CN101877330A

CN101877330A - 具有周期结构的蓝宝石基板

Info

Publication number: CN101877330A
Application number: CN2009101379071A
Authority: CN
Inventors: 李崇华; 李昇儒
Original assignee: Aurotek Corp
Current assignee: Aurotek Corp
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2010-11-03

Abstract

本发明是有关于一种具有周期结构的蓝宝石基板，包括：一蓝宝石基板；以及至少一周期结构，是位于该蓝宝石基板的至少一表面并具有多个微凹穴。其中，该多个微凹穴呈阵列状排列，该多个微凹穴的形状为一倒角锥，微凹穴的底边长度是介于100nm至2400nm之间，且微凹穴的深度是介于25nm至1000nm之间。

Description

具有周期结构的蓝宝石基板

技术领域

本发明是关于一种具有周期结构的蓝宝石基板，尤指一种以纳米球制作的具有周期结构的蓝宝石基板，并可适用于发光二极管(LED)的具有周期结构的蓝宝石基板。

背景技术

图1是已知的发光二极管的示意图，此已知的发光二极管是配合一外部回路(图中未示)，以将来自外界环境的电能转换为光能输出。此发光二极管包括一基板10、一位于此基板10的表面的缓冲层131、一位于缓冲层131的表面的第一半导体层13、一位于此第一半导体层13的表面的发光层14、一位于此发光层14的表面的第二半导体层15、一电连接于此第一半导体层13的第一电接触部16以及一电连接于此第二半导体层15的第二电接触部17。

以蓝光LED为例，可使用蓝宝石基板做为基板10的材料。若采取覆晶封装法制备蓝光LED，当光线由发光层14产生并穿过基板10时，因蓝宝石基板平坦的出光面，会造成部份光全反射，而降低外部量子效率。因此，目前是将蓝宝石基板的出光面进行粗糙化处理(即图案化蓝宝石基板表面)，以破坏全反射角使光萃取率增加。

此外，氮化镓(GaN)是为一种能有效产生蓝光的半导体材料。然而，当将GaN形成于基板10(蓝宝石基板)表面以做为缓冲层131的材料时，由于GaN与蓝宝石的晶格常数不匹配，故GaN成长时将产生过多的外延缺陷，降低发光效率并增加漏电机会。为解决GaN与蓝宝石基板晶格常数不匹配的问题，可将蓝宝石基板进行图案化工艺。经图案化的蓝宝石基板其刻蚀面比平滑表面更近似GaN的晶格常数，故当将GaN形成图案化的蓝宝石基板表面时，可长成较佳品质的外延，也因此可使LED具有更高的操作功率。

目前，是采用黄光光刻工艺制作刻蚀屏蔽，并进行干法刻蚀或湿法刻蚀，以图案化蓝宝石基板表面。其中，如图2A至图2F所示。首先，如图2A所示，提供一基板10；而后于基板10表面101形成一光刻胶层11，如图2B所示。接着，于光刻胶层11上覆盖一掩膜12，并进行曝光以图案化光刻胶层11，如图2C所示。经显影并移除掩膜12后，可得一图案化的光刻胶层11，如图2D所示。而后，以图案化的光刻胶层11做为一刻蚀屏蔽，利用反应性离子气体刻蚀基板10，以形成多个微凹穴102，如图2E所示。接着，移除图案化的光刻胶层11(刻蚀屏蔽)后，可得一图案化的基板10，如图2F所示。其中，此图案化的基板10其表面101具有以多个微凹穴102所排列形成的周期性结构。

然而，以上述干法刻蚀虽可制造出图形整齐且均匀的具周期性结构的基板，然此方法的缺点为：因进行黄光光刻工艺，故成本高且产速低；若要形成纳米级周期性结构，则所采用次微米掩膜昂贵，且如要500nm以下的图形则成本更加提高；反应离子气体刻蚀机台昂贵且工艺缓慢；易损伤基板；且刻蚀面非自然晶格面。

