流体的方向进行管控。同时，散热结构为包括多个聚苯乙烯微球的空心球壳的结构，空心球壳内部中空，可以起到较好的散热作用。在具体使用时，可以在多个空心球壳内通入导热流体以增强散热。因此，当氮化镓材料在器件工作中产生自加热现象，出现温度升高的情况时，采用该基底可以起到降温作用，从而可以提升发光二极管的散热，降低能耗，增加器件的高效工作能力。
[0038]需要说明的是，在本公开实施例中，多个空心球壳内通入的导热流体指的是可以带走热流的流体材料，例如水。
[0039]可选地，每个空心球壳的直径均为50～150nm。
[0040]若每个空心球壳的直径小于50nm，则无法起到较好的散热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基底，其特征在于，所述基底包括平片衬底、以及位于所述平片衬底上的氧化铝层，所述平片衬底的与所述氧化铝层接触的一面上具有散热结构，所述散热结构在所述平片衬底的表面呈网格状布置，且所述散热结构为包括多个聚苯乙烯微球的空心球壳的结构。2.根据权利要求1所述的基底，其特征在于，每个所述空心球壳的直径均为50～150nm。3.根据权利要求2所述的基底，其特征在于，所述散热结构在所述平片衬底的表面形成的网格尺寸为1um*1um～3um*3um。4.根据权利要求1～3任一项所述的基底，其特征在于，所述平片衬底的厚度为400
‑
1500um。5.根据权利要求4所述的基底，其特征在于，所述平片衬底为蓝宝石衬底、硅片或碳化硅衬底。6.一种发光二极管外延片，其特征在于，所述发光二极管外延片包括如权利要求1～5任一项所述的基底、以及依次层叠在所述基底上的未掺杂的氮化镓层、N型半导体层、多量子阱层、电子阻挡层和P型半导体层。7.一种基底的制造方法，其特征在于，所述制造方法包...

【专利技术属性】
技术研发人员：王群，葛永晖，王江波，董彬忠，李鹏，
申请(专利权)人：华灿光电浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：