[发明专利]一种高亮度图形化复合衬底的制备方法

说明书

本发明公开了一种高亮度图形化复合衬底的制备方法，主要包括以下步骤：在蓝宝石平片上形成一组负性光刻胶柱；以负性光刻胶柱作为遮挡采用湿法腐蚀在蓝宝石平片上形成一组凹面结构；利用蒸镀原理在蓝宝石平片上沉积一层金属涂层；通过剥离工艺去除负性光刻胶柱及其上面的金属涂层；利用等离子增强化学气相沉积方法在蓝宝石平片上沉积一层SiO₂涂层；在SiO₂涂层上形成一组负性光刻胶柱；以负性光刻胶柱和SiO₂涂层作为阻挡层进行ICP刻蚀，从而得到高亮度图形化复合衬底。本发明通过蓝宝石、金属涂层和SiO₂形成复合衬底，金属涂层能够大大减少了光的折射，增加光的反射效率，从而大大提高由该蓝宝石平片制备的LED芯片的亮度。

技术领域

本发明涉及LED衬底制造领域，尤其是涉及一种高亮度图形化复合衬底的制备方法。

背景技术

众所周知，PSS(图形化蓝宝石衬底)处于LED显示行业中上游流程，起着至关重要的作用，可以有效减少GaN外延材料的位错密度，从而减小有源区的非辐射复合，减小反向漏电流，提高LED的寿命等诸多优势。目前普遍采用微纳米图案化蓝宝石衬底技术，通过在外延的蓝宝石衬底表面制作出有周期排列的锥形图形，利用蓝宝石图形化衬底上锥形斜面势能高的特性，控制外延生长参数长出较高质量的GaN。但随着LED显示行业的飞速发展，消费市场对产品品质和亮度要求越来越高，目前传统微纳米图案化蓝宝石衬底的LED芯片亮度技术上遇到瓶颈，如果能提高约2％以上将是革命性的突破。

伴随着消费市场的高要求，目前传统微纳米图案化蓝宝石衬底难以满足要求，因此必须从材料和结构方面入手，采用新的蓝宝石衬底制备方法以满足人们的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种高亮度图形化复合衬底的制备方法，用于进一步提高蓝宝石衬底的亮度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高亮度图形化复合衬底的制备方法，包括以下步骤：

(1)首先选择一表面平整且双面抛光的蓝宝石平片，清洗去除表面的杂质；

(2)在蓝宝石平片上涂覆一层负性光刻胶涂层，并通过曝光、显影选择性的去除不需要的部分，在蓝宝石平片上形成一组负性光刻胶柱；

(3)以负性光刻胶柱作为遮挡采用湿法腐蚀在蓝宝石平片上形成一组凹面结构；

(4)利用蒸镀原理在蓝宝石平片有凹面结构的一面上沉积一层金属涂层；

(5)通过剥离工艺去除负性光刻胶柱及其上面的金属涂层；

(6)利用等离子增强化学气相沉积方法在蓝宝石平片上沉积一层SiO₂涂层；

(7)在SiO₂涂层上涂覆一层负性光刻胶涂层，并曝光、显影选择性的去除不需要的部分，从而在SiO₂涂层上形成一组负性光刻胶柱；

(8)以负性光刻胶柱和SiO₂涂层作为阻挡层进行ICP刻蚀，从而得到高亮度图形化复合衬底。

为保证蓝宝石平片的清洁度，所述步骤(1)中的蓝宝石平片先经过丙酮刷洗5～10分钟，然后在90℃的浓H₂SO₄与H₂O₂体积比为3:1或5:2的混合溶液中清洗10～15分钟，再用80℃的去离子水清洗8～10分钟，最后用25℃的去离子水清洗5～10分钟，然后高速甩干3～10分钟。

优选的，所述步骤(2)负性光刻胶涂层的厚度为0.5～3.0μm，曝光时间为50～400ms。

进一步的，所述步骤(3)中湿法腐蚀溶液为硫酸和磷酸，硫酸和磷酸的体积比为3：1～5：1。