CN103337566A

CN103337566A - 一种图形化衬底制作方法

Info

Publication number: CN103337566A
Application number: CN2013102431411A
Authority: CN
Inventors: 唐世弋; 李冬梅; 程经纬; 程涛; 王刚
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2013-06-19
Filing date: 2013-06-19
Publication date: 2013-10-02

Abstract

本发明涉及一种图形化衬底制作方法。本方法在衬底的正面采用光刻工艺定义出部分图形化衬底的图案区域，然后在衬底的正面淀积阻挡层，采用lift-off工艺剥离光刻胶，留下衬底表面的阻挡层。再进行一次光刻工艺第一出剩余部分图形化衬底的图案区域，然后在衬底的正面淀积阻挡层，采用lift-off工艺剥离光刻胶，留下衬底表面的阻挡层。最后进行干法或湿法刻蚀工艺，形成图形化衬底。如此可以解决曝光视场之间产生拼接误差，图案拼接部分发生形变，影响HBLED的发光效率的问题。

Description

一种图形化衬底制作方法

技术领域

本发明涉及高亮度发光二极管（HBLED）制造技术领域，具体来说，本发明涉及一种图形化衬底制作方法。

背景技术

在高亮度发光二极管HBLED的加工工艺中，需要在蓝宝石衬底上制备的图形化衬底（PSS）。PSS能够减小外延材料（GaN）与蓝宝石衬底材料的晶格失配。晶格失配会降低载流子的产生率，产生大量热能，缩短芯片的寿命。另外PSS还具有增强光反射效率的作用，所以是目前提高HBLED发光效率的主流技术。

PSS的工艺流程是首先在蓝宝石衬底上淀积一层阻挡层；然后涂光刻胶，用光刻工艺在蓝宝石基底上制作出周期性图案，通常图案直径和图案间距比为2：1或3：1；接着去除没有光刻胶保护的阻挡层，最后用干法或湿法刻蚀工艺对没有阻挡层保护的蓝宝石衬底进行刻蚀，制作PSS图形结构。

在光刻工艺中，由于使用的蓝宝石衬底的翘曲度和总厚度偏差TTV达不到传统IC加工中使用的硅衬底的要求，且曝光图形尺寸为1~2微米，所以需要使用投影光刻机进行曝光工艺。投影光刻机采用是小视场，在一片蓝宝石基底上分多次区域曝光的策略。这种方法非常适合集成电路（IC）制造领域。但是由于PSS图形的特殊排布方式，会使得曝光视场之间产生拼接误差，图案拼接部分发生形变，最终影响HBLED的发光效率。采用本发明的制作方法，能够很好地解决上述的问题，制造出的更高品质的HBLED。

本发明涉及一种图形化衬底的制作方法，能够在蓝宝石衬底上光刻出具有良好的均匀性和可重复性的PSS图案，适合大批量的生产。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷提供一种图形化衬底制作方法，能够与常规HBLED的PSS工艺兼容，减少视场拼接误差，提高光刻工艺的一致性。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：一种图形化衬底制作方法，其特征在于：

1）取一片蓝宝石衬底，在该蓝宝石衬底上旋涂光刻胶进行第一次光刻工艺，定义出一部分PSS图形区域；

2）在衬底上淀积一层阻挡层，采用lift-off工艺去除光刻胶和光刻胶上的阻挡层；

3）在衬底旋涂光刻胶进行第二次光刻工艺，定义出其余PSS图形区域；

4）在衬底上再淀积一层阻挡层，采用lift-off工艺去除光刻胶和光刻胶上的阻挡层；

5）采用湿法或干法刻蚀工艺，对蓝宝石衬底进行刻蚀，形成PSS图形。

可选地，所述的涂胶方式可以选择喷涂。

可选地，所述的光刻胶通过和掩模版的设计匹配可以是正胶或负胶。

可选地，所述阻挡层可以是SiO₂或Si₃N₄。

可选地，所述阻挡层是通过化学气相淀积法或原子层淀积法形成的。

本发明与现有技术相比，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著技术进步：

本发明提供的在蓝宝石衬底上PSS图案的制造方法是通过采用两次光刻工艺解决光刻时视场拼接的问题。在通用的HBLED生产线上能够实现大规模的制造，具有实用、经济、高性能等优点。

附图说明

图1是本发明的图形化衬底示意图。

图2是图1中A-A处剖面图。

图3～12是图1所示图形化衬底制造过程的各程序呈显的结构示意图。

具体实施方式

本发明的优选实施例结合附图详述如下：

图1为本发明一个实施例在蓝宝石衬底上制作PSS的平面示意图。在图1所显示的图形化衬底示意图中，001为非图形化衬底区域，002为图形化衬底区域。为了更好地说明该温阻传感器的结构，对上述的传感器在A-A'方向做剖面结构示意图，如图2所示。

