[发明专利]一种图形衬底的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED芯片技术领域，尤其涉及一种图形衬底的制作方法。

背景技术

LED的发光强度及发光效率的提高主要取决于采用的半导体材料及其工艺技术的发展。早期的LED主要用GaAs、GaP(二元素半导体材料)和GaAsP(三元素半导体材料)，在采用AlInGaP(四元素半导体材料)后，其发光强度及发光效率有很大的提高。另外，在工艺技术上采用在GaAs衬底上用AlInGaP材料生产的红光、黄光LED及在蓝宝石衬底上用InGaN材料生产的绿光、蓝光LED，在发光强度及发光效率上有较大的改进。

为提升InGaN LED发光强度和效率，目前的主流技术路线是采用图形衬底来成长外延，此种技术可以缓解衬底和氮化物外延层异质成长中由於晶格不匹配引起的应力，减小GaN基外延层穿透位错的密度，提高外延层晶体质量，降低半导体发光材料的非辐射复合，另一方面图形衬底与表面粗化类似，通过粗化光学界面，增强光漫散射，弱化晶体内全反射对出光效率的制约，以提升LED芯片亮度。

目前图形衬底的制作方法是先用光刻胶在衬底上做周期性排列的小图形，再利用湿法刻蚀或干法刻蚀将此光刻胶图形间接或直接转移到衬底上。其中干法刻蚀使用的主要技术为ICP(感应耦合等离子体)刻蚀技术。随着光刻胶制作的图形越来越小，传统接触式曝光已无法再使用，目前主流使用非接触型投影步进式曝光机(STEPPER)来制作极小的周期性排列图形。

传统图形拼接的方式，是以矩形为曝光单元，但在较密或最密图形排列时，有些图形必须由两个曝光单元在边界拼接才能形成完整的图形，在图形越来越小的趋势下，这种矩形曝光单元拼接的方式将走入极限。

发明内容

本发明的目的是提供一种图形衬底的制作方法，解决现有使用投影步进式曝光机在制作图形的过程中，图形单元拼接时造成图形失真的问题。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，

一种图形衬底的制作方法，包括有以下步骤：

1)在衬底上利用旋转机涂布光刻胶，将平行四边形曝光单元拼接于衬底上；

2)将光刻板上的图形采用步进投影的方式曝光衬底上的光刻胶，曝光完成显影后，衬底上形成图案化光刻胶；

3)利用ICP干刻蚀系统，实施衬底图形化刻蚀，转移图案化光刻胶的图形至衬底上。

所述衬底材质为蓝宝石、碳化硅、氮化镓、氧化锌或硅。

所述衬底在曝光单元的边界无图形对接。

形成在所述衬底上的图形是柱体、锥体或台体，其底部面积为0.03μm²～7μm²，图形间距为0.2μm～2μm，在此范围内，可以配合外延层成长，找到一个最适发光强度和出光效率的组合。

本发明的优点在于，图形衬底采用平行四边形的曝光单元拼接，使得所有图形都可在一个曝光单元完成，曝光单元之间的拼接位置没有图形存在，所以没有图形因拼接造成失真的问题。

附图说明

图1是矩形曝光单元的结构示意图；

图2是矩形曝光单元在对衬底曝光时的对接结构示意图；

图3是平行四边形曝光单元的结构示意图；

图4是平行四边形曝光单元在对衬底曝光时的对接结构示意图；

图5是衬底上涂布光刻胶的示意图；

图6是对衬底上涂布的光刻胶实施曝光的示意图；

图7是衬底上涂布的光刻胶显影完成后的示意图；

图8是衬底完成图形刻蚀转移后的示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。

如图1所示的矩形曝光单元在较密或最密图形时，两个曝光单元之间存在图形拼接，如图2；而本发明采用如图3所示的平行四边形曝光单元，曝光单元之间不存在图形拼接，如图4。

具体地，本发明提出的图形衬底制作包括的步骤有：

如图5所示，在衬底1上利用旋转机涂布光刻胶2，将平行四边形曝光单元拼接于衬底1上；如图6，将光刻板3上的图形采用步进投影的方式曝光衬底1上的光刻胶2，曝光完成显影后，衬底1上形成如图7中的图案化光刻胶4；利用ICP干刻蚀系统，实施衬底图形化刻蚀，转移图案化光刻胶4的图形至衬底1上，如图8。