[发明专利]一种PSS图形的相移掩膜版及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种PSS图形的相移掩膜版及其制备方法，属于半导体器件制备技术领域。

背景技术

蓝宝石图形衬底能减少内部光吸收率并增加侧向出光，从而提高芯片的发光强度，所以在LED产业中得到普遍运用。为便于外延生长，蓝宝石图形衬底的图形采用周期性排列的圆台或圆柱，当其发展到特征尺寸小于0.5μm以后，由于相邻孔或柱会由于干涉而造成在光刻曝光过程中出现图形边缘曝光后线条模糊的情况，会导致图形分辨率的降低，所以在光刻曝光过程中采用相移掩膜来解决此问题。用于图形衬底相移掩膜的设计目前有两种方法，一种是边缘型相移掩膜，一种是间隔型相移掩膜。

专利文件CN1800972《用于制造半导体器件的相移掩膜》提供了一种相移掩膜的设计方法，这属于边缘型相移掩膜制备方法，其方法的技术方案包括：在透明基片上形成相移膜；并在该透明基片的划线区域中形成遮光膜的相移掩膜，其中由所述划线区域包括要形成集成电路部分的集成电路区域、集成电路部分的外围边缘区域。所述遮光膜至少要包括部分的所述外围边缘区域和所述集成电路区域中。但本方法的缺点是其设计需要在设计图形的外围边缘区域加相移层，对相移图形尺寸要求高、设计复杂。

类似的专利还有CN101937170A《相移掩膜的制造方法、平板显示器的制造方法和相移掩膜》，也属于边缘型相移掩膜制备，它的相移层可使任何一种波长在300nm以上500nm以下范围内的光产生180°的相位差。将上述波长范围内的光用作进行曝光处理的光，由于在相移层处光的相位发生反转所以会形成光强度最小的区域，使曝光图案更加清楚。在混合有40％以上90％以下的氮化气体和10％以上35％以下的氧化气体的环境中，使由铬系材料制成的靶产生溅射而形成相移层本方法的缺点是需要在制备掩膜版时对相移层进行精准套刻，对掩膜版的制备精度要求高，制版的成本比无需套刻的制版成本增加了十倍以上。

而专利文件CN1169546《相移掩膜及其制造方法》，提出的另外一种制备相移掩膜的方法，属于间隔型相移掩膜设计，该方法的主要技术方案是在透明衬底的一面或两面上形成两个相移膜图形，形成具有小于相关相移膜图形尺寸的间隔的相移膜图形，使得相对于相移膜图形可产生光的三次相位移，利用相邻光束之间产生干涉来提高图象对比度、光强度曲线梯度。但是本方法的缺点是对两个相移掩膜的间隔要求精准度高，这样大大增加了掩膜制备的困难程度、增加了成本。所以无论是间隔型相移掩膜设计还是间隔型相移掩膜设计都因对相移图形尺寸要求高、设计复杂、成本高而无法在生产中得到大量的推广。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种PSS图形的相移掩膜版。

本发明还提供一种上述相移掩膜版的制备方法。

术语说明：

1、LED：Light Emitting Diode发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件。

2、PSS：patterned sapphire substrates，图形化蓝宝石衬底，相对于普通蓝宝石衬底，在PSS衬底上生长氮化镓外延层外延层晶体质量明显提高，且能提高GaN基发光二极管出光率。

本发明的技术方案在于：

一种PSS图形的相移掩膜版，包括透明光刻板基底、在透明光刻板基底的一面蒸镀有不透光图形层，所述不透光图形层上均匀贯穿设置有直径范围是0.3-0.5μm的圆孔，相邻圆孔的间距为0.3-0.5μm，其中一部分圆孔露出透明光刻板基底，形成0°相移膜图形，另一部分圆孔内设置有相移图形层，形成180°相移膜图形；其中透过透明光刻板基底的光和透过相移图形层的光之间的相位差180°。

根据本发明优选的，所述不透光图形层上均匀贯穿设置的圆孔呈四次对称排列：所述露出透明光刻板基底的圆孔与设置有相移图形层的圆孔相邻交替排列。

根据本发明优选的，所述不透光图形层上均匀贯穿设置的圆孔呈六次对称排列：所述露出透明光刻板基底的圆孔位于六次对称排列的中心位置，所述设置有相移图形层的圆孔围绕露出透明光刻板基底的圆孔排列。

根据本发明优选的，所述不透光图形层上均匀贯穿设置的圆孔呈六次对称排列：所述设置有相移图形层的圆孔位于六次对称排列的中心位置，所述露出透明光刻板基底的圆孔围绕设置有相移图形层的圆孔排列。

根据本发明优选的，所述的透明光刻板基底为3-5mm厚的石英玻璃。

根据本发明优选的，所述的相移图形层为0.1-0.5μm厚的SiO₂薄膜。