專利名稱：一種納米級(jí)圖形化襯底的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種納米級(jí)圖形化襯底的制造方法。
背景技術(shù)：
在LED制造技術(shù)工藝中，由于藍(lán)寶石襯底材料與外延材料從晶格常數(shù)、熱漲系數(shù)到折射率都相差很大。這些物理性質(zhì)差異直接導(dǎo)致襯底上生長(zhǎng)的外延材料質(zhì)量不高，致使LED內(nèi)量子效率(IQE)受到限制，進(jìn)而影響外量子效率(EQE)以及光效的提高。為了提高LED效率，業(yè)界引入了圖形化的低溫緩沖層，所述圖形化的低溫緩沖層可以提高內(nèi)量子效率，具體地說，先在襯底上外延生長(zhǎng)低溫緩沖層，然后對(duì)所述低溫緩沖層進(jìn)行圖形化，之后再生長(zhǎng)其它外延·層。如此，即需要外延生長(zhǎng)-圖形化-再次外延生長(zhǎng)三個(gè)步驟，使得工藝復(fù)雜、費(fèi)時(shí)。因此，圖形化藍(lán)寶石襯底(Patterned Sapphire Substrate, PSS)技術(shù)被引入,其與之前的方法不同點(diǎn)在于，PSS技術(shù)將原來低溫緩沖層上的圖形做到了襯底上，也就是說圖形化襯底而非圖形化低溫緩沖層，這樣就克服了上述缺點(diǎn)。PSS技術(shù)能提高LED效率的原理在于能夠有效的減少差排密度，減少外延生長(zhǎng)缺陷，提升外延片品質(zhì)，減少非輻射復(fù)合中心，提高了內(nèi)量子效應(yīng)；另外，PSS結(jié)構(gòu)增加了光子在藍(lán)寶石界面處的反射次數(shù)，使光子逸出LED有源區(qū)的幾率增加，從而使出光效率得以提高。PSS主要制作流程包括掩膜層制作、掩膜層圖形化、掩膜圖形向襯底的轉(zhuǎn)移和掩膜層去除四個(gè)步驟。在微米級(jí)上常規(guī)的光刻技術(shù)就能滿足掩膜層圖形化工藝需求，但是，隨著PSS技術(shù)的圖案由微米級(jí)向著納米級(jí)進(jìn)發(fā)，常規(guī)的圖形化襯底的工藝方法的成本和難度已無法適用于大規(guī)模生產(chǎn)。目前納米級(jí)PSS(NPSS:nano-PSS)技術(shù)掩膜層圖形化的方法主要為納米壓印。納米壓印的基本思想是通過在模具上形成納米級(jí)的圖案，將模具壓印在形成于襯底上的媒介上，媒介通常是一層很薄的聚合物膜，通過模具對(duì)媒介的熱壓或者透過模具的輻照等方法使媒介結(jié)構(gòu)硬化，從而保留下圖形。納米壓印對(duì)模具的分辨率、平坦化、均勻性、表面等有很高的要求，并且，壓印過程中，模具與壓印材料之間的對(duì)準(zhǔn)、平行度、壓力均勻性、溫度均勻性、脫模技術(shù)等都存在著較多的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種納米級(jí)圖形化襯底的制造方法，利用退火工藝使形成在襯底上的金屬層自組裝成圖形化的金屬層，再利用圖形化的金屬層對(duì)襯底進(jìn)行刻蝕，形成納米級(jí)圖形化襯底。該方法具有工藝簡(jiǎn)單、工藝成本低的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明提供一種納米級(jí)圖形化襯底的制造方法，包括提供襯底，在所述襯底上形成金屬層；對(duì)所述金屬層進(jìn)行退火工藝，自組裝成圖形化的金屬層；以圖形化的金屬層為掩膜，刻蝕所述襯底；去除所述圖形化的金屬層，形成納米級(jí)圖形化襯底。
