[发明专利]图形化衬底的制作方法、图形化衬底和发光二极管

说明书

本发明公开了一种图形化衬底的制作方法、图形化衬底和发光二极管。包括初始阶段：在衬底上形成具有初始形貌的图形化掩膜；形貌形成阶段，通入第一刻蚀气体，在预设的第一刻蚀工艺参数下，形成具有预定形貌的图形化掩膜以及初步图形化衬底；拐角形成抑制阶段：通入第二刻蚀气体，在预设的第二刻蚀工艺参数下，抑制所述具有预定形貌的图形化掩膜拐角的形成，以获得中间图形化衬底；形貌修饰阶段，通入第三刻蚀气体，在预设的第三刻蚀工艺参数下，对中间图形化衬底的侧壁形貌进行修饰，以获得最终图形化衬底。本发明的图案化衬底的制作方法，可以有效缩短工艺制程时间，提高产能。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种图形化衬底的制作方法、一种图形化衬底和一种发光二极管。

背景技术

PSS(Patterned Sapphire Substrates)即图形化衬底技术，是目前普遍采用的一种提高GaN基LED器件光效率的方法。该方法可以有效减少GaN外延材料的位错密度，从而减小了有源区的非辐射复合，减小了反向漏电流，提高了LED的寿命。有源区发出的光，经由GaN和蓝宝石衬底界面多次散射，改变了全反射光的出射角，增加了LED的光从正面(正装)和背面(倒装)出射的几率，从而提高了光的提取效率。同时反向漏电流减小，LED的寿命也得到了延长。市场上主流的PSS制作流程是通过光刻在蓝宝石衬底上制作圆柱形PR掩膜，然后通过干法刻蚀形成圆锥形PSS。

相关技术中，PSS图案化衬底的制作方法一般包括主刻蚀和过刻蚀，其中，主刻蚀过程一般通过控制PSS的刻蚀速率，调整选择比提升高度，过刻蚀阶段采用较高的下功率长时间修饰形貌，以达到最终刻蚀尺寸和形貌的要求。

显然，相关技术中的PSS图案化衬底的制作方法，修饰形貌时间过长，导致图案化衬底的工艺时间长，产能较低，无法满足生产的需求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种图形化衬底的制作方法、一种图形化衬底和一种发光二极管。

为了实现上述目的，本发明的第一方面，提供了一种图形化衬底的制作方法，包括：

初始阶段：在衬底上形成具有初始形貌的图形化掩膜；

形貌形成阶段：通入第一刻蚀气体，在预设的第一刻蚀工艺参数下，形成具有预定形貌的图形化掩膜以及初步图形化衬底；

拐角形成抑制阶段：通入第二刻蚀气体，在预设的第二刻蚀工艺参数下，抑制所述具有预定形貌的图形化掩膜拐角的形成，直至所述具有预定形貌的图形化掩膜完全被刻蚀，以获得中间图形化衬底，其中，通过增大所述初步图形化衬底的底宽和/或减小所述具有预定形貌的图形化掩膜的收缩速度，能抑制所述具有预定形貌的图形化掩膜拐角的形成；

形貌修饰阶段：通入第三刻蚀气体，在预设的第三刻蚀工艺参数下，对所述中间图形化衬底的侧壁形貌进行修饰，以获得最终图形化衬底。

可选地，所述第二刻蚀气体包括主刻蚀气体和辅助刻蚀气体，通过调节所述辅助刻蚀气体在所述第二刻蚀气体中所占的比例，能够调整所述初步图形化衬底的底宽，其中，

所述辅助刻蚀气体在所述第二刻蚀气体中所占的比例与所述初步图形化衬底的底宽呈正相关。

可选地，通过调节下电极功率的大小，能够调节所述具有预定形貌的图形化掩膜的收缩速度，其中，

所述下电极功率的大小与所述具有预定形貌的图形化掩膜的收缩速度呈正相关。

可选地，所述第一刻蚀气体包括BCl₃，所述预设的第一刻蚀工艺参数满足下述条件：