[發明專利]4英寸圖形化襯底的制作方法

在審

• 申請號: 201710462371.5
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107240625A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 馮磊
• 申請（專利權）人: 湘能華磊光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/20;H01L21/027
• 代理公司: 北京晟睿智杰知識產權代理事務所(特殊普通合伙)11603
• 代理人: 于淼

技術領域

本申請涉及襯底制作技術領域，具體地說，涉及一種4英寸圖形化襯底的制作方法。

背景技術

當前全球能源短缺的憂慮再度升高的背景下，節約能源是我們未來面臨的重要的問題，在照明領域，LED(Light Emitting Diode，發光二極管)發光產品的應用正吸引著世人的目光，LED作為一種新型的綠色光源產品，必然是未來發展的趨勢，二十一世紀將進入以LED為代表的新型照明光源時代。

由于LED器件的制造一半采用橫向結構，體型是長方體左右兩面相互平行，雖然有源區發出的光大部分從P型區的頂部出射，但是，由于半導體材料與空氣的折射率差異較大，導致LED光從折射率大的芯片發射到折射率小的空氣時，會在半導體與空氣的界面發生全反射，未經處理的半導體LED結構表面大約只有很少一部分的光從芯片內部逃逸出來，從而導致芯片的出光效率非常低。由于芯片的出光效率是決定半導體照明芯片的發光效率的主要因素，因此，提升LED的發光效率和增大光的去除效率隊提高器件的外部量子效率起著非常關鍵的作用。為了提高外部量子效率，人們正在試圖從技術上嘗試各種能提高芯片出光率的方法，比較成功的方法之一是圖形襯底(Patterned Sapphire Substrate-PSS)技術，在光滑的襯底表面，通過光刻制作出一定的有周期的圖形，然后，采用刻蝕的方法制作出納米或微米尺度的幾何狀的凸起或凹陷，然后在這樣粗糙的襯底表面進行外沿生長的LED結構。從LED結構有源區發出的光，在射到外延層與藍寶石的界面處時，粗糙的界面會對光線產生散射作用，改變了光線的傳輸方向，擴展了光初設的臨界角度，大大提高了出光效率和外量子效率。

目前，PSS技術已成為LED行業內普遍采用的一種提高LED器件光提取效率的手段。但是目前通過4英寸圖形化襯底制作方法制作出的圖形結構容易出現倒角、圖形形貌一致性較差的問題。

發明內容

有鑒于此，本申請所要解決的技術問題是提供了一種4英寸圖形化襯底的制作方法，通過增加掩膜圖形單元的間距，使得刻蝕過程中圖形襯底產生的倒角得到完全修復，而且圖形形貌一致性較好，提高了圖形尺寸的一致性。

為了解決上述技術問題，本申請有如下技術方案：

一種4英寸圖形化襯底的制作方法，其特征在于，依次包括：

提供一4英寸襯底，所述襯底包括相對設置的第一表面和第二表面；

在所述襯底的第一表面上均勻涂覆一層正性光刻膠；

以所述正性光刻膠作為掩膜，采用光刻方法，在所述襯底的第一表面上形成圖形化掩膜，所述圖形化掩膜包括若干個不連續的光刻膠柱，相鄰兩個所述光刻膠柱之間的間距為3.1um≤D1≤3.6um，所述間距為相鄰兩個所述光刻膠柱中第一光刻膠柱遠離第二光刻膠柱一側的邊緣與第二光刻膠柱靠近第一光刻膠柱一側的邊緣之間的距離；

利用CORIAL干法刻蝕機臺對所述圖形化掩膜進行刻蝕，形成圖形化襯底，所述圖形化襯底包括在所述第一表面形成的若干突起部。

可選地，其中：

相鄰兩個光刻膠柱之間的間距為D1＝3.2um。

可選地，其中：

所述光刻膠柱呈圓柱狀，所述光刻膠柱的直徑為D2，2.0um≤D2≤2.2um，所述光刻膠柱的高度為H1，2.4um≤H1≤2.6um。

可選地，其中：

所述光刻膠柱的直徑D2＝2.1um，所述光刻膠柱的高度H1＝2.5um。

可選地，其中：

所述突起部在所述襯底所在平面的正投影的直徑為D3，2.9um≤D3≤3.1um，所述突起部在沿垂直于所述襯底所在平面的方向的高度為H2，1.7um≤H2≤1.9um，相鄰兩個突起部之間的間距為D4，0.1um≤D4≤0.3um，其中，相鄰兩個突起部之間的間距為相鄰兩個突起部中，第一突起部靠近第二突起部一側的邊緣與第二突起部靠近所述第一突起部的邊緣之間的距離。

可選地，其中：

D3＝3.0um，H2＝1.8um，D4＝0.2um。

可選地，其中：

利用CORIAL干法刻蝕機臺對所述圖形化掩膜進行刻蝕，形成圖形化襯底，所述圖形化襯底包括在所述第一表面形成的若干突起部，進一步為：