为解决干法刻蚀的问题，目前发展出湿法刻蚀形成具有周期性结构的基板，如图3A至图3F所示。其中，以湿法刻蚀成具有周期性结构基板的方法，是与干法刻蚀相似，除了以缓冲刻蚀液刻蚀基板。首先，如图3A所示，提供一基板10。接着，于基板10表面沉积一玻璃层18，再于玻璃层18表面涂布一光刻胶层11，如图3B所示。而后，将掩膜12置于光刻胶层11表面定位后，经曝光后可形成图案化的光刻胶层11，如图3C所示。于移除掩膜12并将图案化的光刻胶层11显影后，再以图案化的光刻胶层11做为一刻蚀屏蔽，以一缓冲刻蚀液刻蚀玻璃层18，如图3D所示。接着，以图案化的玻璃层18作为刻蚀基板10的屏蔽，以一缓冲刻蚀液刻蚀基板10，而于基板10表面形成多个微凹穴102，如图3E所示。最后，移除图案化的光刻胶层11与玻璃层18(刻蚀屏蔽)后，可得一图案化的基板10，如图3F所示。其中，此图案化的基板10其表面101具有以多个微凹穴102所排列形成的周期性结构。值得注意的是，以湿法刻蚀图案化基板10所形成的微凹穴102，其形状是为倒角锥。

虽然以湿法刻蚀图案化基板可避免基板受到损伤且刻蚀面为自然晶格面；然而，进行湿法刻蚀时若参数控制不当，会造成周期性结构的均匀性较差。同时因上述的制作过程中仍需进行光刻工艺，故仍面临成本高且产速低等问题。

因此，必须发展出一种图案化的蓝宝石基板，以使蓝宝石基板表面与GaN的晶格常数相近，且达到避免全反射情形产生的目的。虽然目前已可使用黄光光刻工艺搭配刻蚀法图案化蓝宝石基板，但上述方法仍存在有成本高且产速低等缺点，而导致蓝光LED的成本大幅提升。因此，目前亟需发展出一种可快速生产且成本低的蓝宝石基板，以达到LED亮度增进的效果。

发明内容

本发明的主要目的是在提供一种具有周期结构的蓝宝石基板，能与GaN晶格常数匹配并达到提升LED亮度的效果。

为达成上述目的，本发明是提供一种具有周期结构的蓝宝石基板，包括：一蓝宝石基板；以及至少一周期结构，是位于蓝宝石基板的表面并具有多个微凹穴。其中，多个微凹穴是呈阵列状排列，多个微凹穴的形状是为一倒角锥，该微凹穴的底边长度是介于100nm至2400nm之间，且该微凹穴的深度是介于25nm至1000nm之间。在此，所谓的倒角锥，即角锥的底部是位于蓝宝石基板表面，而角锥的顶部是由蓝宝石基板表面凹陷。此外，本发明的蓝宝石基板可为单一表面具有周期结构，或是两表面皆具有周期结构。

于本发明的蓝宝石基板中，周期结构较佳是经由下列步骤制备而成：(A)提供蓝宝石基板及多个纳米球，其中多个纳米球是排列于蓝宝石基板的表面；(B)形成一填充层于蓝宝石基板的部分表面及多个纳米球的间隙；(C)移除多个纳米球；(D)将填充层做为一刻蚀屏蔽并刻蚀蓝宝石基板；以及(E)移除刻蚀屏蔽，以于蓝宝石基板的表面形成一周期结构。

本发明的具有周期结构的蓝宝石基板，其表面的周期结构是利用纳米球取代黄光光刻工艺所形成。由于纳米球的“自组装”特性，即这些纳米球会自动且有序地排列于基板的表面，以形成刻蚀屏蔽的模板。同时，由于本发明的蓝宝石基板，是利用这些自动排列的纳米球制作，故不需使用昂贵的次微米曝光屏蔽，使得本发明可提供一种以低成本且可快速制作的具周期性结构的蓝宝石基板。角锥形状的微凹穴，其尺寸是根据刻蚀条件及纳米球尺寸所决定。微凹穴的底边长度可介于100nm至2400nm之间，且该微凹穴的深度可介于25nm至1000nm之间。较佳为，微凹穴的底边长度是介于100nm至1000nm之间，且该微凹穴的深度是介于25nm至500nm之间。

于本发明的蓝宝石基板的周期结构工艺中，于步骤(E)后还包括一步骤(F)：再刻蚀蓝宝石基板表面。

于本发明的蓝宝石基板中，周期结构的相邻微凹穴间可具有一平面，且此平面是位于同一高度上；因此，此具周期结构的蓝宝石基板可视为一凹板的蓝宝石基板。或者，周期结构的相邻的该多个微凹穴间是不具有一平面；因此，此具周期结构的蓝宝石基板可视为一凸板的蓝宝石基板。

