TW201232658A - Method of fabricating patterned substrate - Google Patents

Description

201232658 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種圖形化基板之製造方法，特別是 一種無須藉由蝕刻製裎以製作圖形化基板之製造方法。 【先前技術】 隨著科技的日新月異，近年來發光二極體 (Light-EmmitingDi〇de，LED)因其具有耗電量低、元件壽命 長、無須暖燈時間、反應速度快以及體積小的優點，使其 愈來愈廣泛地被應用在各式場合。 發光二極體通常設置於具有圖形化表面之藍寶石基板 上’藉以提昇其發級率。⑼，於先前技術巾藍寶石基 板，經過乾蝕刻製程或溼蝕刻製程以形成圖形化表面 ，監寶石基板上，於蝕刻過程中必須利用金屬，氧化物或 ^化物保護部分的藍寶^基板，而關過程結束後得需對 藍寶石基板作清潔，又受限黃光製程，僅能製作出微米等 級之圖形化藍寶石基板。此過程不僅繁項費時，更必須搭 配有叩貴的機台設備而導致製造成本高昂。 人風緣疋，本發明人有感上述之課題，乃特潛心研究並配 。予理之運用，終於提出—種設計合理且有效改善上述缺 失之本發明。 【發明内容】 本發明提供一種圖形化基板之製造方法，包含下述步 驟··⑻提供基板，基板具有上表面；⑻升高溫度至6〇〇〜9〇〇 C且通入三甲基铭(TrimethyUlumi麵，TMAL)，以於基板 之上表面形成鋁層；（c)保持溫度於6〇〇〜9〇〇 j 集成為多她粒，分佈於上表面，同時使基板之部份j 3/11 201232658 面未被鋁粒遮住而露出；以及(d)通入反應氣體，使多個鋁 粒與反應氣體化合形成圖形化結構於上表面。 本發明提供另一種圖形化基板之製造方法，包含下述 步驟：（a)提供基板，基板具有上表面；（b)鍍設金屬層於基 板之上表面；（c)升高溫度至使金屬層聚集為不規則圖形金 屬粒’分佈於上表面，同時使基板之部份上表面未被金屬 粒遮住而露出；以及(d)通入反應氣體，使不規則圖形金屬 粒與反應氣體化合形成圖形化結構於上表面。

本發明具有以下有益的效果：本發明利用成長之方式 製作藍賃石基板，相較於習知以蝕刻之方式製作藍寶石基 板，可省卻不少繁瑣步驟及僅須使用最基本的機台設備， 即可衣作出奈米等級的圖形化結構於藍寶石基板上。 為使旎更進一步瞭解本發明的特徵及技術内容，請參 閱以下有關本發明的詳細說明與關，然而所關式僅提 供參考與說_，麟絲對本伽純限制者。 【實施方式】

