CN102610710A - 图形化基板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种图形化基板的制造方法，包含下述步骤：(a)提供基板，基板具有上表面；(b)于基板的上表面沉积金属层(c)升高温度至使金属层聚集形成多个金属粒分布于上表面；(d)通入反应气体，使多个金属粒与反应气体化合，于上表面形成图形化结构。本发明利用成长的方式制作蓝宝石基板，相较于现有以蚀刻的方式制作蓝宝石基板，可省却不少繁琐步骤及仅须使用最基本的机台设备，即可制作出纳米等级的图形化结构于蓝宝石基板上。
Description
技术领域
本发明涉及一种图形化基板的制造方法，特别是一种无须通过蚀刻工艺以制作图形化基板的制造方法。
背景技术
随着科技的日新月异，近年来发光二极管(Light-Emmiting Diode，LED)因其具有耗电量低、组件寿命长、无须暖灯时间、反应速度快以及体积小的优点，使其愈来愈广泛地被应用在各式场合。
发光二极管通常设置于具有图形化表面的蓝宝石基板上，以提升其发光效率。然而，于现有技术中蓝宝石基板必须经过干蚀刻工艺或湿蚀刻工艺以形成图形化表面于蓝宝石基板上，于蚀刻过程中必须利用金属，氧化物或氮化物保护部分的蓝宝石基板，而蚀刻过程结束后得需对蓝宝石基板作清洁，又受限黄光工艺，仅能制作出微米等级的图形化蓝宝石基板。此过程不仅繁琐费时，更必须搭配有昂贵的机台设备而导致制造成本高昂。
因此，本发明人提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的图形化基板的制造方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种图形化基板的制造方法，以解决现有技术中必须通过蚀刻工艺以制作图形化基板的制造方法导致的繁琐费时、成本高昂等问题。
本发明提供一种图形化基板的制造方法，包含下列步骤：(a)提供一基板，该基板具有一上表面；(b)于该基板的该上表面沉积一金属层；(c)升高温度至使该金属层聚集形成多个金属粒分布于上表面，同时使该基板的部分该上表面未被所述多个金属粒遮住而露出；以及(d)通入一反应气体，使所述多个金属粒与该反应气体化合，于该上表面形成图形化结构。
本发明提供一种图形化基板的制造方法，包含下述步骤：(a)提供基板，基板具有上表面；(b)升高温度至600～900℃且通入三甲基铝(Trimethyl-aluminum，TMAL)，以于基板的上表面形成铝层；(c)保持温度于600～900℃至使铝层聚集成为多个铝粒，分布于上表面，同时使基板的部分上表面未被铝粒遮住而露出；以及(d)通入反应气体，使多个铝粒与反应气体化合，于上表面形成图形化结构。
本发明提供另一种图形化基板的制造方法，包含下述步骤：(a)提供基板，基板具有上表面；(b)于基板的上表面镀设金属层；(c)升高温度至使金属层聚集为不规则图形金属粒，分布于上表面，同时使基板的部分上表面未被金属粒遮住而露出；以及(d)通入反应气体，使不规则图形金属粒与反应气体化合，于上表面形成图形化结构。
本发明具有以下有益的效果：本发明利用成长的方式制作蓝宝石基板，相较于现有以蚀刻的方式制作蓝宝石基板，可省却不少繁琐步骤及仅须使用最基本的机台设备，即可制作出纳米等级的图形化结构于蓝宝石基板上。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明的第一实施例的制造方法的图形化基板的剖视图(一)；
图2为本发明的第一实施例的制造方法的图形化基板的剖视图(二)；
图3为本发明的第一实施例的制造方法的图形化基板的剖视图(三)；
图4为本发明的第一实施例的图形化基板的制造方法的流程图；
图5为本发明的第二实施例的制造方法的图形化基板的剖视图(一)；
图6为本发明的第二实施例的制造方法的图形化基板的剖视图(二)；
图7为本发明的第二实施例的制造方法的图形化基板的剖视图(三)；以及
图8为本发明的第二实施例的图形化基板的制造方法的流程图。
其中，附图标记说明如下：
1基板 10上表面
2铝层 3铝粒
