一种图形化蓝宝石衬底的制作方法.pdf

本发明涉及光电技术领域，尤其是一种图形化蓝宝石衬底的制作方法，解决了目前蓝宝石衬底上进行图形刻蚀均需要使用光刻胶预先进行图形显影，光刻胶的均匀度很难掌握的技术问题。该方法包括以下步骤：在蓝宝石衬底上方盖上带图形孔位的模板，图形孔位与将在蓝宝石衬底上的刻蚀的图形对齐；在模板的图形孔位处通过硅烷与氨气反应沉积一层氮化硅掩膜，掩膜层的厚度为0.08μm-1.2μm；取下模板，掩膜层的形状即为将在蓝宝石衬底上的刻蚀的图形，将该蓝宝石衬底装入ICP刻蚀设备中，采用SF6气体刻蚀掩膜层，同时通入氦气对蓝宝石衬底进行冷却。本发明省去光刻胶步骤，操作简单，图形准确度更高；刻蚀图形更为规则。

权利要求书1.  一种图形化蓝宝石衬底的制作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： 在蓝宝石衬底上方盖上带图形孔位的模板，图形孔位与将在蓝宝石衬底上的刻蚀的图形对齐； 在模板的图形孔位处通过硅烷与氨气反应沉积一层氮化硅掩膜，掩膜层的厚度为0.08μm-1.2μm； 取下模板，掩膜层的形状即为将在蓝宝石衬底上的刻蚀的图形，将该蓝宝石衬底装入ICP刻蚀设备中，采用SF6气体刻蚀掩膜层，同时通入氦气对蓝宝石衬底进行冷却。 2.  根据权利要求1所述的一种图形化蓝宝石衬底的制作方法，其特征在于，所述步骤c之后还包括步骤d、去掉掩膜层后，依次使用丙酮、乙醇以及去离子水对所述刻蚀后的衬底进行清洗。 3.  根据权利要求1所述的一种图形化蓝宝石衬底的制作方法，其特征在于，所述的刻蚀气体通入流量为35-110sccm，通入时温度为35-60 度；所述通入的氦气压力为500-1000帕。 4.  根据权利要求1所述的一种图形化蓝宝石衬底的制作方法，其特征在于，所述模板的侧边设置有限位块。 5.  根据权利要求4所述的一种图形化蓝宝石衬底的制作方法，其特征在于，所述的限位块为“7”字形，设置在模板的一边角处。