于本发明的蓝宝石基板中，可包括两周期结构，是分别位于蓝宝石基板的两表面。较佳为，其中的一周期结构是为凹板的周期结构，即相邻的该多个微凹穴间是具有一平面，且该平面是位于同一高度上；而另一周期结构是为凸板的周期结构，即相邻的该多个微凹穴间是不具有一平面。

于本发明的蓝宝石基板中，还包括一位于蓝宝石基板与微凹穴表面的外延薄膜；且此外延薄膜较佳为氮化镓(GaN)外延薄膜。在此，由于本发明的蓝宝石基板表面具有周期结构，可使蓝宝石基板与氮化镓的晶格常数较匹配，以成长出品质较高的GaN外延层，而可提升LED操作功率。

于本发明的蓝宝石基板中，步骤(A)的多个纳米球排列于蓝宝石基板表面的步骤，是包括下列步骤：(A1)提供蓝宝石基板、及一位于一容器中的胶体溶液，且胶体溶液包括多个纳米球及一介面活性剂；(A2)放置蓝宝石基板于容器中，且胶体溶液覆盖于蓝宝石基板的表面；以及(A3)加入一具挥发性的溶液于容器中，以增加溶液挥发速率，且促使多个纳米球于蓝宝石基板的表面进行排列。其中，多个纳米球是形成一纳米球层，且较佳为一层的纳米球层。

于本发明的蓝宝石基板中，微孔穴大小是根据纳米球的尺寸及刻蚀条件所决定。较佳为纳米球的直径是介于100nm至2.5μm之间，且纳米球的直径更佳是介于100nm至1.2μm之间，而可形成具纳米级周期结构的蓝宝石基板。此外，纳米球较佳是具有相同的直径。此外，纳米球的材质并无特殊限制，可为氧化硅(SiOx)、陶瓷、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、氧化钛(TiOx)或聚苯乙烯(PS)。

于本发明的蓝宝石基板中，填充层可分为金属材质或玻璃材质，是使用一般常用的薄膜或电化学沉积设备将金属或玻璃材质形成于基板的部分表面及纳米球的间隙，较佳是使用化学气相沉积法或物理气相沉积法。此外，使用金属材质的填充层的材质，可为一般常用的做为刻蚀屏蔽的材料；且较佳为铬、钽、钨、钒、镍、铁、银、金、铂、或钯。使用玻璃材质的填充层，其主要成分为氧化硅材质，亦可采用氮化硅、氧氮化硅，或掺入碱金族、碱土族及其它金属离子的氧化硅材料；且较佳为氧化硅。再者，填充层的厚度是根据所欲形成的微凹穴尺寸来决定，较佳为填充层的厚度是小于纳米球的直径。

于本发明的蓝宝石基板中，步骤(D)的刻蚀基板的方法可为干法刻蚀或湿法刻蚀；且较佳为湿法刻蚀，以避免蓝宝石基板受到损伤。其中，湿法刻蚀是以一缓冲刻蚀液刻蚀蓝宝石基板，而缓冲刻蚀液为硫酸及磷酸混合溶液。

于不同的特定刻蚀时间及刻蚀温度下，可得到不同尺寸及间距的微凹穴阵列。接着将刻蚀屏蔽以溶液去除洗净，可得到具有微凹穴阵列(周期结构)的蓝宝石基板。去除刻蚀屏蔽的溶液是依据填充层材质选择。如填充层为玻璃材质，该溶液为纯水、氢氟酸的混合液；如填充层为氮化硅材质，该溶液为纯水、磷酸的混合液；如填充层为金属材质中的金、铂、钯、铬，可以硝酸、盐酸的混合液去除之；如填充层为金属材质中的钽、钨、钒、镍，可以硝酸、氢氟酸的混合液去除之；如填充层为金属材质中的铁，可以硝酸或盐酸去除的如填充层为金属材质中的银，则可以硝酸或氨水、双氧水的混合液去除之。