4图形化结构
5金属层 6金属粒
具体实施方式
请参阅图1至图3，其依序为本发明实施图形化基板1的制造方法时，基板1的剖视图面(一)～(三)，图形化基板1的制造方法包含下列步骤：(a)提供基板1，基板1具有上表面10；(b)于基板1的上表面10沉积铝层2；(c)升高温度至使铝层2聚集形成多个铝粒分布于上表面10；(d)通入反应气体，使多个铝粒与反应气体化合形成图形化结构于上表面10。而详细内容则更进一步叙述如下。
请合并参阅图4，首先执行步骤(a)提供基板1，基板1具有上表面10；于步骤(a)中，基板1通常为蓝宝石基板，以供设置发光二极管，以使发光二极管能够提供良好的发光效率，然而基板1并不限于使用蓝宝石基板。步骤(a)后，执行步骤(b)。于步骤(b)中，将整体温度升高至600～900℃后，并通入三甲基铝(Trimethyl-aluminum，TMAL)，以于基板1的上表面10形成铝层2；于步骤(b)中铝层2的详细形成步骤如下：(b1)升高温度至600～900℃；(b2)以1～200毫升/分的速率通入三甲基铝(Trimethyl-aluminum，TMAL)10～120秒，以于基板1的上表面10形成铝层2。在步骤(b)后执行步骤(c)停止通入三甲基铝，且保持温度于600～900℃至使铝层2聚集成为多个铝粒3，分布于上表面10，保持温度1～120秒，以形成100nm～200nm的铝粒3。最后执行步骤(d)通入反应气体，使多个铝粒3与反应气体化合，于上表面10形成图形化结构。其中，反应气体通常为氧气、氨气或氮气，但不限于氧气、氨气和氮气，而于步骤(d)的详细步骤如下：(d1)持温600～900℃；以及(d2)通入氧气10～1800秒，使多个铝粒3与反应气体化合，于基板1的上表面10形成多晶氧化铝。若欲形成单晶氧化铝，于步骤(c)后，步骤(d)的详细步骤可改为：(d1’)升温至1100～1300℃；以及(d2’)通入氧气10～1800秒，使所述多个铝粒3与反应气体化合，于基板1的上表面10形成单晶氧化铝；或者，若欲形成单晶氮化铝，可于步骤(c)后依下述步骤执行：(d1”)持温600～900℃；以及(d2”)通入氨气10～1800秒，使多个铝粒3与反应气体化合，于基板1的上表面10形成单晶氮化铝。
请参阅图5至图7，其依序为本发明实施另一种图形化基板的制造方法时，基板1的剖视图面(一)～(三)。请合并参考图8所示，本发明图形化基板的制造方法包含下列步骤：(a)提供基板1，基板1具有上表面10；于步骤(a)中，基板1通常为蓝宝石基板，以使发光二极管能达到良好的发光效率，但不限定为蓝宝石基板。接着，执行步骤(b)：于基板1的上表面10镀设金属层5；可使用化镀或电镀的方式，可随制造者选择。步骤(b)后，执行步骤(c)升高温度以使金属层5形成为不规则图形金属粒6，分布于上表面10；于步骤(c)中不规则图形金属粒6的详细形成步骤如下，(c1)升高温度至200～900℃之间；以及(c2)保持200～900℃的温度1～400分钟，以使金属层5形成为不规则图形金属粒6，分布于上表面10，同时使基板的部分上表面未被金属粒6遮住而露出，金属粒6高度和大小会接近于金属层5厚度。接着，执行步骤(d)通入反应气体，使不规则图形金属粒6与反应气体化合，于上表面10形成图形化结构，所需时间与金属粒6大小相关，金属粒6越大所需时间越久。其中，金属层5较佳为铝层，反应气体可为氧气或氮气，使铝层与氧气或氮气结合成氧化铝或氮化铝，但在此不作限定。于步骤(d)中，单晶氧化铝的详细形成步骤如下：(d1)升高温度至1100～1300℃；以及(d2)通入氧气1～1440分钟，使不规则图形金属粒6与反应气体化合形成单晶氧化铝于基板的上表面10。
在制备一图形化基板后，即可将基板放入成长机台内成长(epitaxy)，最广为使用的成长机台为使用有机金属化学气相沉积法(Metal-organicChemical Vapor Deposition，MOCVD)的成长机台。综上所述，本发明的图形化基板的制造方法采用晶体成长的技术取代现有以蚀刻工艺，改善过于繁复的现有图形化基板的制造方法，且可省略额外的蚀刻设备，例如感应耦合电浆离子蚀刻(Inductive Coupling Plasma，ICP)、湿蚀刻及黄光等设备皆不需要，只利用成长机台即可完成。由于本发明的图形化基板的制造方法不再需要上述蚀刻设备，因此清除蚀刻原料及花费在不同设备间运送的时间亦可省下。再者，由于本发明的图形化基板的制造方法是采用晶体成长的技术，因此图形尺寸更可达纳米等级。
