4英寸图形化衬底的制作方法与流程

本申请涉及衬底制作
技术领域：
，具体地说，涉及一种4英寸图形化衬底的制作方法。
背景技术：
：当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，节约能源是我们未来面临的重要的问题，在照明领域，led(lightemittingdiode，发光二极管)发光产品的应用正吸引着世人的目光，led作为一种新型的绿色光源产品，必然是未来发展的趋势，二十一世纪将进入以led为代表的新型照明光源时代。由于led器件的制造一半采用横向结构，体型是长方体左右两面相互平行，虽然有源区发出的光大部分从p型区的顶部出射，但是，由于半导体材料与空气的折射率差异较大，导致led光从折射率大的芯片发射到折射率小的空气时，会在半导体与空气的界面发生全反射，未经处理的半导体led结构表面大约只有很少一部分的光从芯片内部逃逸出来，从而导致芯片的出光效率非常低。由于芯片的出光效率是决定半导体照明芯片的发光效率的主要因素，因此，提升led的发光效率和增大光的去除效率队提高器件的外部量子效率起着非常关键的作用。为了提高外部量子效率，人们正在试图从技术上尝试各种能提高芯片出光率的方法，比较成功的方法之一是图形衬底(patternedsapphiresubstrate-pss)技术，在光滑的衬底表面，通过光刻制作出一定的有周期的图形，然后，采用刻蚀的方法制作出纳米或微米尺度的几何状的凸起或凹陷，然后在这样粗糙的衬底表面进行外沿生长的led结构。从led结构有源区发出的光，在射到外延层与蓝宝石的界面处时，粗糙的界面会对光线产生散射作用，改变了光线的传输方向，扩展了光初设的临界角度，大大提高了出光效率和外量子效率。目前，pss技术已成为led行业内普遍采用的一种提高led器件光提取效率的手段。但是目前通过4英寸图形化衬底制作方法制作出的图形结构容易出现倒角、图形形貌一致性较差的问题。技术实现要素：有鉴于此，本申请所要解决的技术问题是提供了一种4英寸图形化衬底的制作方法，通过增加掩膜图形单元的间距，使得刻蚀过程中图形衬底产生的倒角得到完全修复，而且图形形貌一致性较好，提高了图形尺寸的一致性。为了解决上述技术问题，本申请有如下技术方案：一种4英寸图形化衬底的制作方法，其特征在于，依次包括：提供一4英寸衬底，所述衬底包括相对设置的第一表面和第二表面；在所述衬底的第一表面上均匀涂覆一层正性光刻胶；以所述正性光刻胶作为掩膜，采用光刻方法，在所述衬底的第一表面上形成图形化掩膜，所述图形化掩膜包括若干个不连续的光刻胶柱，相邻两个所述光刻胶柱之间的间距为3.1um≤d1≤3.6um，所述间距为相邻两个所述光刻胶柱中第一光刻胶柱远离第二光刻胶柱一侧的边缘与第二光刻胶柱靠近第一光刻胶柱一侧的边缘之间的距离；利用corial干法刻蚀机台对所述图形化掩膜进行刻蚀，形成图形化衬底，所述图形化衬底包括在所述第一表面形成的若干突起部。可选地，其中：相邻两个光刻胶柱之间的间距为d1＝3.2um。可选地，其中：所述光刻胶柱呈圆柱状，所述光刻胶柱的直径为d2，2.0um≤d2≤2.2um，所述光刻胶柱的高度为h1，2.4um≤h1≤2.6um。可选地，其中：所述光刻胶柱的直径d2＝2.1um，所述光刻胶柱的高度h1＝2.5um。可选地，其中：所述突起部在所述衬底所在平面的正投影的直径为d3，2.9um≤d3≤3.1um，所述突起部在沿垂直于所述衬底所在平面的方向的高度为h2，1.7um≤h2≤1.9um，相邻两个突起部之间的间距为d4，0.1um≤d4≤0.3um，其中，相邻两个突起部之间的间距为相邻两个突起部中，第一突起部靠近第二突起部一侧的边缘与第二突起部靠近所述第一突起部的边缘之间的距离。可选地，其中：d3＝3.0um，h2＝1.8um，d4＝0.2um。可选地，其中：利用corial干法刻蚀机台对所述图形化掩膜进行刻蚀，形成图形化衬底，所述图形化衬底包括在所述第一表面形成的若干突起部，进一步为：采用h2和bcl3作为刻蚀气体，利用corial干法刻蚀机台对所述图形化掩膜进行刻蚀，形成图形化衬底，所述图形化衬底包括在所述第一表面形成的若干突起部，其中，h2的气体流量为10sccm至25sccm，bcl3的气体流量为65sccm至95sccm。