一种高亮度led图形化的加工方法
【专利摘要】一种高亮度LED图形化的加工方法，涉及光电子器件的微加工领域，该加工方法采用在传统光刻工艺制备出碳化硅模板的基础上，将此模板倒置于待加工衬底上，利用晶片对准设备实现模板和衬底图形的对准，然后利用磁铁或专用夹子完成模板与待加工衬底间的固定，最后将整个结构置于反应腔室中，实现微纳米图形的刻蚀。该种图形化的加工方法能够高效率、低成本、批量化的实现在非平坦的LED蓝宝石衬底或LED外延片上制造出微纳结构，进而达到改进光源质量的目的。
【专利说明】一种高亮度LED图形化的加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光电子器件的微加工领域，特别是一种用于高亮度LED图形化的加工方法。
【背景技术】
[0002]改革开放以来，国民经济得到快速增长，“科技创新，自主创新”已成为目前国内工业发展的主流，我国工业正逐步向集约型、节能减排、低碳的方向发展。随着照明科学技术的不断发展，照明产品已经完全融入了人们的日常生活。照明灯具在发挥其应有照明功能的同时，还装饰了城市的美好夜晚，点亮了人们的现代生活。在照明技术快速普及的同时，能源紧张以及供需问题变得日益严重，促使人们研究推广节能的照明光源。LED灯由于其寿命长、光效高、低辐射和低能耗等特点成为了节能灯的典型代表，被称为第四代新型绿色光源。LED灯在满足节能的同时，人们对其能达到的照明效果提出了更高的技术要求。目前，提高LED取光效率，实现高亮度LED的公认的最有效途径即是LED图形化。LED图形化技术分为LED蓝宝石衬底图形化技术和LED外延片图形化技术。相对于微纳工艺通常所用的硅片衬底而言，LED蓝宝石衬底和LED外延片表面不平坦——广泛存在微米尺寸的表面尖锐突起及部分区域的翘曲变形，且本身材质脆弱易碎。因此，采用传统的图形化工艺难以高效率、低成本、批量化的实现在非平坦的LED蓝宝石衬底或LED外延片上制造出微纳结构，从而不能达到改进光源质量的目的。正因如此，需要一种灵活的，对衬底无要求的，同时又是高效率、批量化的微加工技术，来完成传统微加工工艺所不能实现的微纳米图形化。模板光刻技术就是这样一种新型科学的技术，具有很好的应用前景。目前普遍使用的模板材料是氮化娃O氮化娃具有较好的化学稳定性和机械强度，但由于材料本身的应力，使得模板在后续应用过程中容易变形，氮化硅模板在使用中必须附加抗形变结构。因此，为了高效率、低成本、批量化的实现高亮度LED图形化的目的，科研单位和企业科技人员在不断的研究、探索，利用现代科学技术，提供了一种用碳化硅制作的模板转移微纳米图形的技术，虽然在技术上取得了一些进步，但在实际运用中仍然存在着尚未克服的技术难题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服以上不足，提供一种高亮度LED图形化的加工方法，该加工方法采用在传统光刻工艺制备出碳化硅模板的基础上(参见此前提交的专利201110144874.0)，将此模板倒置于待加工衬底上，利用晶片对准设备实现模板和衬底图形的对准，然后利用磁铁或专用夹子完成模板与待加工衬底间的固定，最后将整个结构置于反应腔室中，实现微纳米图形的刻蚀，该种图形化的加工方法能够高效率、低成本、批量化的实现在非平坦的LED蓝宝石衬底或LED外延片上制造出微纳结构，进而达到改进光源质量的目的。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种高亮度LED图形化的加工方法，需对准的微纳米图形化的加工步骤包括:[0005]I)制作碳化娃模板；
[0006]2)将待加工衬底通过承片台，传送到夹具上，并吸真空以固定；
[0007]3)将碳化硅模板置于玻璃片上，再将玻璃片置于承片台上，并透过显微镜对碳化硅模板和待加工衬底进行图形对准；
