科技半導體公司提出的GaN基復合襯底技術，結合企業自身的LED芯片技術，在大大提高LED出光效率的同時，還能大幅降低高端LED芯片的生產成本，改進現有LED的產業鏈結構，同時該技術還可擴展應用到GaN功率器件和MicroLED領域。

集微網消息，據半導體市場預測，到2022年氮化鎵（GaN）功率器件的市場規模將達到64億元。與此同時，國內的GaN產業也在飛速成長，涌現出一批優秀企業。前不久，上海芯元基半導體公司在“登場芯力量·云路演平臺”進行項目路演，展示了薄膜結構的GaN外延器件，可廣泛應用于低高端LED芯片產業中。

隨著近年來半導體照明的發展，其應用領域也迅速擴大。為了提高LED發光效率和品質，諸多企業大力投入資金與人才進行生長襯底的技術研發，目前主流的襯底技術路線是藍寶石技術路線、Si襯底技術路線、SiC襯底技術路線、GaN同質襯底技術、復合襯底技術等，而這些襯底技術有的存在后續外延生長困難的問題，低溫生長條件下SiO2膜層或DBR膜層表面沉積多晶，高溫條件下難以沉積GaN，外延工藝條件苛刻，難以量產；有的則需在SiO2膜層結構上進行微觀圖形的制作，沉積的條件非常苛刻，晶體質量也不高。因此，為了對LED應用提出更高的要求，還需要對襯底技術繼續提升和挖掘來有效提高GaN基外延層及LED外延結構晶體質量，改善LED各項性能指標。

在這種條件下，上海芯元基半導體公司于2019年3月6日提出一項名為“一種復合襯底、半導體器件及其制造方法”（申請號：201910169196.X）的發明專利，申請人為上海芯元基半導體科技有限公司。

此專利主要介紹了一種復合襯底的制備技術，用于解決現有技術中LED外延窗口受到污染，外延層晶體質量不高等問題。

圖1復合襯底的制備方法

圖1展示了此專利中提出的復合襯底制備方法流程，首先提供生長襯底，材料可為Al2O3、SiC、Si、ZnO或GaN等，緊接著在生長襯底上表面形成金屬或者金屬氧化物的保護層，以保護生長襯底表面晶體不受到刻蝕氣體或聚合物的腐蝕和污染，為后續外延提供一個干凈且平整的生長窗口，同時還可以起到連接生長襯底表面的半導體介質膜層的作用。在步驟3中，需要在保護層上表面形成SiO2層、Si3N4等半導體介質膜層，此半導體介質各個膜層之間折射率的差異以及介質膜層與半導體器件中GaN層之間的折射率差異可以提高半導體器件的出光率。

圖2介質膜層與凸起結構示意圖

在圖1的步驟4中，通過光刻與干法刻蝕工藝將半導體介質膜層13圖形化，以在保護層上表面形成周期性間隔分布的凸起，凸起之間暴露出部分保護層12，如圖2所示。而在步驟5中，用濕法刻蝕工藝將凸起之間暴露出的保護層12去除，以在生長襯底表面形成周期性間隔分布的凸起結構13＇。凸起結構包括保護層或保護層之上的半導體介質膜層，這些位于生長襯底之上的凸起結構，可以使得形成于復合襯底表面的外延層側向生長的晶體質量更好。

專利提出的上述工藝制作過程中，外延生長窗口得到了保護。在刻蝕過程中，襯底表面很容易受到氣體或聚合物的腐蝕和污染，且難以清洗干凈，襯底表面晶體被破壞，對后續外延生長很不利，難以形成高質量的外延層。而此專利中加入保護層，能夠使襯底表面不受影響，為后續外延層提供一個干凈且平整的生長窗口，有利于襯底的外延生長，可實現工業化量產。

以上就是上海芯元基科技半導體公司提出的GaN基復合襯底技術，結合企業自身的LED芯片技術，在大大提高LED出光效率的同時，還能大幅降低高端LED芯片的生產成本，改進現有LED的產業鏈結構，打破國際壟斷格局，同時該技術還可擴展應用到GaN功率器件和MicroLED領域。