一种图形化衬底、图形化衬底的制备方法及LED芯片技术

本发明专利技术提供一种图形化衬底、图形化衬底的制备方法及LED芯片，制备方法包括提供一蓝宝石衬底，并在蓝宝石衬底上沉积一层黄光涂胶，同时，制备掩膜版，将掩膜版上的图形转移到黄光涂胶上，得到第一图形化蓝宝石衬底，对第一图形化蓝宝石衬底进行蚀刻，并清洁，得到第二图形化蓝宝石衬底，在第二图形化蓝宝石衬底上制备光阻层，并将第二图形化蓝宝石衬底外圈的光阻层进行去除，得到第三图形化蓝宝石衬底，将第三图形化蓝宝石衬底进行蚀刻，并清洁，得到第四图形化蓝宝石衬底。本发明专利技术提供一种图形化衬底、图形化衬底的制备方法及LED芯片，旨在解决现有技术中，图形化蓝宝石衬底内外圈形貌不均匀，最终导致外延长晶外圈良率低的问题。最终导致外延长晶外圈良率低的问题。最终导致外延长晶外圈良率低的问题。

A graphic substrate, a preparation method of graphic substrate and LED chip

【技术实现步骤摘要】
一种图形化衬底、图形化衬底的制备方法及LED芯片


[0001]本专利技术涉及LED
，特别涉及一种图形化衬底、图形化衬底的制备方法及LED芯片。

技术介绍

[0002]发光二极管(Light Emitting Diode，简称：LED)是一种能发光的半导体电子元件，由于其体积小、亮度高、能耗低等特点，吸引了越来越多研究者的注意。
[0003]传统的LED芯片一般由生长好的外延片制备而成，而外延片生长的好坏离不开外延长晶匹配度高的衬底，研究发现，图形化蓝宝石衬底的图形化表面结构可以增强光在GaN和衬底界面间的散射，减少GaN外延材料的位错密度，减小反向漏电流，提高LED的使用寿命；另一方面，经GaN和蓝宝石衬底界面的多次散射，改变了全反射光的出射角，LED的光从蓝宝石衬底出射几率大大增加，从而提高了光的提取效率。
[0004]随着LED芯片制作技术的不断精进，对图形化蓝宝石衬底提出了更高的要求，例如，提高外延长晶的有效匹配度，为了解决该问题，需要提升晶圆外圈的良率与利用率，改善晶圆片外圈状况，即对图形化蓝宝石衬底的外观进行优化，而传统的黄光工艺，即为涂胶、曝光、显影、蚀刻以及清洗的工艺流程，由于受限于蚀刻物理性铝盘遮挡问题，造成内外圈形貌不均匀，最终导致外延长晶外圈良率损失严重。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术的目的是提供一种图形化衬底、图形化衬底的制备方法及LED芯片，旨在解决现有技术中，图形化蓝宝石衬底内外圈形貌不均匀，最终导致外延长晶外圈良率低的问题。
[0006]根据本专利技术实施例当中的一种图形化衬底的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
[0007]提供一蓝宝石衬底，并在所述蓝宝石衬底上沉积一层黄光涂胶，同时，制备掩膜版；
[0008]将所述掩膜版上的图形转移到所述黄光涂胶上，得到第一图形化蓝宝石衬底；
[0009]对所述第一图形化蓝宝石衬底进行蚀刻，并清洁，得到第二图形化蓝宝石衬底；
[0010]在所述第二图形化蓝宝石衬底上制备光阻层，并将所述第二图形化蓝宝石衬底外圈的所述光阻层进行去除，得到第三图形化蓝宝石衬底；
[0011]将所述第三图形化蓝宝石衬底进行蚀刻，并清洁，得到第四图形化蓝宝石衬底。
[0012]优选地，所述提供一蓝宝石衬底，并在所述蓝宝石衬底上沉积一层黄光涂胶，同时，制备掩膜版的步骤具体包括：
[0013]通过将原料投入搅拌机台中搅拌，制作出软模板固态胶体，搅拌时间为20min～60min，静置时间为4h～8h；
[0014]将所述软模板固态胶体放入软模板制作机台中，制备得到所述掩膜版，其中，制备
温度为100℃～150℃，胶量为50g～100g，消气泡次数为10次～50次。
[0015]优选地，所述将所述掩膜版上的图形转移到所述黄光涂胶上，得到第一图形化蓝宝石衬底的步骤包括：
[0016]将所述掩膜版放入压印机台内，对所述黄光涂胶进行压印，制备得到所述第一图形化蓝宝石衬底，其中，条件设定为温度为40℃～80℃，一次压力为0.5Kpa～3Kpa，二次压力10Kpa～20Kpa，增压位置为30mm～40mm，曝光时间为20s～60s，变速位置为10mm～20mm，压印时间为30s～120s。
[0017]优选地，所述蚀刻工艺为干法蚀刻，其中，气压为3mtorr～10mtorr，上电极功率为1500W～2800W，下电极功率为400W～1000W，刻蚀时间为2000s～3000s。
[0018]优选地，所述清洁的工艺为湿法工艺，其中，利用硫酸与双氧水的混合溶剂对图形化蓝宝石衬底表面进行清洗。