可选地，其中：采用h2和bcl3作为刻蚀气体，利用corial干法刻蚀机台对所述图形化掩膜进行刻蚀，形成图形化衬底，所述图形化衬底包括在所述第一表面形成的若干突起部，其中，h2的气体流量为10sccm至25sccm，bcl3的气体流量为65sccm至95sccm，进一步为：采用bcl3作为主刻蚀气体，采用h2作为辅刻蚀气体，利用corial干法刻蚀机台对所述图形化掩膜进行刻蚀，形成图形化衬底，所述图形化衬底包括在所述第一表面形成的若干突起部，其中，h2的气体流量为15sccm，bcl3的气体流量为75sccm。可选地，其中：利用corial干法刻蚀机台对所述图形化掩膜进行刻蚀，形成图形化衬底，所述图形化衬底包括在所述第一表面形成的若干突起部，进一步为：保持反应腔体的工作压力为1mt至3mt，保持反应腔体载台的温度为30℃至40℃，利用corial干法刻蚀机台对所述图形化掩膜进行刻蚀，形成图形化衬底，所述图形化衬底包括在所述第一表面形成的若干突起部。可选地，其中：利用corial干法刻蚀机台对所述图形化掩膜进行刻蚀，形成图形化衬底，所述图形化衬底包括在所述第一表面形成的若干突起部，进一步为：保持上电极射频功率为800w至1200w，下电极射频功率为200w至800w，利用corial干法刻蚀机台对所述图形化掩膜进行刻蚀，形成图形化衬底，所述图形化衬底包括在所述第一表面形成的若干突起部。与现有技术相比，本申请所述的方法，达到了如下效果：本发明所提供的4英寸图形化衬底的制作方法中，针对corial干法刻蚀机台在4英寸图形化衬底的制作方法中容易出现倒角、图形形貌一致性较差的问题来设计，通过增加掩膜图形单元的间距，将掩膜图形中相邻两个光刻胶柱之间的间距设计在3.1um≤d1≤3.6um范围内，使得刻蚀过程中图形化衬底中各突起部产生的倒角得到完全修复，也不会出现突起部之间互联的现象，从而改善了corial干法刻蚀机台刻蚀产品片内的均匀性，而且图形形貌一致性较好，提高了图形尺寸的一致性。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1为本发明所提供的4英寸图形化衬底的制作方法的第一种流程图；图2为采用本发明所提供的4英寸图形化衬底的制作方法所形成的图形化掩膜的一种结构示意图；图3为采用本发明所提供的4英寸图形化衬底的制作方法所形成的图形化衬底的一种结构示意图；图4为本发明所提供的4英寸图形化衬底的制作方法的第二种流程图；图5为本发明所提供的4英寸图形化衬底的制作方法的第三种流程图。具体实施方式如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。实施例1参见图1所示为本发明所提供的4英寸图形化衬底的制作方法的第一种流程图，图2为采用本发明所提供的4英寸图形化衬底的制作方法所形成的图形化掩膜的一种结构示意图，图3为采用本发明所提供的4英寸图形化衬底的制作方法所形成的图形化衬底的一种结构示意图，结合图1-图3，可看出本发明中4英寸图形化衬底的制作方法，依次包括：步骤101、提供一4英寸衬底，所述衬底包括相对设置的第一表面和第二表面；步骤102、在所述衬底的第一表面上均匀涂覆一层正性光刻胶；步骤103、以所述正性光刻胶作为掩膜，采用光刻方法，在所述衬底的第一表面上形成图形化掩膜，所述图形化掩膜包括若干个不连续的光刻胶柱10，相邻两个所述光刻胶柱10之间的间距为3.1um≤d1≤3.6um，所述间距为相邻两个所述光刻胶柱10中第一光刻胶柱11远离第二光刻胶柱12一侧的边缘与第二光刻胶柱12靠近第一光刻胶柱11一侧的边缘之间的距离；步骤104、利用corial干法刻蚀机台对所述图形化掩膜进行刻蚀，形成图形化衬底，所述图形化衬底包括在所述第一表面形成的若干突起部20。本申请所提供的4英寸图形化衬底的制作方法中，在形成图形化掩膜时，图形化掩膜包括若干个不连续的光刻胶柱10，而且相邻两个光刻胶柱10之间的间距为3.1um≤d1≤3.6um，从图2所示实施例可看出，相邻两个光刻胶柱10之间的间距为第一光刻胶柱11远离第一光刻胶柱12一侧的边缘与第一光刻胶柱12靠近第一光刻胶柱11一侧的边缘之间的距离。