清參閱圖1至圖3’依序為本發明實施圖形化基板1之 製造方法時，基板1之職®面㈠〜㈢，_化基板1 之製is·方法包3下列步驟：（a)提供基板丨，基板1具有上 表面1〇;(b)於基板1之上表㈣沉積銘層2(c)升高溫度至 使紹層2轉形❹健粒分佈於上表面1();⑷通入反應 氣體’使多_粒與反應氣體化合形形化結構於上表 面10。而詳細内容則更進一步敘述如下。 α ί併參關4，首先執行步驟⑻提供基板卜基板1 ip置=’7"步_中’基板1通常為藍寳石基板， 以i、汉置發先二極體，藉以使發光二極體能夠提供良好的 4/11 201232658 發光效率’然基板1並不限於使用藍寶石基板。步驟⑻後 。’執仃步驟(b)。於步驟(b)中’將整體溫度升高至6〇〇〜9〇〇 C後，並通入三甲基鋁(Trimethyl-aluminum，丁MAL)，以於 基板1之上表面1〇形成鋁層2 ;於步驟中鋁層2之詳細 形成步驟如下：（bl)升高溫度至600〜90(TC ; (b2)以1〜200 升刀之速率通入二甲基在呂（Trimethyi_aiuminum, TMAL)l〇〜12〇秒’以於基板丨之上表面1〇形成紹層2。在 步驟(b)後執行步驟⑻停止通入三甲基紹，且保持溫度於 _ 6⑻900 C至使紹層2聚集成為多個紹粒3，分佈於上表面 ，保持溫度1〜12〇秒，以形成100nm〜2〇〇nm之鋁粒3。 最後執行步驟⑹通人反應氣體，使多個絲3與反應氣體 化合形成圖形化結構於上表面1〇。其中，反應氣體通常為 氧氣、氨氣或氮氣，但不限於氧氣、氨氣和氮氣，而於步 驟(d)之詳細步驟如下：（dl)持溫6〇〇〜9〇(rc ;以及(犯)通入 氧氣10〜1800秒、’使多個铭粒3與反應氣體化合形成多晶 氧化銘於基板1之上表面1〇。若欲形成單晶氧化紹，於步 • 驟(c)後’步驟(d)之詳細步驟可改為：（dl,)升溫至n〇〇〜13〇〇 °C ;以及(d2’)通入氧氣10〜則〇秒，使所述多個铭粒3與 反應氣體化合形成單晶氧化鋁於基板丨之上表面1〇 ;或者 ，若欲形成單晶氮化鋁，可於步驟(c)後依下述步驟執行： (dl”)持溫600〜90(TC ;以及(d2，，)通入氨氣1〇〜】8⑻秒，使 多個姉3與反應氣體化合形成單晶氮化链於基板i之上 表面10。 請參閱圖5至圖7,依序為本發明實施另一種圖形化基 板之製造找時，絲丨之似圖面㈠〜(三）。請合併參 考圖8所示，本發明圖形化基板之製造方法，包含下列步 5/11 201232658 驟：（a)提供基板1，基板1具有上表面1〇 ;於步驟(a)中， 基板1通常為藍寶石基板，以使發光二極體能達到良好的 發光效率，但不限定為藍寶石基板。接著，執行步驟(b)錢 设金屬層5於基板1之上表面10 ;可使用化鑛或電鍵的方 式，可隨製造者選擇。步驟(b)後，執行步驟(c)升高溫度以 使金屬層5形成為不規則圖形金屬粒6，分佈於上=1〇 ;於步驟(c)中不規則圖形金屬層5之詳細形成步驟二下， (cl)升高溫度至200〜90(TC之間；以及(c2)保持200〜9〇(rc之 溫度1〜400分鐘，以使金屬層5形成為不規則圖形金屬粒6 ’分佈於上表面10，同時使基板之部份上表面未被金屬粒籲 6遮住而露出，金屬粒6高度和大小會接近於金屬層5厚度 。接著，執行步驟(d)通入一反應氣體，使不規則圖形金屬 粒6與反應氣體化合形成圖形化結構於上表面ι〇，所需時 間和金屬粒6大小相關，金屬粒6越大所需時間越久。其 中’金屬層5較佳為紹層’反應氣體可為氧氣或氮氣，使 鋁層與氧氣或氮氣結合成氧化鋁或氮化鋁，但在此不作限 定。於步驟(d)中，單晶氧化鋁之詳細形成步驟如下：（^) 升高溫度至11GG〜13GG°C ;以及(d2)通人氧氣！〜购分鐘· ，使不規則圖形金屬層5與反應氣體化合形成單晶氧化鋁 於基板之上表面1 〇。 於製備一圖形化基板後，即可將基板放入磊晶機台内 磊晶，最廣為使用的磊晶機台為使用有機金屬化學氣相沉 積法(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，M0CVD)之 磊晶機台。綜上所述，本發明之圖形化基板之製造方法採 用晶體成長之技術取代習知以蝕刻製程，改善過於繁複的 習知圖形化基板之製造方法，且可省略額外的蝕刻設備， 6/11 201232658 例如感應麵合電漿離子蝕刻（Inductive Coupling Plasma， ICP)、溼蝕刻及黃光等設備皆不需要，只利用磊晶機台即 可完成。由於本發明之圖形化基板之製造方法不再需要上 述餘刻設備’因此清除蝕刻原料及花費在不同設備間運送 的時間亦可省下。再者，由於本發明之圖形化基板之製造 方法是採用晶體成長之技術，因此圖形尺寸更可達奈米等 級。 、 惟以上所述僅為本發明之較佳實施例，非意欲侷限本 發明的專利保護範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式内 容所為的等效變化，均同理皆包含於本發明的權利保護範 圍内’合予陳明。 【圖式簡單說明】 圖1為本發明之第一實施例之製造方法之圖形化基板之剖 視圖（一：)； 圖2為本發明之第一實施例之製造方法之圖形化基板之剖 視圖（二）； 圖3為本發明之第一實施例之製造方法之圖形化基板之剖 視圖(三）； 圖4係為本發明之第一實施例之圖形化基板之製造方法之 之流程圖。 圖5為本發明之第二實施例之製造方法之圖形化基板之剖 視圖（一）； 圖6為本發明之第二實施例之製造方法之圖形化基板之剖 視圖（二）； ° 圖7為本發明之第二實施例之製造方法之圖形化基板之剖 視圖（三）；以及 。 7/11 201232658 圖8係為本發明之第二實施例之圖形化基板之製造方法之 之流程圖。 【主要元件符號說明】 1 基板 10 上表面 2 鋁層 3 鋁粒 4 圖形化結構 5 金屬層 6 金屬粒 8/11