因此，本发明的具周期结构的蓝宝石基板，是使用纳米球并搭配湿法刻蚀所形成。由于本发明的蓝宝石基板是使用纳米球做为微凹穴成型的模板，而无需使用黄光光刻术形成微凹穴成型模板，故不需制作昂贵的次微米掩膜，而可大幅减少蓝宝石基板图案化的制作成本及工艺时间。同时，使用湿法刻蚀形成具微凹穴的周期结构，可避免蓝宝石基板受到损伤。因此，本发明可提供一种工艺简便且成本低廉的具周期结构的蓝宝石基板，其基板表面的周期结构可与GaN外延层的晶格常数匹配；故当本发明的具周期结构的蓝宝石基板应用于LED上时，可提升LED亮度并同时避免全反射的情形产生。

此外，本发明更提供一种具周期结构刻蚀屏蔽的蓝宝石基板，其包括：一蓝宝石基板；以及一刻蚀屏蔽，是位于蓝宝石基板的表面。其中，刻蚀屏蔽是具有一周期结构，是位于刻蚀屏蔽的表面并具有多个微凹穴，而此多个微凹穴是呈阵列状排列。

于本发明的具周期结构刻蚀屏蔽的蓝宝石基板中，多个微凹穴的形状是为一部分球状，较佳为半球形。此外，半球形的微凹穴直径可介于100nm至2400nm之间，较佳是介于100nm至1000nm之间。再者，刻蚀屏蔽的材质为氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化硅掺碱金族化合物、氧化硅掺碱土族化合物、铬、钽、钨、钒、镍、铁、银、金、铂或钯。

通过此具周期结构刻蚀屏蔽的蓝宝石基板，可由调整刻蚀时间及温度，形成具有不同形状的微凹穴，以应用在不同领域的发光二极管上。

附图说明

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，其中：

图1是已知的发光二极管的示意图。

图2A至图2F是已知以亁刻蚀法制作具有周期结构基板的流程的剖面示意图。

图3A至图3F是已知以非等向性湿法刻蚀制作具有周期结构基板的流程的剖面示意图。

图4A至图4F是本发明一较佳实施例中，纳米球排列于基板表面的步骤示意图。

图5A至图5F是本发明一较佳实施例中，形成具有周期结构基板的剖面示意图。

图6A是本发明一较佳实施例中，纳米球排列于蓝宝石基板表面的SEM图。

图6B是本发明一较佳实施例的具有周期结构的凹板蓝宝石基板的SEM图。

图6C是本发明一较佳实施例的具有周期结构的凸板蓝宝石基板的SEM图。

图7是本发明一较佳实施例的具有周期结构的凹板蓝宝石基板的示意图。

图8是本发明一较佳实施例的具有周期结构的凸板蓝宝石基板的示意图。

图9是本发明另一较佳实施例的具有周期结构的蓝宝石基板的示意图。

图10是本发明再一较佳实施例的具有周期结构的蓝宝石基板的示意图。

图11是本发明更一较佳实施例的发光二极管的示意图。

具体实施方式

如图4A至图4F所示，此为本发明一较佳实施例中，纳米球排列于蓝宝石基板表面的步骤示意图。首先，如图4A所示，提供一蓝宝石基板21及一位于一容器26中的胶体溶液25，其中此胶体溶液25是由多个纳米球(图中未示)及一介面活性剂(图中未示)混合而成。接着，将此蓝宝石基板21放置于容器26中并使得蓝宝石基板21完全浸入于胶体溶液25中，如图4B所示。在静置数分钟以后，纳米球22便逐渐有序地排列于蓝宝石基板21表面，即形成所谓的“纳米球层”，如图4C所示。而后，将一挥发性溶液27倒入容器26中，以将前述的胶体溶液25挥发掉如图4D所示。最后，如图4E所示，等到前述的胶体溶液25完全被挥发后，便将蓝宝石基板21从容器26中取出并得到一具有多个纳米球22有序地排列于其蓝宝石表面的基板21，如图4F。

于本实施例中，纳米球22的材质是为聚苯乙烯(PS)，但是在不同的应用场合中，这些纳米球22的材质亦可为陶瓷、如氧化钛(TiO_x)的金属氧化物、或如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或玻璃(SiO_x)等材质。此外，于本实施例中，纳米球22的直径是介于100nm至2.5μm之间，且绝大多数纳米球22是具有相同的直径，但是在不同的应用场合时，这些纳米球22的尺寸不仅限于前述的范围。

