[发明专利]一种蓝宝石衬底上亚微米级的图形的制备方法

权利要求书

1.一种蓝宝石衬底上亚微米级图形的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）在蓝宝石衬底上淀积一层二氧化硅或氮化硅作为蓝宝石衬底上精细光刻的光刻胶粘附层；

2）采用紫外光刻方法在步骤1）制成的蓝宝石衬底上制备光刻胶几何图形掩膜层； 

3）利用真空蒸镀设备在步骤2）制成的蓝宝石衬底上蒸镀多层金属结构作为刻蚀蓝宝石衬底的掩膜层，所述多层金属结构为由金属以金属Ni和其它金属 相间组成的A/Ni/B/Ni/C/Ni……结构，其中其它金属A、B、C……分别为金属Ti或者Cr或者Al或者In或者Ag或者Au；

4）将步骤3）制成的蓝宝石衬底浸入沸腾的丙酮中，以超声处理3min~15min，进行光刻胶剥离工艺，而后用去离子水冲洗干净；

5）采用感应耦合等离子体干法刻蚀方法刻蚀步骤4）制成的蓝宝石衬底，其中，将BCl₃、Cl₂和Ar混合形成的等离子气体进行等离子对衬底进行刻蚀，刻蚀后，衬底上均匀排布柱体；所述等离子气体中，BCl₃和Cl₂和Ar的混合的体积比为0～0.5︰0.5～1︰0～0.5；

6）将步骤5）制成的图形蓝宝石衬底放入盐酸水溶液中进行加热超声处理，去除金属掩膜层，而后用去离子水冲洗干净；

7）将步骤6制成的蓝宝石图形衬底放入稀释的氢氟酸中，或者加热的磷酸溶液中去除光刻胶粘附层；而后将衬底放入丙酮、酒精中进行超声处理，再用去离子水冲洗干净。

2.根据权利要求1所述的一种蓝宝石衬底上亚微米级图形的制备方法，其特征在于：所述步骤1）的蓝宝石衬底为(0001)或c面、(1-102)或r面、(10-10)或m面、(11-20)或a面或其他晶面的蓝宝石衬底中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种蓝宝石衬底上亚微米级图形的制备方法，其特征在于：所述步骤1）所述光刻胶粘附层的厚度为5nm～300nm。

4.根据权利要求1所述的一种蓝宝石衬底上亚微米级图形的制备方法，其特征是：所述步骤2）所述光刻胶几何图形掩膜层的直径或边长为1μm～4μm，图形之间的间隔为0.5μm～2.5μm。

5.根据权利要求1或4所述的一种蓝宝石衬底上亚微米级图形的制备方法，其特征是：在所述步骤2）中，首先在衬底上旋涂0.5μm～2.0μm的光刻胶，选择真空接触曝光模式，在紫外线波长为245nm～410nm的条件下曝光1～20sec，烘烤后经过40～130sec的显影。

6.根据权力要求1所述的一种蓝宝石衬底上亚微米级图形的制备方法，其特征在于：所述步骤3）所述的多层金属结构的层数为1～10层，其中每层其它金属层的厚度为5nm～50nm，每层金属Ni层的厚度为5nm～300nm。

7.根据权利要求1所述的一种蓝宝石衬底上亚微米级图形的制备方法，其特征在于：步骤5）所述柱体为直径为1μm～4μm、高为0～2.5μm、间隔0.5μm～2.5μm的圆柱体。

8.根据权利要求1所述的一种蓝宝石衬底上亚微米级图形的制备方法，其特征在于：步骤5）所述柱体为边长为1μm～4μm、高为0～2.5μm、间隔0.5μm～2.5μm的多边形柱体。

9.根据权利要求1所述的一种蓝宝石衬底上亚微米级图形的制备方法，其特征在于：所述步骤6）的盐酸水溶液的体积浓度为30%～70%，在40～80℃下对衬底超声处理5～30min。

10.根据权利要求1所述的一种蓝宝石衬底上亚微米级图形的制备方法，其特征在于：所述步骤7）所述的使用稀释至体积浓度为5～20%的氢氟酸水溶液，在室温下浸泡衬底5～30min；或者使用体积浓度为85～88%的磷酸水溶液在120～250℃浸泡衬底5～30min。