然而以上所述仅为本发明的较佳实施例，非意欲局限本发明的专利保护范围，故凡运用本发明说明书及附图内容所为的等效变化，均同理皆包含于本发明的权利保护范围内。
Claims (10)
1.一种图形化基板的制造方法，其特征在于包含下列步骤：
(a)提供一基板，该基板具有一上表面；
(b)于该基板的该上表面沉积一金属层；
(c)升高温度至使该金属层聚集形成多个金属粒分布于上表面，同时使该基板的部分该上表面未被所述多个金属粒遮住而露出；以及
(d)通入反应气体，使所述多个金属粒与该反应气体化合，于该上表面形成图形化结构。
2.一种图形化基板的制造方法，其特征在于包含下列步骤：
(a)提供一基板，该基板具有一上表面；
(b)升高温度至600～900℃且通入三甲基铝，以于该基板的该上表面形成一铝层；
(c)停止通入三甲基铝，且保持温度于600～900℃至使该铝层聚集成为多个铝粒，分布于该上表面；以及
(d)通入反应气体，使所述多个铝粒与该反应气体化合，于该上表面形成图形化结构。
3.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于该基板为一蓝宝石基板，该反应气体为氧气、氨气或氮气，且步骤(b)包含下述步骤：
(b1)升高温度至600～900℃；以及
(b2)以1～200毫升/分的速率通入三甲基铝10～120秒，以于该基板的该上表面形成该铝层。
4.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于步骤(d)包含下述步骤：
(d1)持温600～900℃；以及
(d2)通入氧气1～120秒，使所述多个铝粒与该反应气体化合，于该基板的该上表面形成多晶氧化铝。
5.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于步骤(d)包含下述步骤：
(d1’)升温至1100～1300℃；以及
(d2’)通入氧气10～1800秒，使所述多个铝粒与该反应气体化合，于该基板的该上表面形成单晶氧化铝。
6.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于步骤(d)包含下述步骤：
(d1”)持温600～900℃；以及
(d2”)通入氨气或氮气10～1800秒，使所述多个铝粒与该反应气体化合，于该基板的该上表面形成单晶氮化铝。
7.一种图形化基板的制造方法，其特征在于包含下列步骤：
(a)提供一基板，该基板具有一上表面；
(b)于该基板的该上表面镀设一金属层；
(c)升高温度以使该金属层形成为不规则图形金属粒，分布于该上表面；以及
(d)通入反应气体，使该不规则图形金属粒与该反应气体化合，于该上表面形成图形化结构。
8.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于该基板为一蓝宝石基板，该金属层为一铝层，该反应气体为氧气、氨气或氮气。
9.如权利要求8所述的制造方法，其特征在于步骤(c)包含下述步骤：
(c1)升高温度至200～900℃之间；以及
(c2)保持200～900℃的温度1～400分，以使该金属层形成为不规则图形金属粒，分布于该上表面。
10.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于步骤(d)包含下述步骤：
(d1)升高温度至1100～1300℃；以及
(d2)通入氧气1～1440分钟，使不规则图形金属粒与该反应气体化合，于该基板的该上表面形成单晶氧化铝。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20120725 |