Claims (1)

1. 201232658 七、申請專利範圍： 1· 一種_化基板之製造方法，包含下列步驟： ⑷提供—基板，該基板具有-上表面； ()於《亥基板之s玄上表面沉積—金屬層； (C)升高溫度至使該金屬層聚集形❹個金屬粒分佈於 上表面’同時使該基板之部份該上表面未被所述多個金屬 粒遮住而露出；以及 ⑷通入一反應氣體’使所述多個金屬粒與該反應氣體 化合形成圖形化結構於該上表面。 2. —種圖形化基板之製造方法，包含下列步驟： (a) &供一基板，該基板具有一上表面； (b) 升高溫度至6〇〇〜900 〇c且通入三曱基鋁 (Trimethyl-a—m，TMAL)’以於該基板之該上表面形成 一鋁層； (c) 停止通入三甲基鋁’且保持溫度於6⑻〜9〇〇。〇至使 該鋁層聚集成為多個鋁粒，分佈於該上表面；以及 ⑹通入-反應氣體，使所述多個錄與該反應氣體化 合形成圖形化結構於該上表面。 3. 如申请專利範圍第2項所述之製造方法，其中該基板為—駐 寶石基板，該反應氣體為氧氣、氨氣或氮氣，且步驟(b)包 含下述步驟： (bl)升高溫度至600〜900°C ;以及 (b2)以1〜200毫升/分之速率通入三甲基在呂 (Trimethyl-aluminum，TMAL)10〜120 秒，以於該基板之， 9/11 201232658 上表面形成該銘層。 士申。月專利範圍第3項所述之製造方法，其中步驟(幻包含 下述步驟： (dl)持溫600〜900°C ;以及 (d2)通入氧氣1〜12〇秒’使所述多個鋁粒與該反應氣體 化合形成多晶氧化鋁於該基板之該上表面。 5.如申請專利範圍第3項所述之製造方法’其中步驟(d)包含 下述步驟： (dl，)升溫至1100〜1300t ;以及 (d2’)通入氧氣1〇〜i8〇〇秒，使所述多個鋁粒與該反應 氣體化合形成單晶氧化鋁於該基板之該上表面。 6‘如申請專利範圍第3項所述之製造方法，其中步驟(d)包含 下述步驟： (dl”)持溫600〜900°C ;以及 (d2”)通入氨氣或氮氣1〇〜18〇〇秒，使所述多個鋁粒與 泫反應氣體化合形成單晶氮化鋁於該基板之該上表面。 7·—種圖形化基板之製造方法，包含下列步驟： (a) 提供一基板，該基板具有一上表面； (b) 鍵設一金屬層於該基板之該上表面； (c) 升高溫度以使該金屬層形成為不規則圖形金屬層， 分佈於該上表面；以及 (d) 通入一反應氣體，使該不規則圖形金屬層與該反應 氣體化合形成圖形化結構於該上表面。 8.如申請專利範圍第7項所述之製造方法，其中該基板為—藍 £ 10/11 201232658 寶石基板，該金屬層為一鋁層，該反應氣體為氧氣、氨氣或 氮氣。 9. 如申請專利範圍第8項所述之製造方法，其中步驟(c)包含 下述步驟： (cl)升高溫度至200〜9⑻。C之間；以及 (c2)保持200〜900°C之溫度1〜400分，以使該金屬層形 成為不規則圖形金屬粒，分佈於該上表面。 10. 如申請專利範圍第9項所述之製造方法，其中步驟(d)包含 下述步驟： (dl)升高溫度至1100〜1300°C ;以及 (d2)通入氧氣1〜1440分鐘，使不規則圖形金屬層與該 反應氣體化合形成單晶氧化鋁於該基板之該上表面。 11/11