專利名稱：圖形化襯底及其形成方法及用于制作所述襯底的掩膜版的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種圖形化襯底及其形成方法及用于制作所述襯底的掩膜版。
背景技術(shù)：
以GaN、InGaN以及AlGaN為主的III-V氮化物 是近年來備受關(guān)注的半導(dǎo)體材料，其I. 9eV-6. 2eV連續(xù)可變的直接帶隙，優(yōu)異的物理、化學(xué)穩(wěn)定性，高飽和電子遷移率等特性，使其成為激光器、發(fā)光二極管(LED)等光電子器件的最優(yōu)選材料。通常氮化物光電子器件制備在藍(lán)寶石襯底上，而藍(lán)寶石與GaN材料晶格常數(shù)相差15%，熱膨脹系數(shù)和化學(xué)性質(zhì)也相差較大。大的晶格失配使在藍(lán)寶石襯底上生長的氮化物外延層缺陷密度較大，這些缺陷會向后向相鄰窗口漫延，從而使GaN有源區(qū)的缺陷密度增大。當(dāng)發(fā)光波長為410納米時，GaN材料和藍(lán)寶石之間光的全反射角為44. 8°，這使得有源區(qū)產(chǎn)生近90%的光被限制在器件內(nèi)，經(jīng)多次反射而被吸收，這樣即增加了 LED的發(fā)熱量，也使其發(fā)光亮度減弱。為了緩解GaN外延層與襯底之間由于晶格失配造成的應(yīng)力，降低GaN外延層中的位錯密度，提高GaN材料的晶體質(zhì)量，提高GaN基LED的發(fā)光亮度，LED行業(yè)引入了圖形化襯底。所述圖形化襯底是在襯底上通過濕法高溫腐蝕或干法刻蝕形成類似半球形、圓臺形、圓錐形、三角錐形、多棱錐形、柱形或一些不規(guī)則圖形等微結(jié)構(gòu)。所述圖形化襯底通過這些微結(jié)構(gòu)對光波形成散射或漫反射，增加光子逃逸的幾率，從而提高LED的發(fā)光亮度。然而，現(xiàn)有技術(shù)中圖形化襯底的微結(jié)構(gòu)，無論是半球形、圓臺形、圓錐形還是三角錐形，或者是其它圖形，其表面都是光滑的，沒有任何溝槽、凸起或階梯。為了更好地降低GaN外延層與襯底之間晶格失配造成的應(yīng)力，降低GaN外延層中的位錯密度，提高GaN材料的晶體質(zhì)量，更好地改善LED的發(fā)光亮度，在圖形化襯底的微結(jié)構(gòu)上再做階梯的工作勢在必行。然而在已形成圖形化的襯底上再做階梯的工藝比較復(fù)雜，工藝精度要求高，從而成本較高，如何在不增加成本的前提下，形成具有階梯的微結(jié)構(gòu)的圖形化襯底，成為目前LED行業(yè)的研究重點(diǎn)之一 O

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種圖形化襯底及其形成方法及用于制作所述襯底的掩膜版，用所述掩膜版采用一次光刻、二次刻蝕工藝形成具有階梯型微結(jié)構(gòu)的圖形化襯底，工藝簡單，成本低。本發(fā)明提供一種圖形化襯底，包括襯底和襯底表面的周期性圖形，所述周期性圖形包括下列情況中的任意一種(I)由從下至上階梯型依次堆疊的m+1個圓臺、(2)由從下至上階梯型依次堆疊的m+1個橢圓臺、(3)由從下至上階梯型依次堆疊的m+1個多棱臺、(4)由從下至上階梯型依次堆疊的m個圓臺和位于最上端圓臺的I個圓錐、(5)由從下至上階梯型依次堆疊的m個橢圓臺和位于最上端橢圓臺的橢圓錐、￠)由從下至上階梯型依次堆疊的m個多棱臺和位于最上端多棱臺的多棱錐,其中m為自然數(shù),所述m的取值范圍為I <m< 1000。作為優(yōu)選所述圓臺、橢圓臺、多棱臺、圓錐、橢圓錐或多棱錐的側(cè)面還具有凹槽或凸起。作為優(yōu)選所述凹槽或凸起形狀為方形、鋸齒形或不規(guī)則形狀。