说明书一种图形化蓝宝石衬底的制作方法
技术领域
本发明涉及光电技术领域，尤其是一种图形化蓝宝石衬底的制作方法。
背景技术
为了提高LED照明的发光强度，就是要提高LED光电转换效率，LED的光电转换效率包括两部分：内量子效率和外量子效率，内量子效率是指电子空穴对在LED结区复合产生光子的效率；外量子效率指将LED结区产生的光子引出LED后的总效率。目前用来供GaN 生长的蓝宝石衬底大多是C-Plane蓝宝石基板，这主要是因为蓝宝石晶体沿C轴生长的工艺成熟、成本相对较低、物化性能稳定，在C面进行磊晶的技术成熟稳定。但在C面蓝宝石衬底上生长的GaN薄膜是沿着其极性轴即c轴方向生长的，薄膜具有自发极化和压电极化效应，导致薄膜内部(有源层量子阱)产生强大的内建电场，(QuantumConfine StarkEffect，QCSE；史坦克效应)大大地降低了GaN薄膜的发光效率。
因此在蓝宝石基板上设计制作出微米级或纳米级的具有微结构特定规则的图案，藉以控制LED之输出光形式(蓝宝石基板上的凹凸图案会产生光散射或折射的效果增加光的取出率)，同时GaN薄膜成长于图案化蓝宝石基板上会产生横向磊晶的效果，减少生长在蓝宝石基板上GaN之间的差排缺陷，改善磊晶质量，并提升LED内部量子效率、增加光萃取效率。
目前在蓝宝石衬底上进行图形刻蚀均需要使用光刻胶预先进行图形显影，光刻胶的均匀度很难掌握，匀胶后图形准确度也较难控制，操作也相对麻烦。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种图形化蓝宝石衬底的制作方法，通过模板将掩膜层以刻蚀图形的形状沉积在蓝宝石衬底上，省去了光刻胶，操作简单，图形准确度高。
为了达到上述目的，本发明所设计的图形化蓝宝石衬底的制作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a)        在蓝宝石衬底上方盖上带图形孔位的模板，图形孔位与将在蓝宝石衬底上的刻蚀的图形对齐；
b)        在模板的图形孔位处通过硅烷与氨气反应沉积一层氮化硅掩膜，掩膜层的厚度为0.08μm-1.2μm；
c)        取下模板，掩膜层的形状即为将在蓝宝石衬底上的刻蚀的图形，将该蓝宝石衬底装入ICP刻蚀设备中，采用SF6气体刻蚀掩膜层，同时通入氦气对蓝宝石衬底进行冷却。
本技术方案将蓝宝石衬底上的所需刻蚀的图形以孔位的形式制作在模板上，将模板覆盖在蓝宝石衬底上，使得模板上的图形孔位对准蓝宝石衬底所需刻蚀的图形位置，此时蓝宝石衬底所需刻蚀的位置暴露在外，其他部位被模板覆盖住，再通过PECVD工艺在蓝宝石衬底暴露的位置沉积一层氮化硅掩膜，该掩膜层的图形和位置即为蓝宝石衬底所需刻蚀的图形和位置，操作简单，图形化准确度高，并且通过氮化硅作掩膜，利用ICP干法刻蚀氮化硅掩膜，刻蚀图形更为规则。
作为优化:
所述步骤c之后还包括步骤d、去掉掩膜层后，依次使用丙酮、乙醇以及去离子水对所述刻蚀后的衬底进行清洗。
所述的刻蚀气体通入流量为35-110sccm，通入时温度为35-60 度；所述通入的氦气压力为500-1000帕。
所述模板的侧边设置有限位块，定位更为精确。
所述的限位块为“7”字形，设置在模板的一边角处。
本发明所得到的一种图形化蓝宝石衬底的制作方法具有以下优点：省去光刻胶步骤，操作简单，图形准确度更高；刻蚀图形更为规则。
附图说明
图1为本发明的模板与蓝宝石衬底的示意图；
图2为图1的爆炸结构示意图。
图中：1-蓝宝石衬底、2-模板、3-图形孔位、4-限位块。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。
实施例1：
如图1-2所示，本实施例描述的一种图形化蓝宝石衬底的制作方法，首先制作带蓝宝石衬底所需刻蚀的图形孔位的模板，在模板的一边角处设置一“7”字形的限位块，在蓝宝石衬底上方盖上该带图形孔位的模板，限位块即抵触住蓝宝石衬底的一个边角，使之定位，图形孔位与将在蓝宝石衬底上的刻蚀的图形对齐；在模板的图形孔位处通过硅烷与氨气反应沉积一层氮化硅掩膜，掩膜层的厚度为0.08μm-1.2μm；在尽量不破坏衬底上的掩膜层的情况下取下模板，掩膜层的形状即为将在蓝宝石衬底上的刻蚀的图形，将该蓝宝石衬底装入ICP刻蚀设备中，采用SF6气体刻蚀掩膜层，同时通入氦气对蓝宝石衬底进行冷却，所述的刻蚀气体通入流量为35-110sccm，通入时温度为35-60 度；所述通入的氦气压力为500-1000帕；去掉掩膜层后，依次使用丙酮、乙醇以及去离子水对所述刻蚀后的衬底进行清洗，即制得图形化蓝宝石衬底。
由此方法生产的蓝宝石衬底效率提升明显，节约生产成本，成品亮度有所提高。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。