[发明专利]一种纳米级图形化衬底的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED制造技术领域，尤其涉及一种纳米级图形化衬底的制造方法。

背景技术

在LED制造技术工艺中，由于蓝宝石衬底材料与外延材料从晶格常数、热涨系数到折射率都相差很大。这些物理性质差异直接导致衬底上生长的外延材料质量不高，致使LED内量子效率（IQE）受到限制，进而影响外量子效率（EQE）以及光效的提高。

为了提高LED效率，业界引入了图形化的低温缓冲层，所述图形化的低温缓冲层可以提高内量子效率，具体地说，先在衬底上外延生长低温缓冲层，然后对所述低温缓冲层进行图形化，之后再生长其它外延层。如此，即需要外延生长-图形化-再次外延生长三个步骤，使得工艺复杂、费时。

因此，图形化蓝宝石衬底（Patterned Sapphire Substrate，PSS）技术被引入，其与之前的方法不同点在于，PSS技术将原来低温缓冲层上的图形做到了衬底上，也就是说图形化衬底而非图形化低温缓冲层，这样就克服了上述缺点。PSS技术能提高LED效率的原理在于能够有效的减少差排密度，减少外延生长缺陷，提升外延片品质，减少非辐射复合中心，提高了内量子效应；另外，PSS结构增加了光子在蓝宝石界面处的反射次数，使光子逸出LED有源区的几率增加，从而使出光效率得以提高。PSS主要制作流程包括：掩膜层制作、掩膜层图形化、掩膜图形向衬底的转移和掩膜层去除四个步骤。在微米级上常规的光刻技术就能满足掩膜层图形化工艺需求，但是，随着PSS技术的图案由微米级向着纳米级进发，常规的图形化衬底的工艺方法的成本和难度已无法适用于大规模生产。

目前纳米级PSS(NPSS:nano-PSS)技术掩膜层图形化的方法主要为纳米压印。纳米压印的基本思想是通过在模具上形成纳米级的图案，将模具压印在形成于衬底上的媒介上，媒介通常是一层很薄的聚合物膜，通过模具对媒介的热压或者透过模具的辐照等方法使媒介结构硬化，从而保留下图形。纳米压印对模具的分辨率、平坦化、均匀性、表面等有很高的要求，并且，压印过程中，模具与压印材料之间的对准、平行度、压力均匀性、温度均匀性、脱模技术等都存在着较多的问题。

发明内容

本发明提供一种纳米级图形化衬底的制造方法，利用利用电沉积工艺在导电层上形成规则排布的标记，然后在标记处形成金属纳米颗粒，进而利用金属纳米颗粒为掩膜刻蚀导电层，然后刻蚀衬底以形成纳米级图形化衬底。该方法具有工艺简单、工艺成本低的优点。

本发明提供一种纳米级图形化衬底的制造方法，包括：

提供衬底，在所述衬底上形成导电层；

在所述导电层上形成规则排布的凸起或凹陷的标记；

在所述导电层上使用电沉积工艺在所述标记处形成金属纳米颗粒，所述金属与导电层的材质不同；

以所述金属纳米颗粒作为掩膜，刻蚀所述导电层，形成图形化的导电层；

以所述图形化的导电层为掩膜，刻蚀所述衬底；

去除所述图形化的导电层和金属纳米颗粒，形成纳米级图形化衬底。

可选的，所述导电层为Ag、Au、Cu形成的金属层或ITO膜层。

可选的，所述导电层的厚度为10nm~100nm。

可选的，所述电沉积工艺沉积的金属材质为Ag、Au或Cu。

可选的，形成金属纳米颗粒的电沉积工艺时间为5秒~15秒。

可选的，所述利用湿法刻蚀工艺或等离子刻蚀所述导电层。

可选的，所述湿法刻蚀工艺的刻蚀液为FeCl₃。

可选的，利用聚焦离子束显微镜形成凸起或凹陷的标记。

可选的，利用湿法刻蚀工艺或等离子刻蚀工艺来刻蚀所述衬底

可选的，利用化学机械研磨或刻蚀的方法来去除所述图形化的导电层和金属纳米颗粒。

本发明提供一种纳米级图形化衬底的制造方法，所述纳米级图形化衬底的制造方法在衬底上形成导电层，然后在导电层上形成规则排布的凸起或凹陷的标记，然后进行电沉积工艺，通过控制电沉积工艺时间在标记处形成金属纳米颗粒，之后以金属纳米颗粒作为掩膜刻蚀导电层，最后以导电层为掩膜刻蚀衬底，以形成图纳米级图形化衬底。该方法无须用到高精度的光刻机台，也不用模具进行压印，具有工艺简单，工艺成本低的优点。

附图说明

图1为本发明实施例的纳米级图形化衬底的制造方法的流程图；

图2A~2F为本发明实施例的纳米级图形化衬底的制造方法的各步骤的剖面示意图。

具体实施方式