制造装置的方法制造方法及图纸

一种制造具有凹凸结构的装置的方法，该方法包括以下步骤：在其中形成细微凹凸结构(AS)的n型半导体层(13)上形成有机抗蚀剂膜(20)；在有机抗蚀剂膜上形成含硅抗蚀剂膜；利用纳米压印技术使含硅抗蚀剂膜图案化；用含氧等离子体氧化含硅抗蚀剂膜以形成氧化硅膜(30c)；使用氧化硅膜(30c)作为蚀刻掩膜，对有机抗蚀剂膜(20)实施干法蚀刻；使用氧化硅膜(30c)和有机抗蚀剂膜(20a)作为蚀刻掩膜，对n型半导体层(13)实施干法蚀刻；以及去除氧化硅膜(30c)和有机抗蚀剂膜(20a)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种制造具有细微凹凸结构的装置的方法。
技术介绍
目前存在用于在发光装置(例如发光二极管或激光二极管)中形成所谓“光子晶体”的方法，该光子晶体是纳米级细微凹凸结构，用以提高装置的光提取效率(例如，见专利文件I)。此方法包括以下步骤:将由氧化硅制成的蚀刻掩膜层压在第一氮化物半导体层上，以及利用光刻法经由蚀刻掩膜在第一氮化物半导体层中形成孔，由此在第一氮化物半导体层中形成细微凹凸结构。现有技术文件专利文件1:日本专利公开第2011-35078号
技术实现思路
本专利技术要解决的问题在光子晶体结构中，例如当凹形部的内直径变小时，可将提高光提取效率的波长带制作成小的波长带。然而，当利用光刻法形成光子晶体结构时，由于曝光辐射波长的原因而使分辨率受到限制。因此，难以为了提高光提取效率的目的使凹形部的内直径和凸形部的直径最优化以及增大纵横比。因此，难以通过光刻法形成凹凸结构。有鉴于此，也有人提出了采用纳米压印的方法。在采用纳米压印的方法中，利用主模将细微凹凸结构转印到抗蚀剂膜上，并且在使用抗蚀剂膜的情况下实施干法蚀刻。在此方法中，也可以形成具有例如数十纳米或不到数十纳米的尺寸的细微凹凸结构。此外，因为通过将主模挤压在抗蚀剂膜上的简单工艺而形成细微凹凸结构，所以与利用光刻法所形成细微凹凸结构相比可获得降低制造成本的效果。在纳米压印工艺中，重要的是确保主模从转印凹凸结构的抗蚀剂膜的脱模。然而，用于获得具有高纵横比细微凹凸结构的主模中的凹形部深度的增加导致在主模脱模后抗蚀剂膜附着在主模上以及凹形部和凸形部有缺陷形状。因此，主模中的凹形部深度和凸形部高度受到限制。因此，仅采用纳米压印工艺难以形成具有高纵横比的细微凹凸结构。因此，本专利技术的目的是提供一种制造包括具有高纵横比的细微凹凸结构的装置的方法。解决问题的手段本专利技术的第一方面是一种制造具有凹凸结构的装置的方法，该方法包括以下步骤:在其中形成凹凸结构的凹凸结构形成层上形成有机抗蚀剂膜；在有机抗蚀剂膜上形成含硅抗蚀剂膜；通过纳米压印使含硅抗蚀剂膜图案化；用含氧的等离子体氧化含硅抗蚀剂膜，以形成氧化硅膜；使用氧化硅膜作为蚀刻掩膜，对有机抗蚀剂膜实施干法蚀刻；使用氧化硅膜和有机抗蚀剂膜作为蚀刻掩膜，对凹凸结构形成层实施干法蚀刻；以及去除氧化硅膜和有机抗蚀剂膜。根据第一方面，通过将含硅抗蚀剂膜层压于有机抗蚀剂膜上而形成凹凸结构，利用纳米压印使含硅抗蚀剂膜图案化，以及通过对有机抗蚀剂膜实施干法蚀刻而形成双层抗蚀层。当利用纳米压印工艺形成单层抗蚀剂时，为了确保脱模的目的而限制膜厚度。然而，通过利用干法蚀刻形成双层抗蚀层，能够增加抗蚀剂的膜厚度。因此，通过使用双层抗蚀层，可在凹凸结构形成层中形成具有高纵横比的凹形部。此外，将由氧化硅所制成抗蚀剂膜形成为双层抗蚀层的上层。因此，可提高凹凸结构形成层对抗蚀剂膜的选择性。在第二方面，制造根据第一方面的装置的方法还包括以下步骤:在对有机抗蚀剂膜实施干法蚀刻的步骤之前，用含氧和氟的等离子体去除保留在通过纳米压印所形成的凹形部中的剩余层。根据第二方面，在对有机抗蚀剂膜实施干法蚀刻之前，去除含硅抗蚀剂膜的剩余层。因此，利用有机抗蚀剂膜来防止凹凸结构形成层暴露于等离子体中。具体地，当通过纳米压印形成单层抗蚀剂时，在去除剩余层的步骤中使凹凸结构形成层暴露于等离子体中。然而，通过形成双层抗蚀层，可减小凹凸结构形成层暴露于等离子体中的机会。因此，可阻止由于使凹凸结构形成层暴露于等离子体中所造成的性质变化。在第三方面，在制造根据第一或第二方面的装置的方法中，凹凸结构形成层是由第III族氮化物半导体制成，并且用含氯的等离子体对该凹凸结构形成层进行蚀刻。根据第三方面，因为用含氯的等离子体对由第III族氮化物半导体所制成的凹凸结构形成层进行蚀刻，所以可提高对氧化硅膜的选择性。根据第四方面，在根据第一或第二方面的中，凹凸结构形成层是由蓝宝石制成，并且用含氯的等离子体对该凹凸结构形成层进行蚀刻。根据第四方面，因为用含氯的等离子体对由蓝宝石所制成的凹凸结构形成层进行蚀刻，所以可提高对氧化硅膜的选择性。