作為優(yōu)選第i+Ι個圓臺或橢圓臺或多棱臺位于第i個圓臺或橢圓臺或多棱臺的上方，且第i+Ι個圓臺或橢圓臺或多棱臺的底面直徑小于第i個圓臺或橢圓臺或多棱臺的頂面直徑，所述i的取值范圍為I < i < m。作為優(yōu)選所述圓錐或橢圓錐或多棱錐的側(cè)面與底面的夾角為40度-60度。作為優(yōu)選所述圓臺或橢圓臺或多棱臺的側(cè)面與底面的夾角為40度-60度。作為優(yōu)選所述周期性圖形的底部關(guān)鍵尺寸為2 μ m-5 μ m，高度為1·5μπι-5μπι，相鄰兩個圖形的底部間距為3 μ m- ο μ m。本發(fā)明還提供一種掩膜版，所述掩膜版包括圓形陣列、橢圓形陣列或多邊形陣列。作為優(yōu)選所述圓形陣列、橢圓形陣列或多變形陣列中的每一圓形、橢圓形或多邊形的區(qū)域內(nèi)部分別包含m+1個同心圓環(huán)、同心橢圓環(huán)或同心多邊形環(huán)。作為優(yōu)選所述m+1個同心圓環(huán)或同心橢圓環(huán)或同心多邊形環(huán)的邊緣還具有方形、鋸齒形或不規(guī)則形狀的圖案。作為優(yōu)選第i+Ι個圓環(huán)或橢圓環(huán)或多邊形環(huán)位于第i個圓環(huán)或橢圓環(huán)或多邊形環(huán)的內(nèi)側(cè)，且所述第一個圓環(huán)或橢圓環(huán)或多邊形環(huán)至第m+1個圓環(huán)或橢圓環(huán)或多邊形環(huán)的透光率呈公差非零的等差數(shù)列，所述i的取值范圍為I < i < m。作為優(yōu)選所述圓形或橢圓形或多邊形的關(guān)鍵尺寸為2 μ m-5 μ m,圓形陣列或橢圓形陣列或多邊形陣列的間距為3 μ m-10 μ m。本發(fā)明還提供一種制作圖形化襯底的方法，包括以下步驟提供一襯底；在所述襯底上涂覆光刻膠；光刻所述光刻膠形成呈階梯型堆疊的m+1個圓柱或多棱柱的周期性圖形；第一步刻蝕所述襯底，形成從下至上呈階梯型堆疊的m+1個圓柱或多棱柱的周期性襯底圖形；第二步刻蝕所述周期性襯底圖形，形成圖形化襯底，所述圖形化襯底包括下列情況中任意一種(1)由從下至上階梯型堆疊的m+1個圓臺、(2)由從下至上階梯型堆疊的m+Ι個橢圓臺、(3)由從下至上階梯型堆疊的m+1個多棱臺、(4)由從下至上階梯型依次堆疊的m個圓臺和位于最上端圓臺的I個圓錐、(5)由從下至上階梯型依次堆疊的m個橢圓臺和位于最上端橢圓臺的橢圓錐、￠)由從下至上階梯型依次堆疊的m個多棱臺和位于最上端多棱臺的多棱錐，其中m為自然數(shù)，所述m的取值范圍為I <m< 1000。作為優(yōu)選所述第一步刻蝕為干法刻蝕，刻蝕設(shè)備所用的上電極的功率為800W-1200W，下電極的功率為500W-800W，第一步刻蝕時間為900s_1800s。作為優(yōu)選所述第二步刻蝕為干法刻蝕，刻蝕設(shè)備所用的上電極的功率為800W-1200W，下電極的功率為100W-300W，所述第二步刻蝕時間為100s_300s。作為優(yōu)選所述光刻膠的厚度為I μ m-5 μ m。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的圖形化襯底，由從下至上階梯型依次堆疊的m+Ι個圓臺或橢圓臺或多棱臺組成，或由從下至上階梯型依次堆疊的m個圓臺或橢圓臺或多棱臺和I個圓錐或橢圓錐或多棱錐組成，通過周期性圖形微結(jié)構(gòu)可降低由GaN等外延層與襯底之間晶格失配而造成的應(yīng)力以及GaN等外延層中的位錯密度，提聞GaN等外延層的晶體質(zhì)量，更好地改善LED的發(fā)光亮度；本發(fā)明提供的由圓形陣列或橢圓形或多邊形陣列組成掩模版，其圓形或橢圓形或多邊形區(qū)域內(nèi)部包含m+Ι個透光率不同的同心圓環(huán)或同心橢圓環(huán)或同心多邊形環(huán)，利用該掩模版制作所述圖形化襯底，易于實(shí)現(xiàn)且成本低。