[0019]优选地，制备所述光阻层的工艺为黄光工艺。
[0020]优选地，所述在所述第二图形化蓝宝石衬底上制备光阻层，并将所述第二图形化蓝宝石衬底外圈的所述光阻层进行去除，得到第三图形化蓝宝石衬底的步骤包括：
[0021]将所述第二图形化蓝宝石衬底边缘1mm～10mm距离的所述光阻层去除。
[0022]根据本专利技术实施例当中的一种图形化衬底，由上述的图形化衬底的制备方法制得，所述图形化衬底包括蓝宝石基板和所述蓝宝石基板向外延伸出的外延长晶层，所述外延长晶层包括掩膜部和位于所述掩膜部外侧的非掩膜部。
[0023]优选地，所述掩膜部的高度高于所述非掩膜部的高度，所述掩膜部的宽度大于所述非掩膜部的宽度。
[0024]根据本专利技术实施例当中的一种LED芯片，包括上述的图形化衬底。
[0025]与现有技术相比：在提供的蓝宝石衬底上沉积黄光涂料，并将事先准备好的掩膜版上的图形转移至黄光涂料上，形成第一图形化蓝宝石衬底，后对第一图形化蓝宝石衬底进行整体蚀刻，并清洁，得到具有一定形状的第二图形化蓝宝石衬底，但通过上述工艺制备的第二图形化蓝宝石衬底的外圈形状不均匀，为了解决该问题，在第二图形化蓝宝石衬底上制备光阻层，并将第二图形化蓝宝石衬底外圈的光阻层进行去除，得到第三图形化蓝宝石衬底，通过将第三图形化蓝宝石衬底进行蚀刻，并清洁，得到第四图形化蓝宝石衬底，由于第二图形化蓝宝石衬底外圈的光阻层被去除，所以图形化蓝宝石衬底的外圈经历了两次蚀刻，使得外圈形貌得到优化，而在第二图形化蓝宝石衬底上制备光阻层的过程中，不再使用铝盘，所以蚀刻的遮挡问题得到解决，进而制备出内外圈形貌均匀的图形化蓝宝石衬底，提升了外延外圈良率。
附图说明
[0026]图1为本专利技术实施例一当中的图形化衬底的结构示意图；
[0027]图2为本专利技术实施例二当中的本专利技术实施例二提出的一种图形化衬底的制备方法的流程图。
具体实施方式
[0028]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中
给出了本专利技术的若干实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。
[0029]需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0030]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0031]PSS(Patterned Sapphire Substrate，图形化衬底)，也就是在蓝宝石衬底上生长干法刻蚀用掩膜，用标准的光刻工艺将掩膜刻出图形，利用ICP刻蚀技术刻蚀蓝宝石，并去掉掩膜，再在其上生长GaN材料，使GaN材料的纵向外延变为横向外延。一方面可以有效减少GaN外延材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图形化衬底的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：提供一蓝宝石衬底，并在所述蓝宝石衬底上沉积一层黄光涂胶，同时，制备掩膜版；将所述掩膜版上的图形转移到所述黄光涂胶上，得到第一图形化蓝宝石衬底；对所述第一图形化蓝宝石衬底进行蚀刻，并清洁，得到第二图形化蓝宝石衬底；在所述第二图形化蓝宝石衬底上制备光阻层，并将所述第二图形化蓝宝石衬底外圈的所述光阻层进行去除，得到第三图形化蓝宝石衬底；将所述第三图形化蓝宝石衬底进行蚀刻，并清洁，得到第四图形化蓝宝石衬底。2.根据权利要求1所述的图形化衬底的制备方法，其特征在于，所述提供一蓝宝石衬底，并在所述蓝宝石衬底上沉积一层黄光涂胶，同时，制备掩膜版的步骤具体包括：通过将原料投入搅拌机台中搅拌，制作出软模板固态胶体，搅拌时间为20min～60min，静置时间为4h～8h；将所述软模板固态胶体放入软模板制作机台中，制备得到所述掩膜版，其中，制备温度为100℃～150℃，胶量为50g～100g，消气泡次数为10次～50次。3.根据权利要求1所述的图形化衬底的制备方法，其特征在于，所述将所述掩膜版上的图形转移到所述黄光涂胶上，得到第一图形化蓝宝石衬底的步骤包括：将所述掩膜版放入压印机台内，对所述黄光涂胶进行压印，制备得到所述第一图形化蓝宝石衬底，其中，条件设定为温度为40℃～80℃，一次压力为0.5Kpa～3Kpa，二次压力10Kpa～20Kpa，增压位置为30mm～40mm，曝光时间为20s～60s，变速位...

【专利技术属性】
技术研发人员：范绅钺，田晓强，梁毅，李孟轩，文国昇，
申请(专利权)人：江西兆驰半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：