[发明专利]一种图形化复合衬底的制备方法

权利要求书

1.一种图形化复合衬底的制备方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1：将蓝宝石衬底放入激光切割机器上进行切割，在蓝宝石衬底表面形成由若干垂直交错排布的周期性沟道阵列；

步骤2：对带有沟道阵列的蓝宝石衬底进行清洗后，在蓝宝石衬底表面形成一层介质薄膜层；

步骤3：采用光刻或者压印方式，带有介质薄膜层的蓝宝石衬底上形成条形光栅掩膜图形；

步骤4：将条形光栅掩膜图形转移到介质薄膜层和蓝宝石衬底表面，该蓝宝石衬底表面形成有条形光栅微结构图形阵列；

步骤5：对带有条形光栅微结构图形阵列和介质沟道的衬底进行清洗后，在蓝宝石沉底表面沉积一层氮化铝单晶薄膜层，从而获得图形化复合衬底。

2.根据权利要求1所述的图形化复合衬底的制备方法，其特征在于，

步骤1中，控制垂直交错排布的周期性沟道阵列中，横向与纵向沟道的夹角为90°，横向与纵向沟道的周期分布在10μm-100μm；沟道宽度为10μm-50μm，沟道深度为40μm-120μm，沟道侧壁倾斜度为30°-90°。

3.根据权利要求1或2所述的图形化复合衬底的制备方法，其特征在于，

步骤2中，将蓝宝石衬底放入浓硫酸与双氧水的混合溶液中浸泡清洗，浓硫酸与双氧水的体积比为5:1-3:1，混合溶液温度控制在100℃-150℃，清洗时间为10分钟-30分钟；

采用等离子体增强化学气相沉积技术或旋涂氧化硅溶液方式，在蓝宝石衬底表面形成一层厚度在100nm-3μm间的介质薄膜层，该介质薄膜层为二氧化硅薄膜层。

4.根据权利要求1或2所述的图形化复合衬底的制备方法，其特征在于，

步骤4中，图形转移具体采用等离子干法刻蚀方式，将带有掩膜图形的蓝宝石衬底放入ICP设备真空室内，抽真空，通入工艺气体，工艺气体包括三氯化硼、六氟化硫和氧气，上电极功率为1000-1500W，下电极功率为100-700W，整个刻蚀过程，掩膜图形首先转移到介质薄膜层，并在图形间隔去露出蓝宝石表面。

5.根据权利要求3所述的图形化复合衬底的制备方法，其特征在于，

步骤4中，图形转移具体采用等离子干法刻蚀方式，将带有掩膜图形的蓝宝石衬底放入ICP设备真空室内，抽真空，通入工艺气体，工艺气体包括三氯化硼、六氟化硫和氧气，上电极功率为1000-1500W，下电极功率为100-700W，整个刻蚀过程，掩膜图形首先转移到介质薄膜层，并在图形间隔去露出蓝宝石表面。

6.根据权利要求1、2或5所述的图形化复合衬底的制备方法，其特征在于，

条形光栅微结构图形阵列为包括顶部介质材料层和底部蓝宝石材料层，微结构图形横截面形貌为类三角形、梯形、矩形或抛物线状。

7.根据权利要求3所述的图形化复合衬底的制备方法，其特征在于，

条形光栅微结构图形阵列为包括顶部介质材料层和底部蓝宝石材料层，微结构图形横截面形貌为类三角形、梯形、矩形或抛物线状。

8.根据权利要求4所述的图形化复合衬底的制备方法，其特征在于，

条形光栅微结构图形阵列为包括顶部介质材料层和底部蓝宝石材料层，微结构图形横截面形貌为类三角形、梯形、矩形或抛物线状。

9.根据权利要求1、2、5、7或8所述的图形化复合衬底的制备方法，其特征在于，

条形光栅微结构图形阵列表面和蓝宝石表面所覆盖的氮化铝单晶薄膜层，薄膜层厚度为1纳米至100纳米。

10.根据权利要求6所述的图形化复合衬底的制备方法，其特征在于，

条形光栅微结构图形阵列表面和蓝宝石表面所覆盖的氮化铝单晶薄膜层，薄膜层厚度为1纳米至100纳米。