圖Ia-Ic是本發(fā)明具體實(shí)施例的掩膜版圖形的示意圖。圖2a_2c是本發(fā)明具體實(shí)施例的襯底光刻后的示意圖。圖3a_3c是本發(fā)明具體實(shí)施例的圖形化襯底的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4a_4g是本發(fā)明具體實(shí)施例的圖形化襯底形成過程中各個工藝步驟的剖面圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明下面將結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳述在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施的限制。其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時，為便于說明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是實(shí)例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。請參閱圖3a_3c所示，本實(shí)施例提供一種圖形化襯底，包括襯底I和襯底表面的周期性圖形2，所述周期性圖形2包括下列情況中的任意一種(I)由從下至上階梯型依次堆疊的m+Ι個圓臺21、(2)由從下至上階梯型依次堆疊的m+Ι個橢圓臺21、(3)由從下至上階梯型依次堆疊的m+Ι個多棱臺21、(4)由從下至上階梯型依次堆疊的m個圓臺21和位于最上端圓臺21的I個圓錐22、(5)由從下至上階梯型依次堆疊的m個橢圓臺21和位于最上端橢圓臺21的I個橢圓錐22、(6)由從下至上階梯型依次堆疊的m個多棱臺21和位于最上端多棱臺21的I個多棱錐22，其中m為自然數(shù)，所述m的取值范圍為I <m< 1000。其中第i+Ι個圓臺或橢圓臺或多棱臺位于第i個圓臺或橢圓臺或多棱臺的上方，且第i+Ι個圓臺或橢圓臺或多棱臺的底面直徑小于第i個圓臺或多棱臺的頂面直徑，所述i的取值范圍為I < i < m。優(yōu)選的，所述圓臺或橢圓臺或多棱臺或圓錐或橢圓錐或多棱錐的側(cè)面可以同時具有相同的或不同的方形或鋸齒形等規(guī)則形狀的凹槽或凸起，所述凹槽或凸起還可以是不規(guī)則的形狀；所述圓臺或橢圓臺或多棱臺或圓錐或橢圓錐或多棱錐的側(cè)面上還可以有些上面具有規(guī)則形狀或不規(guī)則形狀的凹槽或凸起，有些上面沒有所述規(guī)則形狀或不規(guī)則形狀的凹槽或凸起。優(yōu)選的，所述圓錐或橢圓錐或多棱錐22的側(cè)面與底面的夾角為40度-60度。優(yōu)選的，所述圓臺或橢圓臺或多棱臺21的側(cè)面與底面的夾角為40度-60度。
優(yōu)選的，所述周期性圖形2的底部直徑為2 μ m-5 μ m,高度為I. 5 μ m-5 μ m,周期性圖形的底部間距為3 μ m- ο μ m。當(dāng)所述周期性圖形2為階梯型的圓臺時，其底部直徑為第I個圓臺的底部直徑，但所述周期性圖形2為階梯型橢圓臺時，其底部直徑為第一橢圓臺的長軸，當(dāng)所述周期性圖形為階梯型的三棱錐時，其底部直徑為第I個三棱錐的底面三角形外接圓的直徑，當(dāng)所述周期性圖形為階梯型的多棱錐(棱數(shù)大于3條)時，其底部直徑為第I個多棱錐底面多邊形的對角線。所述襯底I可以是藍(lán)寶石、碳化硅或硅。所述多棱臺21的橫截面呈多邊形，可以為規(guī)則圖形，也可以是不規(guī)則圖形，所述多棱臺21的橫截面可以是三角形、正方形、長方形、平行四邊形、梯形或其它類型的多邊形或上述圖形和其邊緣的規(guī)則或不規(guī)則的方形或鋸齒形的圖案組合而成的圖形等。 本發(fā)明還提供一種用于制作圖形化襯底的掩膜版，如圖Ia-Ic所示，所述掩膜版包括由圓形陣列或橢圓形陣列或多邊形陣列組成，所述圓形或橢圓形或多邊形3區(qū)域內(nèi)部包含m+Ι個透光率不同的同心圓環(huán)或同心橢圓環(huán)或同心多邊形環(huán)31。其中第i+Ι個圓環(huán)或橢圓環(huán)或多邊形環(huán)位于第i個圓環(huán)或橢圓環(huán)或多邊形環(huán)的內(nèi)側(cè)，所述i的取值范圍為I < i