可選的，所述金屬層的材質(zhì)為Ag、Au或Cu。可選的，所述金屬層的厚度為50nnT300nm?？蛇x的，所述退火工藝的溫度為500°C 1000°C。可選的，用濕法刻蝕工藝刻蝕所述襯底。可選的，用等離子體刻蝕工藝刻蝕所述襯底?？蛇x的，用濕法刻蝕工藝去除所述形化的金屬層。本發(fā)明提供一種納米級(jí)圖形化襯底的制造方法，所述納米級(jí)圖形化襯底的制造方法在襯底上形成金屬層，通過退火工藝使金屬層自組裝形成圖形化的金屬層，再以圖形化的金屬層為掩膜對(duì)襯底進(jìn)行刻蝕，形成納米級(jí)圖形化襯底。該方法無須用到高精度的光刻機(jī)臺(tái)，也不用模具進(jìn)行壓印，具有工藝簡(jiǎn)單、工藝成本低的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的納米級(jí)圖形化襯底的制造方法的流程圖；圖2A 2D為本發(fā)明實(shí)施例的納米級(jí)圖形化襯底的制造方法的各步驟的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式在背景技術(shù)中已經(jīng)提及，現(xiàn)有的NPSS方法具有各自的缺陷，對(duì)工藝成本具有較高的要求。本發(fā)明提供一種納米級(jí)圖形化襯底的制造方法，所述納米級(jí)圖形化襯底的制造方法利用退火工藝使形成在襯底上的金屬層自組裝成圖形化的金屬層，再利用圖形化的金屬層對(duì)襯底進(jìn)行刻蝕，形成納米級(jí)圖形化襯底。該方法無須用到高精度的光刻機(jī)臺(tái)，也不用模具進(jìn)行壓印，具有工藝簡(jiǎn)單，工藝成本低的優(yōu)點(diǎn)。下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)所述理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本發(fā)明由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說僅僅是常規(guī)工作。在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。請(qǐng)參考圖1，其為本發(fā)明實(shí)施例的納米級(jí)圖形化襯底的制造方法的流程圖，所述方法包括如下步驟步驟S021，提供襯底，在所述襯底上形成金屬層；步驟S022，對(duì)所述金屬層進(jìn)行退火工藝，自組裝成圖形化的金屬層；步驟S023，以圖形化的金屬層為掩膜，刻蝕所述襯底；
步驟S024，去除所述圖形化的金屬層，形成納米級(jí)圖形化襯底。該方法的核心思想在于，利用退火工藝使形成在襯底上的金屬層自組裝成圖形化的金屬層，再利用圖形化的金屬層對(duì)襯底進(jìn)行刻蝕，形成納米級(jí)圖形化襯底。參照?qǐng)D2A，執(zhí)行步驟S021，提供襯底101，在所述襯底101上形成金屬層102。本實(shí)施例中，所述襯底101為藍(lán)寶石襯底，所述金屬層102的材質(zhì)為Ag、Au或Cu，金屬層102的厚度為50nnT300nm,可利用化學(xué)氣相沉積或蒸鍍的方法形成。參考圖2B，執(zhí)行步驟S022，對(duì)所述金屬層102進(jìn)行退火工藝，自組裝成圖形化的金屬層102’。所述退火工藝的溫度為500°C 1000°C，金屬層102在退火工藝的作用下結(jié)晶，并發(fā)生Oswald ripening效應(yīng)(奧斯瓦爾德熟化效應(yīng)),小的晶體顆粒消失,大的晶體顆粒長(zhǎng)大，從而自組裝成不連續(xù)金屬層，形成圖形化的金屬層102’，圖形化的金屬層102中形成有暴露出襯底101的孔洞103。參考圖2C，執(zhí)行步驟S023，以圖形化的金屬層102為掩膜，刻蝕所述襯底101?？