[0008]4)完成对准后，上升承片台，使碳化娃|旲板与待加工衬底接触，然后触动压片，使碳化硅模板和待加工衬底之间形成紧贴固定；
[0009]5)将固定好的碳化硅模板和待加工衬底一起置于反应腔中，进行材料的积淀，从而实现微纳米图形的加工。
[0010]上述步骤2)中，所述待加工衬底可以是LED蓝宝石衬底和LED外延片等。
[0011]上述步骤3)中，所述玻璃片的尺寸需小于碳化硅模板尺寸。
[0012]上述步骤4)中，所述碳化硅模板和待加工衬底之间的固定，如果需要达到更紧密的固定，还可以通过把磁铁放在碳化硅模板和待加工衬底的背面，利用磁铁的吸力固定住碳化硅模板和待加工衬底，或者用专用夹子夹住碳化硅模板和待加工衬底的边缘，来达到更加紧密固定的目的。
[0013]上述步骤5)中，反应腔可以是溅射、淀积和刻蚀等设备。
[0014]上述步骤2)_步骤4)中，对无需对准的微纳米图形化，只需将碳化硅模板倒置于待加工衬底上，再将碳化硅模板和衬底之间固定即可。
[0015]本发明解决其技术问题所采用的技术原理是:碳化硅材料是目前光电子微加工中很有发展前景的材料，具有很好的耐腐蚀性和机械强度，适宜做模板材料。同时，由于碳化硅材料的应力可控，在后续应用过程中形变小，因此无须薄膜加固装置，从而降低了生产成本。另外，由于碳化硅材料硬度大，不易形变和破碎，所以，在应用过程中，可用夹子或磁铁，吸住模板和加工衬底，进一步减小模板和加工衬底间的间距，提高线条精度，同时提高LED图形化加工的生产效率。
[0016]本发明有益效果是:通过采用碳化硅制作的模板转移微纳米图形的技术，使LED图形化的加工方法能够高效率、低成本、批量化的实现在非平坦的LED蓝宝石衬底或LED外延片上制造出微纳结构，进而达到改进光源质量的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是一种高亮度LED图形化的加工方法中模板对准的示意图；
[0018]图2是一种高亮度LED图形化的加工方法中用模板实现图形刻蚀的示意图；
[0019]在图中:1.夹具、2.压片、3待加工衬底、4.承片台、5.碳化硅模板、6.玻璃片、
7.显微镜、8.刻蚀气体、9.模板与衬底、10带刻蚀图形衬底。
【具体实施方式】
[0020]下面是结合附图和实施例对本发明进一步描述:
[0021]实施例1
[0022]在图1中，一种高亮度LED图形化的加工方法，需对准的微纳米图形化的加工步骤包括:
[0023]I)制作碳化硅模板5 (参见此前提交的专利201110144874.0)；[0024]2)将待加工衬底3通过承片台4，传送到夹具I上，并吸真空以固定；
[0025]3)将碳化硅模板5置于玻璃片6上，再将玻璃片6置于承片台4上，并透过显微镜7对碳化硅模板5和待加工衬底3进行图形对准；
[0026]4)完成对准后，上升承片台4，使碳化硅模板5与待加工衬底3接触，然后触动压片2，使碳化硅模板5和待加工衬底3之间形成紧贴固定；
[0027]5)将固定好的碳化娃模板5和待加工衬底3—起置于反应腔中,进行材料的积淀，从而实现微纳米图形的加工。
[0028]上述步骤2)中，所述待加工衬底3可以是LED蓝宝石衬底和LED外延片等。
[0029]上述步骤3)中，所述玻璃片6的尺寸需小于碳化硅模板5尺寸。
[0030]上述步骤4)中，所述碳化硅模板5和待加工衬底3之间的固定，如果需要达到更紧密的固定，还可以通过把磁铁放在碳化硅模板5和待加工衬底3的背面，利用磁铁的吸力固定住碳化硅模板5和待加工衬底3，或者用专用夹子夹住碳化硅模板5和待加工衬底3的边缘，来达到更加紧密固定的目的。
[0031]上述步骤5)中，反应腔可以是溅射、淀积和刻蚀等设备。
[0032]实施例2