<m,最里面的圓或橢圓或多變形被定義為第m+Ι個圓環(huán)或橢圓環(huán)或多邊形環(huán),最外面的圓環(huán)或橢圓環(huán)或多邊形環(huán)被定義為第一個圓環(huán)或橢圓環(huán)或多邊形環(huán)，所述從第一個同心圓環(huán)或橢圓環(huán)或多邊形環(huán)到第m+Ι個同心圓環(huán)或橢圓環(huán)或多邊形環(huán)的透光率呈公差非零的等差數(shù)列。所述m+Ι個同心圓環(huán)或同心橢圓環(huán)或同心多邊形環(huán)的邊緣可以同時具有相同的或不同的方形、鋸齒形等規(guī)則圖案，還可以是不規(guī)則的圖案；所述m+Ι個同心圓環(huán)或同心橢圓環(huán)或同心多邊形環(huán)的邊緣還可以有些上有圖案有些上沒有圖案，有圖案的同心圓環(huán)或同心橢圓環(huán)或同心多邊形環(huán)上可以是相同的或不同的圖案。所述圓形或或橢圓形或多邊形的特征尺寸為2 μ m-5 μ m,圓形陣列或橢圓形陣列或多邊形陣列的間距為3 μ m-10 μ m，當(dāng)所述圓形的特征尺寸為所述圓的直徑，當(dāng)所述橢圓形的特征尺寸為橢圓的長軸，當(dāng)所述多邊形為三角形時，其特征尺寸為三角形外接圓的直徑，當(dāng)所述多邊形邊數(shù)大于3時，其特征尺寸為其對角線。所述多邊形可以為規(guī)則圖形，也可以是不規(guī)則圖形，所述多邊形可以是三角形、正方形、長方形、平行四邊形、梯形或其它類型的多邊形或上述圖形和其邊緣的規(guī)則或不規(guī)則的方形或鋸齒形的圖案組合而成的圖形等。在本實(shí)施例中，以如圖Ia所示的掩膜版為掩膜形成如圖3a所示的圖形化襯底為例，需要說明的是，圖4a_4g中以襯底表面形成呈階梯狀由2個圓臺一個圓錐組成的周期性圖為例來說明，但不影響對本專利所提供的制備方法的理解。下面簡單介紹下圖形化襯底的制作方法如圖4a所示，提供一襯底I，在本實(shí)施例中，所述襯底為藍(lán)寶石，在所述襯底I上涂覆光刻膠4，當(dāng)所述光刻膠4為正膠時，所述掩膜版的圓形或多邊形陣列之間的區(qū)域是完全透光的，所述公差d < O ;如果光刻膠4是負(fù)性光刻膠，所述掩膜版的圓形或多邊形陣列之間的區(qū)域是完全不透光的，所述公差d > 0，所述光刻膠2的厚度為1-5微米；如圖4b所示，用所述掩膜版做掩膜，光刻形成從下至上呈階梯型堆疊的3個圓柱的周期性圖形41，在本實(shí)施例中m為2，其中所述光刻工藝中，曝光時間為1-30秒，顯影時間為1-30分鐘，堅(jiān)膜時間為10分鐘-60分鐘，堅(jiān)膜溫度為80度-200度；
接下來，第一步刻蝕所述襯底形成從下至上呈階梯型堆疊的3個圓柱的周期性圖形，如表I所示，所述第一步刻蝕采用干法刻蝕，刻蝕設(shè)備所用的上電極的功率為800-1200W,下電極的功率為500-800W，第一步刻蝕時間為900_1800s。