[发明专利]一种图形化复合衬底及其制备方法

说明书

本发明公开了一种图形化复合衬底及其制备方法，本发明的制备方法中，对边缘进行了倒角处理，匹配边缘较慢的刻蚀速率，与中心区域较高的刻蚀速率匹配，解决了边缘效应带来的生产问题，并最终在整个衬底上都可以获得满足工艺要求的微结构，即能够保证边缘区域GaN材料生长的结晶质量，减少最终合格成品芯粒的产出。本发明的复合衬底形成有微结构，便于GaN材料的高质量生长。

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体涉及一种图形化复合衬底及其制备方法。

背景技术

二氧化硅图形化复合衬底能够提升GaN基LED器件晶体质量以及出光效率。一方面，在外延生长中，为了使图形窗口处生长的GaN材料中的位错能够沿图形侧面歪曲，进而在图形顶部合拢，关键的问题就是尽量避免GaN材料在图形衬底的周期性图形的侧面生长，而传统图形化蓝宝石衬底(PSS)很难使GaN材料不在其周期图形的侧面生长。但二氧化硅图形化复合衬底在这方面却有明显优势，由于二氧化硅材料本身就不适合GaN在其上生长，因而很容易使得GaN材料生长时不在图形侧面生长，进而促进位错沿图形侧面弯曲以及在图形顶部的合拢，进一步提高GaN材料的晶体质量。

但是，在半导体制程中存在边缘效应，复合衬底边缘存在图形无效区(蓝宝石未显露，只有氧化硅膜层)，因二氧化硅不适合GaN生长，无效区不能形成较高质量的GaN材料。在制作电极工序之后，无效区形成的LED晶粒，性能不合格。

综上所述，急需一种图形化复合衬底及其制备方法以解决现有技术中无法高质量生长GaN的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种图形化复合衬底及其制备方法，以解决无法高质量生长GaN的问题，具体技术方案如下：

一种图形化复合衬底的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1、在衬底上镀二氧化硅膜层；

步骤S2、对二氧化硅膜层进行倒角处理；

步骤S3、在二氧化硅膜层上涂光刻胶胶膜；

步骤S4、依次进行曝光、显影以及蚀刻后，在衬底的表面形成微结构；

步骤S5、对步骤S4得到的工件进行清洁，得到图形化复合衬底。

以上技术方案优选的，所述步骤S1中，二氧化硅膜层的厚度为1.95-2.05微米。

以上技术方案优选的，所述步骤S2中，选用R型金刚石砂轮对二氧化硅膜层的边缘区域进行倒角，砂轮转速设置为3000-4000转。

以上技术方案优选的，所述步骤S2中，加工后倒角的长度L在80-150um，倒角的角度θ为30°-60°。

以上技术方案优选的，所述步骤S3包括：

步骤S3.1、对二氧化硅膜层进行清洁；

步骤S3.2、在二氧化硅膜层上表面涂光刻胶胶膜，并且在涂光刻胶前，在二氧化硅膜层的边缘区域喷涂光刻胶溶剂，使得边缘区域的光刻胶胶膜厚度小于中心区域的光刻胶胶膜厚度。

以上技术方案优选的，步骤S3.2中，中心区域的光刻胶胶膜厚度与边缘区域的光刻胶胶膜厚度差值为0.03-0.05微米。

以上技术方案优选的，所述步骤S4包括：

步骤S4.1、曝光，设置边缘区域的曝光时间为T₁毫秒，中心区域的曝光时间为T₂毫秒，T₁＞T₂；

步骤S4.2、显影，将曝光后的工件进行显影，在二氧化硅膜层表面形成多组光刻胶胶柱；

步骤S4.3、蚀刻，显影后的工件进行蚀刻处理。