[0033]一种高亮度LED图形化的加工方法，无需对准的微纳米图形化的加工步骤包括:
[0034]I)制作碳化硅模板5 (参见此前提交的专利201110144874.0)；
[0035]2)将碳化硅模板5倒置于待加工衬底3上，再将碳化硅模板5和待加工衬底3之间紧贴固定；
[0036]3)将固定好的碳化娃模板5和待加工衬底3—起置于反应腔中,进行材料的积淀，从而实现微纳米图形的加工。
[0037]上述步骤2)中，所述待加工衬底3可以是LED蓝宝石衬底和LED外延片等。
[0038]上述步骤2)中，所述碳化硅模板5和待加工衬底3之间的固定，如果需要达到更紧密的固定，还可以通过把磁铁放在碳化硅模板5和待加工衬底3的背面，利用磁铁的吸力固定住碳化硅模板5和待加工衬底3，或者用专用夹子夹住碳化硅模板5和待加工衬底3的边缘，来达到更加紧密固定的目的。
[0039]上述步骤3)中，反应腔可以是溅射、淀积和刻蚀等设备。
[0040]在图2中，以图形刻蚀为例，进一步说明如何实现微纳米图形的加工:
[0041]I)将固定好的模板和衬底9置于刻蚀气体8反应腔内；
[0042]2)进行标准的刻蚀工艺；
[0043]3)完成刻蚀后，将模板和衬底9中的碳化硅模板5与带刻蚀图形衬底10分离；
[0044]4)得到带刻蚀图形衬底10。
[0045]综上所述，本发明米用在传统光刻工艺制备出碳化娃模板的基础上，将碳化娃模板5倒置于待加工衬底3上，利用晶片对准设备实现碳化硅模板5和待加工衬底3图形的对准，然后利用磁铁或专用夹子完成碳化硅模板5和待加工衬底3间的固定，最后将整个结构置于反应腔室中，实现微纳米图形的刻蚀，该种图形化的加工方法能够高效率、低成本、批量化的实现在非平坦的LED蓝宝石衬底或LED外延片上制造出微纳结构，进而达到改进光源质量的目的。
【权利要求】
1.一种高亮度LED图形化的加工方法，其特征包括以下步骤: 需对准的微纳米图形化的加工步骤: 1)制作碳化娃模板； 2)将待加工衬底通过承片台，传送到夹具上，并吸真空以固定； 3)将碳化硅模板置于玻璃片上，再将玻璃片置于承片台上，并透过显微镜对碳化硅模板和待加工衬底进行图形对准； 4)完成对准后，上升承片台，使碳化硅模板与待加工衬底接触，然后触动压片，使碳化硅模板和待加工衬底之间形成紧贴固定； 5)将固定好的碳化硅模板和待加工衬底一起置于反应腔中，进行材料的积淀，从而实现微纳米图形的加工。
2.根据权利要求1所述的一种高亮度LED图形化的加工方法，其特征是:上述步骤2)中，所述待加工衬底可以是LED蓝宝石衬底和LED外延片等。
3.根据权利要求1所述的一种高亮度LED图形化的加工方法，其特征是:上述步骤3)中，所述玻璃片的尺寸需小于碳化娃模板尺寸。
4.根据权利要求1所述的一种高亮度LED图形化的加工方法，其特征是:上述步骤4)中，所述碳化硅模板和待加工衬底之间的固定，如果需要达到更紧密的固定，还可以通过把磁铁放在碳化硅模板和待加工衬底的背面，利用磁铁的吸力固定住碳化硅模板和待加工衬底，或者用专用夹子夹住碳化硅模板和待加工衬底的边缘，来达到更加紧密固定的目的。
5.根据权利要求1所述的一种高亮度LED图形化的加工方法，其特征是:上述步骤5)中，反应腔可以是溅射、淀积和刻蚀等设备。
6.根据权利要求1所述的一种高亮度LED图形化的加工方法，其特征是:上述步骤2)-步骤4)中，对无需对准的微纳米图形化，只需将碳化硅模板倒置于待加工衬底上，再将碳化硅模板和衬底之间固定即可。
【文档编号】H01L33/00GK103594580SQ201310511503
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年10月17日 优先权日:2013年10月17日
【发明者】张海霞, 殷翔芝, 彭旭华, 江霞, 乔冠娣 申请人:江苏金来顺光电科技有限公司