在第一步刻蝕工藝中，下電極功率較大，上電極產(chǎn)生的等離子體基本上被下電極向下牽引，所以其等離子體方向基本上垂直于襯底表面，即同步刻蝕光刻膠和襯底，如圖4c所示，周期性圖形的光刻膠頂部和窗口內(nèi)的襯底同時被刻蝕；如圖4d所示，接著同步刻蝕，第三層的光刻膠完全刻蝕掉，其形貌及尺寸被完全轉(zhuǎn)移第二層光刻膠上，原第二層光刻膠的形貌及尺寸被完全轉(zhuǎn)移到第一層光刻膠上，原第一層光刻膠的形貌及尺寸被完全轉(zhuǎn)移到襯底I上，襯底表面形成第一階圓柱；如圖4e所示，繼續(xù)同步刻蝕，第二層的光刻膠完全刻蝕掉，其形貌及尺寸被完全轉(zhuǎn)移第一層光刻膠上，原第一層光刻膠的形貌及尺寸被完全轉(zhuǎn)移到襯底上，襯底表面在第一階圓柱的基礎(chǔ)上形成第二階圓柱，如圖4f所示，繼續(xù)同步刻蝕，第一層的光刻膠完全刻蝕掉，其形貌及尺寸被完全轉(zhuǎn)移襯底上，襯底表面在第二階圓柱的基礎(chǔ)上形成第三階圓柱，從而所述襯底上形成呈階梯型的3個圓柱的周期性圖形。然后繼續(xù)第二步刻蝕，刻蝕如圖4f所示的襯底形成從下至上呈階梯型堆疊的2個圓臺和位于圓臺上的I個圓錐的周期性圖形。所述第二步刻蝕采用干法刻蝕，刻蝕設(shè)備所用的上電極的功率為800-1200W，下電極的功率為100-300W，所述第二步刻蝕時間為100-300s，第二步刻蝕中，下電極的功率較小，所以每個等離子體上所分的向下的力比較小，即等離子體方向不在垂直向下而呈向外擴(kuò)散，如圖4g所示，第一步干法刻蝕后在襯底上形成的呈階梯狀的圓柱在第二步干法刻蝕中各階圓柱的邊緣被刻蝕掉，而圖形的高度基本不受影響，從而所述襯底上形成呈階梯型的2個圓臺和位于圓臺上的I個圓錐的周期性圖形，通過稍微減少第二步刻蝕的工藝時間，圓臺上面的圓錐也可以是一個圓臺，即在所述襯底上形成呈階梯型堆疊的3個圓臺。本發(fā)明還可以用如圖Ib所示的掩膜版形成如圖3b所示的圖形化襯底，采用上述制備方法，利用不同的掩膜版，通過調(diào)整第二步刻蝕的工藝時間，還可以在所述襯底I表面形成由從下至上呈階梯型堆疊的m+Ι個圓臺或橢圓臺或多棱臺，也可以在所述襯底I表面上形成由從下至上呈階梯型堆疊的m個圓臺或橢圓臺或多棱臺和圓臺或橢圓臺或多棱臺上的I個圓錐或橢圓錐或多棱錐組成的周期性圖形，所述周期性圖形的側(cè)面還可以設(shè)有規(guī)則或不規(guī)則的、方形或鋸齒形的凹槽或凸起，本發(fā)明還可以采用不同的工藝條件運(yùn)用上述制備方法在其它材料(如碳化硅或硅等)的襯底表面形成由從下至上呈階梯型堆疊的m+Ι個圓臺或橢圓臺或多棱臺，或由從下至上呈階梯型堆疊的m個圓臺或橢圓臺或多棱臺和圓臺或橢圓臺或多棱臺上的I個圓錐或橢圓錐或多棱錐組成的周期性圖形。表I
權(quán)利要求
1.一種圖形化襯底，包括襯底和襯底表面的周期性圖形，其特征在于所述周期性圖形包括下列情況中的任意一種(I)由從下至上階梯型依次堆疊的m+1個圓臺、(2)由從下至上階梯型依次堆疊的m+1個橢圓臺、(3)由從下至上階梯型依次堆疊的m+1個多棱臺、(4)由從下至上階梯型依次堆疊的m個圓臺和位于最上端圓臺的I個圓錐、(5)由從下至上階梯型依次堆疊的m個橢圓臺和位于最上端橢圓臺的橢圓錐、￠)由從下至上階梯型依次堆疊的m個多棱臺和位于最上端多棱臺的多棱錐,其中m為自然數(shù),所述m的取值范圍為I < m< 1000。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖形化襯底，其特征在于所述圓臺、橢圓臺、多棱臺、圓錐、橢圓錐或多棱錐的側(cè)面還具有凹槽或凸起。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖形化襯底，其特征在于所述凹槽或凸起形狀為方形、鋸齒形或不規(guī)則形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖形化襯底，其特征在于第i+Ι個圓臺、橢圓臺或多棱臺位于第i個圓臺、橢圓臺或多棱臺的上方，且第i+Ι個圓臺、橢圓臺或多棱臺的底面直徑小于第i個圓臺、橢圓臺或多棱臺的頂面直徑，所述i的取值范圍為I < i < m。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖形化襯底，其特征在于所述圓錐、橢圓錐或多棱錐的側(cè)面與底面的夾角為40度-60度。