在第五方面，在根据第一或第二方面的中，凹凸结构形成层是由多层所组成，并且用含氯的等离子体对该凹凸结构形成层进行蚀刻。根据第五方面，可在多层上形成具有高纵横比的细微凹凸结构。【附图说明】图1是图解说明层压体的剖视图，该层压体是用于形成是根据本专利技术一个实施例的装置的发光装置。图2是图解说明作为制造发光装置的方法的、制造根据本专利技术第一实施例的装置的方法的示意图，其中图2A图解说明了形成有机抗蚀剂膜的步骤；图2B图解说明了形成含硅抗蚀剂膜的步骤；图2C图解说明了纳米压印工艺。图3A图解说明了去除剩余层的步骤；图38图解说明了氧化含硅抗蚀剂膜的步骤；图3C图解说明了使有机抗蚀剂膜图案化的步骤；图3D图解说明了对是凹凸结构形成层的GaN层实施干法蚀刻的步骤；图3E图解说明了抗蚀剂去除工艺。图4是图解说明具有层压体的发光装置的一个实例的示意图。图5是图解说明作为制造发光装置的方法的、制造根据本专利技术第二实施例的装置的方法的示意图，其中图5A图解说明了形成有机抗蚀剂膜的步骤；图5B图解说明了形成含硅抗蚀剂膜的步骤；图5C图解说明了纳米压印工艺。图6是图解说明根据第二实施例的发光装置的一个实例的示意图。图7是图解说明利用根据本专利技术制造工艺所形成装置的另一个实例的示意图。【具体实施方式】(第一实施例)现在将参照图1至图4，对适用于制造发光装置的方法的、制造根据本专利技术一个实施例的装置的方法进行描述。在本实施例中，发光装置具体为发光二极管(LED)。如图1中所示，用于构成LED的层压体10包括:衬底11、缓冲层12、n型半导体层13、具有多量子阱结构(MQW)的MQW层14、和p型半导体层15。任何衬底均可用作衬底11，只要缓冲层12、n型半导体层13等可在该衬底上外延地生长。例如，衬底11可以是蓝宝石衬底。此外，碳化硅、硅等也可用作衬底11的材料。η型半导体层13、MQff层14、和ρ型半导体层15是由包含至少一种第III族元素的第111族氮化物半导体制成，例如41队6&队11^316&队4111^、6&11^或者416&11^。在本实施例中，η型半导体层13是由用Si或Ge掺杂的η型GaN制成。在η型半导体层13的表面上形成细微凹凸结构AS。在本实施例中，η型半导体层13相当于凹凸结构形成层。细微凹凸结构AS具有周期性结构，该周期性结构大致具有提高发光装置提取效率的波长除以η型半导体层13的材料折射率得到的长度。具体地，当把细微凹凸结构AS优化成光子晶体的周期性结构时，凹形部或凸形部的半径R与结构周期a具有“0.3〈R/a〈0.4”的关系并且纵横比超过I。细微凹凸结构AS阻止在η型半导体层13主表面方向上的光传播，从而在垂直于η型半导体层13主表面的方向上发射光，由此提高光提取效率。接着，将根据图2来描述制造半导体发光装置的方法。如图2Α中所示，首先利用旋涂机等将有机抗蚀材料例如热塑性酹醒树酯(novolak resin)涂覆于η型半导体层13上，以形成有机抗蚀剂膜20。在形成有机抗蚀剂膜20之后，如图2Β中所示，利用旋涂机等装置将含硅抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造具有凹凸结构的装置的方法，所述方法包括以下步骤：在其中要形成凹凸结构的凹凸结构形成层上形成有机抗蚀剂膜；在所述有机抗蚀剂膜上形成含硅抗蚀剂膜；利用纳米压印在所述含硅抗蚀剂膜上形成图案；用含氧等离子体氧化所述含硅抗蚀剂膜，以形成氧化硅膜；使用所述氧化硅膜作为蚀刻掩膜，对所述有机抗蚀剂膜实施干法蚀刻；使用所述氧化硅膜和所述有机抗蚀剂膜作为蚀刻掩膜，对所述凹凸结构形成层实施干法蚀刻；以及去除所述氧化硅膜和所述有机抗蚀剂膜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.07 JP 2012-0501991.一种制造具有凹凸结构的装置的方法，所述方法包括以下步骤: 在其中要形成凹凸结构的凹凸结构形成层上形成有机抗蚀剂膜； 在所述有机抗蚀剂膜上形成含硅抗蚀剂膜； 利用纳米压印在所述含硅抗蚀剂膜上形成图案； 用含氧等离子体氧化所述含硅抗蚀剂膜，以形成氧化硅膜； 使用所述氧化硅膜作为蚀刻掩膜，对所述有机抗蚀剂膜实施干法蚀刻； 使用所述氧化硅膜和所述有机抗蚀剂膜作为蚀刻掩膜，对所述凹凸结构形成层实施干法蚀刻；以及 去除所述氧化硅膜和所述有机抗蚀剂膜。2.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：上村隆一郎，长田大和，鹿岛行雄，西原浩巳，田代贵晴，大川贵史，
申请(专利权)人：株式会社爱发科，丸文株式会社，东芝机械株式会社，
类型：
国别省市：