接下来，请参阅图5A至图5E，此为本发明一较佳实施例中，形成具有周期结构基板的剖面示意图。此外，并同时参考图6A至图6C，此为本发明一较佳实施例中，形成具有周期结构基板的SEM图。

首先，如图5A所示，提供一蓝宝石基板21及多个纳米球22，并依照上述的方法，使多个纳米球22排列于蓝宝石基板21的表面，而形成一纳米球层。其中，纳米球22可以多层堆栈于蓝宝石基板21表面，而于本实施例中，纳米球22是以一层的方式排列于蓝宝石基板21表面。由图6A的SEM图显示，纳米球的确可以一层的方式排列于基板的表面。

接着，如图5B所示，利用化学气相沉积法形成一填充层23于蓝宝石基板21的部分表面及多个纳米球22的间隙。其中，填充层23的厚度是小于该多个纳米球的直径，且填充层的材质为氧化硅。然而，除了可以化学气相沉积法形成填充层23外，更可以物理气相沉积法形成，且填充层23的材质亦可为其它常用于做为刻蚀屏蔽的玻璃或金属，如铬、钽、钨、钒、镍、铁、银、金、铂、钯、氮化硅、氧氮化硅、氧化硅掺杂碱金或碱土族化合物。

而后，使用四氢咈喃溶液移除多个纳米球22，并将填充层23是做为一刻蚀屏蔽24，如图5C所示。如此，可制得一具周期结构刻蚀屏蔽的蓝宝石基板，其包括：一蓝宝石基板21；以及一刻蚀屏蔽35，是位于蓝宝石基板21的表面。其中，刻蚀屏蔽24是具有一周期结构，周期结构是位于刻蚀屏蔽24的表面并具有多个微凹穴242，而多个微凹穴242是呈阵列状排列。

在此注意的是，不同材质的纳米球需使用不同的溶液才能将这些纳米球自基板移除。举例来说，若使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材质的纳米球，则是使用甲苯(Toluene)或甲酸(formic acid)移除纳米球；若使用玻璃(SiO_x)材质的纳米球，则是使用氢氟酸(HF)或含氢氟酸的溶液移除纳米球。

接着，如图5D所示，将填充层做为一刻蚀屏蔽24，以湿法刻蚀蓝宝石基板21。于本实施例中，湿法刻蚀所使用的缓冲刻蚀液是包含硫酸及磷酸。然而，依照基板与填充层的材质，亦可选择不同的缓冲刻蚀液。此外，可由调整缓冲刻蚀液的组成及浓度、刻蚀温度、以及时间，以得到不同的刻蚀结构。同时，随着刻蚀温度上升，所需的时间随之减少。

移除刻蚀屏蔽24后，可于蓝宝石基板21表面形成多个微凹穴202，即所谓的“周期结构”，如图5E所示。其中，这些微凹穴202是呈阵列状排列，且形状是为倒角锥，即角锥的底部是位于蓝宝石基板21表面，而角锥的顶部是自蓝宝石基板21表面凹陷。其中，相邻的微凹穴202间是具有一平面201，且平面是位于同一高度上。在此，可制得凹板的具有周期结构的蓝宝石基板。

同时，请参考图6B，此为经刻蚀并移除刻蚀屏蔽后，所得的具有周期结构基板的SEM图。由图6B可明显得知，本实施例的蓝宝石基板确实具有倒角锥形状的微凹穴。经量测测后，角锥顶部于底部的投影点至底边的长度是约为310nm，而角锥的长度是约为410nm。故本实施例所制得的凹板蓝宝石基板其周期结构是为纳米级周期结构。

为更加清楚了解本实施例所制得的凹板蓝宝石基板表面上的周期结构，请参考图7，此为本发明一较佳实施例的具有周期结构基板的示意图。利用上述方法所形成的具有周期结构蓝宝石基板，于蓝宝石基板21表面形成有以阵列状排列的多个微凹穴202，且此些微凹穴202的形状是为倒角锥。