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖形化襯底，其特征在于所述圓臺、橢圓臺或多棱臺的側(cè)面與底面的夾角為40度-60度。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖形化襯底，其特征在于所述周期性圖形的底部直徑為2 μ m-5 μ m,高度為I. 5 μ m_5 μ m,相鄰兩個圖形的底部間距為3 μ m_10 μ m。
8.一種用于制作圖形化襯底的掩膜版，其特征在于所述掩膜版包括圓形陣列、橢圓形陣列或多邊形陣列。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的掩膜版，其特征在于所述圓形陣列、橢圓形陣列或多變形陣列中的每一圓形、橢圓形或多邊形的區(qū)域內(nèi)部分別包含m+1個同心圓環(huán)、同心橢圓環(huán)或同心多邊形環(huán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的掩膜版，其特征在于所述m+1個同心圓環(huán)、同心橢圓環(huán)或同心多邊形環(huán)的邊緣的圖案為方形、鋸齒形或不規(guī)則形狀。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的掩膜版，其特征在于第i+Ι個圓環(huán)、橢圓形環(huán)或多邊形環(huán)位于第i個圓環(huán)、橢圓環(huán)或多邊形環(huán)的內(nèi)側(cè)，且所述第一個圓環(huán)、橢圓環(huán)或多邊形環(huán)至第m+1個圓環(huán)或橢圓環(huán)或多邊形環(huán)的透光率呈公差非零的等差數(shù)列，所述i的取值范圍為I < i < m。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的掩膜版，其特征在于所述圓形、橢圓形、多邊形的關(guān)鍵尺寸為2 μ m-5 μ m,圓形陣列、橢圓形陣列或多邊形陣列的間距為3 μ m-10 μ m。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至12任一權(quán)利要求所述的掩膜版，其特征在于所述掩膜版制作權(quán)利要求I至7所述任一權(quán)利要求所述的圖形化襯底。
14.一種制作圖形化襯底的方法，其特征在于，包括以下步驟 提供一襯底； 在所述襯底上涂覆光刻膠； 光刻所述光刻膠形成呈階梯型堆疊的m+1個圓柱、橢圓柱或多棱柱的周期性圖形；第一步刻蝕所述襯底，形成從下至上呈階梯型堆疊的m+1個圓柱或橢圓柱或多棱柱的周期性襯底圖形； 第二步刻蝕所述周期性襯底圖形，形成圖形化襯底，所述圖形化襯底包括下列情況中任意一種(1)由從下至上階梯型堆疊的m+1個圓臺、(2)由從下至上階梯型堆疊的m+1個橢圓臺、(3)由從下至上階梯型堆疊的m+1個多棱臺、(4)由從下至上階梯型依次堆疊的m個圓臺和位于最上端圓臺的I個圓錐、(5)由從下至上階梯型依次堆疊的m個橢圓臺和位于最上端橢圓臺的橢圓錐、出)由從下至上階梯型依次堆疊的m個多棱臺和位于最上端多棱臺的多棱錐，其中m為自然數(shù)，所述m的取值范圍為I <m< 1000。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于所述圓臺、橢圓臺、多棱臺、圓錐、橢圓錐或多棱錐的側(cè)面還具有凹槽或凸起。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于所述凹槽或凸起形狀為方形、鋸齒形或不規(guī)則形狀。