图2为图1所示的所示的图形化衬底结构沿着图中的A-A方向的剖面结构示意图。从图2中可见，001为被刻蚀后的区域，002为未被刻蚀的区域。

本领域的技术人员应该认识到，上述由图1和图2所示的图形化衬底分布图式是示意性的。在此还要理解，其可以随意根据图形尺寸和衬底尺寸调整其分布数量，这些都是在本发明申请的保护范围之内。

下面结合具体实施例和附图对本发明实施例的温阻传感器的制造过程作进一步说明。

图3至图12为本发明的一个实施例的图形化衬底制造过程的各程序呈显的结构示意图。需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。

本文的一种图形化衬底制作方法，制造工艺步骤如下：

1）如图3所示，取一蓝宝石材料的衬底003，在该衬底上旋涂一层光刻胶004。

2）如图4所示，采用掩模版006对蓝宝石材料的衬底003上的光刻胶004进行曝光工艺，显影后形成图形区域005。

3）如图5所示，在蓝宝石材料的衬底003的光刻图形区面的上方有覆盖一层阻挡层007，该阻挡层可以是氧化物、氮化物等。

4）如图6所示，采用光刻胶剥离（lift-off）工艺，将蓝宝石衬底003上的光刻胶004剥离。剥离方式可以采用湿法或干法等方式。留下衬底上未被光刻胶004覆盖区域的阻挡层007。

5）如图7所示，在蓝宝石材料的衬底003有阻挡层007的面上旋涂一层光刻胶008。光刻胶008的型号和厚度可以和光刻胶004相同或不同。

6）如图8所示，采用掩模版009对蓝宝石材料的衬底003上的光刻胶008进行曝光工艺，显影后形成图形区域010。

7）如图9所示，在蓝宝石材料的衬底003的光刻图形区面的上方有覆盖一层阻挡层011，该阻挡层可以是氧化物、氮化物等。

8）如图10所示，采用光刻胶剥离（lift-off）工艺，将蓝宝石衬底003上的光刻胶008剥离。剥离方式可以采用湿法或干法等方式。留下衬底上的阻挡层007。

9）如图11所示，采用ICP刻蚀工艺，对蓝宝石衬底003进行刻蚀，由于在图案区域有阻挡层007进行保护，其它区域的蓝宝石衬底将被进行刻蚀，形成台阶011。刻蚀工艺也可以采用化学湿法刻蚀。

10）如图12所示，将蓝宝石衬底003上的阻挡层007去除。去除方式可以选择干法或湿法刻蚀工艺。最终得到头PSS图案的蓝宝石衬底。在此需要明确指出，本发明涉及的PSS图形尺寸、PSS图形间距和掩模设计都不限制本发明的内容，可以根据不同的需要进行调整。

Claims

1.一种图形化衬底制作方法，其特征在于具有如下的制造工艺步骤：

2.根据权利要求1所述的一种图形化衬底制作方法，其特征在于：所述步骤1）PSS图形的形状和间距根据掩模设计决定，可以是圆形、方形或三角形等。

3.根据权利要求1所述的采一种图形化衬底制作方法，其特征在于：所述光刻胶可以根据掩模版的设计选择正胶或负胶。

4.根据权利要求1所述的一种图形化衬底制作方法，其特征在于：所述步骤2）在衬底上淀积一层阻挡层，是通过化学气相淀积法或者原子层淀积法形成的。

5.根据权利要求1所述的一种图形化衬底制作方法，其特征在于：所述步骤2）在衬底上淀积一层阻挡层，材料可以是SiO₂或Si₃N₄ 等。

6.根据权利要求1所述的一种图形化衬底制作方法，其特征在于：所述步骤2）在衬底上淀积一层阻挡层，是通过化学气相淀积法或者原子层淀积法形成的。

7.根据权利要求1所述的一种图形化衬底制作方法，其特征在于：所述步骤2）所采用lift-off工艺，是通过干法或者湿法工艺进行剥离。

8.根据权利要求1所述的一种图形化衬底制作方法，其特征在于：所述步骤3）进行第二次光刻工艺的光刻胶可以与步骤1)光刻工艺的光刻胶型号、曝光条件相同或不同。

9.根据权利要求1所述的一种图形化衬底制作方法，其特征在于：所述步骤4）在衬底上淀积一层阻挡层材料和淀积可以和步骤2）的相同或不同。

10.根据权利要求1所述的一种图形化衬底制作方法，其特征在于：所述步骤5）采用湿法或干法刻蚀工艺，可以是ICP刻蚀或者化学溶液腐蚀等工艺。