此外，请参考图5F，为了凸显蓝宝石基板表面粗操度，于完成凹板蓝宝石基板后，可再进行第二次刻蚀蓝宝石基板10表面。经第二次刻蚀后，可将微凹穴202的尺寸扩张，且相邻微凹穴202间平面也由刻蚀而消除。故相邻的微凹穴202间则不再具有一平面，因此，而可制得凸板的具有周期结构的蓝宝石基板。请同时参考图6C，此为经第二次刻蚀后的蓝宝石基板的SEM图。由图6C可明显得知，本实施例的蓝宝石基板，其相邻的倒角锥形状的微凹穴边缘不再具有平面，而呈现一凸板的状态。

为更加清楚了解本实施例所制得的凸板蓝宝石基板表面上的周期结构，请参考图8，此为本发明一较佳实施例的具有周期结构基板的示意图。经第二次刻蚀蓝宝石基板表面后，可提升蓝宝石基板表面的粗操度，对于将来应用于发光二极管时，与氮化镓(GaN)外延薄膜可更加匹配，因而提升发光二极管的发光效率。

图9是本发明另一较佳实施例的具有周期结构的蓝宝石基板的示意图。此蓝宝石基板的制作方法是如前所述，并由调整刻蚀时间及温度，可形成不同形状的微凹穴结构。

图10是本发明再一较佳实施例的具有周期结构的蓝宝石基板的示意图，此蓝宝石基板的制作方法是如前所述。其中，此蓝宝石基板具有两周期结构，且此两周期结构分别位于蓝宝石基板的两表面。此外，于本实施例中，其中的一的周期结构是为一凹板结构，即相邻微凹穴202间具有一平面201；而另一周期结构是为一凸板结构，即相邻微凹穴202间不具有一平面。然而，本发明的蓝宝石基板可依照需求，使两周期结构皆为凹板结构、或是使两周期结构皆为凸板结构。

图11是本发明更一较佳实施例的发光二极管的示意图。此发光二极管是配合一外部回路(图中未示)，以将来自外界环境的电能转换为光能输出。此发光二极管包括一基板30、一位于此基板30的表面的缓冲层331、一位于该缓冲层331的表面的第一半导体层33、一位于此第一半导体层33的表面的发光层34、一位于此发光层34的表面的第二半导体层35、一电连接于此第一半导体层33的第一电接触部36以及一电连接于此第二半导体层35的第二电接触部37。

其中，基板30即上述所制备的具周期结构的蓝宝石基板，缓冲层331为一氮化镓(GaN)外延薄膜，第一半导体层33的材料为N-GaN，而第二半导体层35的材料为P-GaN。此外由于基板30的表面形成有具微凹穴302的周期结构，因此可与由GaN外延薄膜所构成的第一半导体层33的晶格常数相匹配。经测试结果显示，相较于已知的不具周期结构蓝宝石基板的LED，本实施例的包含具周期结构蓝宝石基板的LED，其LED亮度可提升20～40％。

综上所述，本发明的以纳米球做为刻蚀屏蔽模板所形成的具周期结构的蓝宝石基板，其工艺速度快且制作成本低廉。若将本发明的蓝宝石基板应用于蓝光LED时，因其表面具周期结构，而可避免光全反射的情形发生。同时，本发明的具周期结构的蓝宝石基板，除了以纳米球制造外更搭配使用湿法刻蚀，而可使蓝宝石基板的周期结构表面为自然晶格面；故当GaN外延薄膜形成于蓝宝石基板上时，蓝宝石基板的周期结构可与GaN呈现极佳的匹配度，而增进LED的亮度，并提升LED的操作效率。因此，本发明的具结构的蓝宝石基板，除了其工艺速度快且制作成本低外，若应用于LED上，更可达到避免光全反射且提升LED亮度等目的。

上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以权利要求范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims