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于所述第一步刻蝕為干法刻蝕，刻蝕過程中，刻蝕設(shè)備所用的上電極的功率為800W-1200W，下電極的功率為500W-800W，第一步刻蝕時間為 900s-1800s。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于所述第二步刻蝕為干法刻蝕，刻蝕過程中，刻蝕設(shè)備所用的上電極的功率為800W-1200W，下電極的功率為100W-300W，所述第二步刻蝕時間為100s-300s。
19.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于所述光刻膠的厚度為IU m-5 ii m。
20.根據(jù)權(quán)利要求14至19任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所述光刻采用的掩膜版包括圓形陣列、橢圓形陣列或多邊形陣列。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于所述光刻采用的掩膜版的圓形陣列、橢圓形陣列或多變形陣列中的每一圓形、橢圓形或多邊形的區(qū)域內(nèi)部分別包含m+1個同心圓環(huán)、同心橢圓環(huán)或同心多邊形環(huán)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于所述m+1個同心圓環(huán)、同心橢圓環(huán)、同心多邊形環(huán)的邊緣的圖案為方形、鋸齒形或不規(guī)則形狀。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于第i+1個圓環(huán)、橢圓形環(huán)或多邊形環(huán)位于第i個圓環(huán)、橢圓環(huán)或多邊形環(huán)的內(nèi)側(cè)，且所述第一個圓環(huán)、橢圓環(huán)或多邊形環(huán)至第m+1個圓環(huán)或橢圓環(huán)或多邊形環(huán)的透光率呈公差非零的等差數(shù)列，所述i的取值范圍為I< i< mD
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于所述圓形、橢圓形、多邊形的關(guān)鍵尺寸為2 ii m-5 ii m,圓形陣列、橢圓形陣列或多邊形陣列的間距為3 y m_10 y m。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖形化襯底，包括襯底及位于襯底上方的周期性圖形，所述周期性圖形由從下至上階梯型依次堆疊的m+1個圓臺或橢圓臺或多棱臺組成，或由從下至上階梯型依次堆疊的m個圓臺或橢圓臺或多棱臺和1個圓錐或橢圓錐或多棱錐組成，通過周期性圖形微結(jié)構(gòu)可降低由GaN等外延層與襯底之間晶格失配而造成的應(yīng)力以及GaN等外延層中的位錯密度，提高GaN等外延層的晶體質(zhì)量，更好地改善LED的發(fā)光亮度；本發(fā)明還提供一種由圓形陣列或橢圓形陣列或多邊形陣列組成掩模版，陣列中的每一圓形或橢圓形或多邊形區(qū)域內(nèi)部都包含m+1個透光率不同的同心圓環(huán)或同心橢圓環(huán)或同心多邊形環(huán)；且本發(fā)明提供的利用所述掩模版制作所述圖形化襯底的方法，易于實(shí)現(xiàn)且成本低。
文檔編號G03F1/80GK102769082SQ201210230308
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月2日
發(fā)明者丁海生, 張昊翔, 李東昇, 李超, 江忠永, 王洋, 逯永建, 馬新剛, 黃捷 申請人:杭州士蘭明芯科技有限公司