[发明专利]图形化衬底的制备方法及具有空气隙的LED外延结构

权利要求书

1.一种图形化衬底的制备方法，该衬底包括衬底本体（1），以及设置于该衬底本体（1）上的周期性的凸起结构（2），所述凸起结构（2）包括顶部图案层（201）和底部图案层（202）；所述顶部图案层（201）与所述底部图案层（202）之间具有悬空部（203）；其特征在于，其制备方法包括以下步骤：

S1：在所述衬底本体（1）上涂布负性光刻胶（3），然后依次经过曝光、显影工艺，在所述衬底本体（1）上制备出具有周期性排布、图案化的第一光刻窗口（301）；

S2：在所述第一光刻窗口（301）内及剩余的负性光刻胶（3）表面沉积牺牲层（4）的材料；

S3：剥离掉负性光刻胶（3）及其表面的牺牲层（4）的材料，在所述衬底本体（1）上形成与所述第一光刻窗口（301）匹配的周期性图案化牺牲层（4）；

S4：在所述牺牲层（4）以及裸露的所述衬底本体（1）表面沉积形成所述凸起结构（2）的材料层（5）；

S5：在所述材料层（5）上涂布正性光刻胶（6），然后依次经过曝光、显影工艺，在所述材料层（5）上制备出具有周期性排布、图案化的第二光刻窗口（601）；且各所述第二光刻窗口（601）的部分或全部外沿线位于所述牺牲层（4）中至少一个图案的外沿线以内；

S6：干法刻蚀形成所述顶部图案层（201）；

S7：采用高温腐蚀溶液对S6所得半成品进行清洗，并腐蚀掉没有被所述顶部图案层（201）完全包裹在内的所述牺牲层（4）中的图案，形成所述悬空部（203）和所述底部图案层（202），得到具有所述周期性的凸起结构（2）的图形化衬底。

2.根据权利要求1所述的图形化衬底的制备方法，其特征在于，所述凸起结构（2）的底部图案层（202）的图案内还包裹有所述牺牲层（4）的至少一个图案。

3.根据权利要求1所述的图形化衬底的制备方法，其特征在于，所述牺牲层（4）的图案为环形或圆形。

4.根据权利要求3所述的图形化衬底的制备方法，其特征在于，若所述牺牲层（4）的图案为环形，则所述顶部图案层（201）的图案与所述牺牲层（4）的图案同轴设置，且所述顶部图案层（201）的图案的外径d1大于所述牺牲层（4）的图案的内径d2且小于所述牺牲层的图案的外径d3。

5. 根据权利要求1所述的图形化衬底的制备方法，其特征在于，所述干法刻蚀的条件为：采用三氟甲烷(CHF₃) 与三氯化硼（BCl₃）混合气体作为刻蚀气体，二者流量比为0~1：5，刻蚀功率为400W~700W，腔体压强为1.5 mT~4 mT。

6. 根据权利要求1所述的图形化衬底的制备方法，其特征在于，所述高温腐蚀液为浓硫酸与双氧水混合液，二者体积比为5:1~ 3:1, 溶液温度控制在100℃至150℃之间。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的图形化衬底的制备方法，其特征在于，所述衬底本体（1）为蓝宝石材质；

和/或，所述凸起结构（2）的材料层（5）为SiO₂、Si₃N₄、AlN或TiO₂；

和/或，所述牺牲层（4）的材料为Ag和/或Al。

8.一种具有空气隙的LED外延结构，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项所述的图形化衬底。

9.根据权利要求8所述的具有空气隙的LED外延结构，其特征在于，还包括依次设置于该图形化衬底上的N型层（7）、发光层（8）和P型层（9），其中，所述N型层（7）与所述凸起结构（2）中的悬空部（203）之间形成空气隙（10）。