1.一种具有周期结构的蓝宝石基板，包括：

一蓝宝石基板；以及

至少一周期结构，位于该蓝宝石基板的表面并具有多个微凹穴，

其中该多个微凹穴呈阵列状排列，该多个微凹穴的形状为一倒角锥，该微凹穴的底边长度介于100nm至2400nm之间，且该微凹穴的深度介于25nm至1000nm之间。

2.如权利要求1所述的具有周期结构的蓝宝石基板，其中，该至少一周期结构是经由下列步骤制备而成：

(A)提供该蓝宝石基板及多个纳米球，其中该多个纳米球是排列于该蓝宝石基板的表面；

(B)形成一填充层于该蓝宝石基板的部分表面及该多个纳米球的间隙；

(C)移除该多个纳米球；

(D)将该填充层做为一刻蚀屏蔽并刻蚀该蓝宝石基板；以及

(E)移除该刻蚀屏蔽，以于该蓝宝石基板的表面形成该周期结构。

3.如权利要求2所述的具有周期结构的蓝宝石基板，于步骤(E)后还包括一步骤(F)：再刻蚀该蓝宝石基板表面。

4.如权利要求1所述的具有周期结构的蓝宝石基板，其中相邻的该多个微凹穴间具有一平面。

5.如权利要求1所述的具有周期结构的蓝宝石基板，其中相邻的该多个微凹穴间不具有一平面。

6.如权利要求1所述的具有周期结构的蓝宝石基板，其包括两周期结构，分别位于该蓝宝石基板的两表面，而其中的一周期结构的相邻该多个微凹穴间具有一平面，且另一周期结构的相邻该多个微凹穴间不具有一平面。

7.如权利要求1所述的具有周期结构的蓝宝石基板，其中该至少一周期结构为纳米级周期结构。

8.如权利要求1所述的具有周期结构的蓝宝石基板，还包括一外延薄膜，其位于该蓝宝石基板及该微凹穴的表面。

9.如权利要求8所述的具有周期结构的蓝宝石基板，其中该外延薄膜为一氮化镓外延薄膜。

10.如权利要求1所述的具有周期结构的蓝宝石基板，其中步骤(A)的该多个纳米球是排列于该蓝宝石基板的表面，包括：

(A1)提供该蓝宝石基板、及一位于一容器中的胶体溶液，且该胶体溶液包括该多个纳米球及一介面活性剂；

(A2)放置该蓝宝石基板于该容器中，且该胶体溶液覆盖于该蓝宝石基板的表面；以及

(A3)加入一具挥发性的溶液于容器中，以增加溶液挥发速率，且促使多个纳米球于蓝宝石基板的表面进行排列。

11.如权利要求1所述的具有周期结构的蓝宝石基板，其中该填充层是利用化学气相沉积法或物理气相沉积法形成于该蓝宝石基板的部分表面及该多个纳米球的间隙。

12.如权利要求1所述的具有周期结构的蓝宝石基板，其中步骤(D)是以一缓冲刻蚀液刻蚀该蓝宝石基板。

13.如权利要求12所述的具有周期结构的蓝宝石基板，其中该缓冲刻蚀液是硫酸及磷酸的混合溶液。

14.如权利要求1所述的具有周期结构的蓝宝石基板，其中该填充层的材质为氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化硅掺碱金族化合物、氧化硅掺碱土族化合物、铬、钽、钨、钒、镍、铁、银、金、铂或钯。

15.如权利要求1所述的具有周期结构的蓝宝石基板，其中该纳米球的材质为氧化硅、陶瓷、聚甲基丙烯酸甲酯、氧化钛或聚苯乙烯。

16.如权利要求1所述的具有周期结构的蓝宝石基板，其中该填充层的厚度小于该多个纳米球的直径。

17.如权利要求1所述的具有周期结构的蓝宝石基板，其中该多个纳米球的直径是介于100nm至2.5μm之间。

18.如权利要求1所述的具有周期结构的蓝宝石基板，其中该多个纳米球具有相同的直径。

19.一种具周期结构刻蚀屏蔽的蓝宝石基板，其包括：

一蓝宝石基板；以及

一刻蚀屏蔽，位于蓝宝石基板的表面，

其中，该刻蚀屏蔽具有一周期结构，该周期结构位于该刻蚀屏蔽的表面并具有多个微凹穴，而该多个微凹穴呈阵列状排列。

20.如权利要求19所述的具周期结构刻蚀屏蔽的蓝宝石基板，其中该多个微凹穴的形状为一半球形。

21.如权利要求19所述的具周期结构刻蚀屏蔽的蓝宝石基板，其中该微凹穴直径是介于100nm至2400nm之间。

22.如权利要求19所述的具周期结构刻蚀屏蔽的蓝宝石基板，其中该刻蚀屏蔽的材质为氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化硅掺碱金族化合物、氧化硅掺碱土族化合物、铬、钽、钨、钒、镍、铁、银、金、铂或钯。