梢圆捎脻穹涛g的工藝或等離子體刻蝕工藝來刻蝕所述襯底101，例如采用H2SO4與H3PO4混合液刻蝕所述襯底101，刻蝕時(shí)溶液溫度為240°C 320°C。也可以采用BCl3/HBr的組合的工藝氣體進(jìn)行等離子體刻蝕工藝進(jìn)行對(duì)所述襯底101的刻蝕。還可選用其他組合的工藝氣體，例如bci3/hci的組合、bci3/sf6的組合、Ci2或CH2CI2An2的組合進(jìn)行等離子體刻蝕工藝進(jìn)行對(duì)所述襯底刻蝕。襯底101上被孔洞103暴露的部分被刻蝕，實(shí)現(xiàn)襯底101的圖形化。參考圖2D，執(zhí)行步驟S024，去除所述圖形化的金屬層102’，形成納米級(jí)圖形化襯底101。本實(shí)施例中優(yōu)選采用濕法刻蝕工藝來去除金屬層，例如，可選用對(duì)所述金屬層103刻蝕速率較高，而幾乎不刻蝕襯底101的材質(zhì)，以順利去除所述金屬層103，形成納米級(jí)圖形化襯底101。完成圖形化的藍(lán)寶石襯底即可進(jìn)入后續(xù)的外延生長(zhǎng)等生產(chǎn)工藝步驟。

綜上所述，本發(fā)明提供一種納米級(jí)圖形化襯底的制造方法，所述納米級(jí)圖形化襯底的制造方法在襯底上形成金屬層，通過退火工藝使金屬層自組裝形成圖形化的金屬層，再以圖形化的金屬層為掩膜對(duì)襯底進(jìn)行刻蝕，形成納米級(jí)圖形化襯底。該方法無須用到高精度的光刻機(jī)臺(tái)，也不用模具進(jìn)行壓印，具有工藝簡(jiǎn)單，工藝成本低的優(yōu)點(diǎn)。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種納米級(jí)圖形化襯底的制造方法，包括提供襯底，在所述襯底上形成金屬層；對(duì)所述金屬層進(jìn)行退火工藝，自組裝成圖形化的金屬層；以圖形化的金屬層為掩膜，刻蝕所述襯底；去除所述圖形化的金屬層，形成納米級(jí)圖形化襯底。
2.如權(quán)利要求1所述的納米級(jí)圖形化襯底的制造方法，其特征在于:所述金屬層的材質(zhì)為Ag、Au或Cu。
3.如權(quán)利要求2所述的納米級(jí)圖形化襯底的制造方法，其特征在于:所述金屬層的厚度為 50nm 300nm。
4.如權(quán)利要求1所述的納米級(jí)圖形化襯底的制造方法，其特征在于:所述退火工藝的溫度為500 0C 1000。。。
5.如權(quán)利要求1所述的納米級(jí)圖形化襯底的制造方法，其特征在于利用濕法刻蝕工藝刻蝕所述襯底。
6.如權(quán)利要求1所述的納米級(jí)圖形化襯底的制造方法，其特征在于利用等離子體刻蝕工藝刻蝕所述襯底。
7.如權(quán)利要求1所述的納米級(jí)圖形化襯底的制造方法，其特征在于利用濕法刻蝕工藝去除所述圖形化的金屬層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種納米級(jí)圖形化襯底的制造方法，包括提供襯底，在所述襯底上形成金屬層；對(duì)所述金屬層進(jìn)行退火工藝，自組裝成圖形化的金屬層；以圖形化的金屬層為掩膜，刻蝕所述襯底；去除所述圖形化的金屬層，形成納米級(jí)圖形化襯底。該方法利用退火工藝使形成在襯底上的金屬層自組裝成圖形化的金屬層，再利用圖形化的金屬層對(duì)襯底進(jìn)行刻蝕，形成納米級(jí)圖形化襯底。該方法具有工藝簡(jiǎn)單、工藝成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01L33/00GK103035788SQ201210533720
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者畢少?gòu)?qiáng) 申請(qǐng)人:映瑞光電科技(上海)有限公司