本申请针对corial干法刻蚀机台在4英寸图形化衬底的制作方法中容易出现倒角、图形形貌一致性较差的问题来设计，通过增加掩膜图形单元的间距，将掩膜图形中相邻两个光刻胶柱10之间的间距设计在3.1um≤d1≤3.6um范围内，使得刻蚀过程中图形化衬底中各突起部20产生的倒角得到完全修复，也不会出现突起部20之间互联的现象，从而改善了corial干法刻蚀机台刻蚀产品片内的均匀性，而且图形形貌一致性较好，提高了图形尺寸的一致性。实施例2图4为本发明所提供的4英寸图形化衬底的制作方法的第二种流程图，参见图4，本发明所体用的4英寸图形化衬底的制作方法包括：步骤201、提供一4英寸衬底，所述衬底包括相对设置的第一表面和第二表面；步骤202、在所述衬底的第一表面上均匀涂覆一层正性光刻胶；步骤203、以所述正性光刻胶作为掩膜，采用光刻方法，在所述衬底的第一表面上形成图形化掩膜，所述图形化掩膜包括若干个不连续的光刻胶柱10，相邻两个所述光刻胶柱10之间的间距为3.2um，所述间距为相邻两个所述光刻胶柱10中第一光刻胶柱11远离第一光刻胶柱12一侧的边缘与第一光刻胶柱12靠近第一光刻胶柱11一侧的边缘之间的距离；步骤204、利用corial干法刻蚀机台对所述图形化掩膜进行刻蚀，形成图形化衬底，所述图形化衬底包括在所述第一表面形成的若干突起部20。在图1所示实施例的基础上，图4所示实施例中，相邻两个光刻胶柱10之间的间距为3.2um。当将相邻两个光刻胶柱10之间的间距设计为3.2um时，刻蚀过程中图形化衬底所包含的各突起部20产生的倒角能够得到精确修复，消除了图形化衬底中各突起部20会产生倒角的情形，而且将相邻两个光刻胶柱10之间的间距设计为3.2um时，相邻突起部20之间还不会出现互联的现象，从而进一步改善了corial干法刻蚀机台刻蚀产品片内的均匀性，而且图形形貌一致性较好，提高了图形尺寸的一致性。可选地，请参见图2，本申请中的光刻胶柱10呈圆柱状，各光刻胶柱10的直径为d2，2.0um≤d2≤2.2um，各光刻胶柱10的高度为h1，2.4um≤h1≤2.6um。本申请以直径为2.0um≤d2≤2.2um、高度为2.4um≤h1≤2.6um的光刻胶柱10为基础进行刻蚀时，能够形成图形形貌一致性较好的突起部20，有利于提高4英寸图形化衬底的图形尺寸的一致性。可选地，请继续参见图2，本申请中光刻胶柱10的直径d2＝2.1um，高度h1＝2.5um。本申请将光刻胶柱10的直径设计为2.1um、高度设计为2.5um时，更有利于形成图形形貌一致性较好的突起部20，从而更有利于提高4英寸图形化衬底的图形尺寸的一致性。可选地，请参见图3，采用本申请4英寸图形化衬底的制作方法所形成的突起部20的形状为圆锥形，该圆锥形的突起部20在衬底所在平面的正投影的直径为d3，2.9um≤d3≤3.1um，突起部20在沿垂直于衬底所在平面的方向的高度为h2，1.7um≤h2≤1.9um，相邻两个突起部20之间的间距为d4，0.1um≤d4≤0.3um，其中，相邻两个突起部20之间的间距为相邻两个突起部20中，第一突起部21靠近第二突起部22一侧的边缘与第二突起部22靠近第一突起部21的边缘之间的距离。可选地，本申请中的突起部20在衬底所在平面的正投影的直径为d3＝3.0um，突起部20在沿垂直于衬底所在平面的方向的高度为h2＝1.8um，相邻两个突起部20之间的间距为d4＝0.2um。如此，本申请在衬底上制成了排布有序的尺寸为底部直径为3.0um、高度为1.8um、间距为0.2um的圆锥状图案结构单元，这些圆锥状图案结构单元的图形形貌一致性高，倒角得到完全修复，还不会出现互联现象，改善了corial机台蚀刻产品片内的均匀性。可选地，上述步骤104和步骤204中，利用corial干法刻蚀机台对图形化掩膜进行刻蚀，形成图形化衬底，图形化衬底包括在第一表面形成的若干突起部20，进一步为：采用h2和bcl3作为刻蚀气体，利用corial干法刻蚀机台对图形化掩膜进行刻蚀，形成图形化衬底，图形化衬底包括在第一表面形成的若干突起部20，其中，h2的气体流量为10sccm至25sccm，bcl3的气体流量为65sccm至95sccm。本申请采用h2和bcl3作为刻蚀气体，能够对图形化掩膜进行可靠、有效的刻蚀，有利于形成图形形貌一致的图形化衬底。可选地，上述步骤104和步骤204中，采用h2和bcl3作为刻蚀气体，利用corial干法刻蚀机台对图形化掩膜进行刻蚀，形成图形化衬底，图形化衬底包括在第一表面形成的若干突起部20，其中，h2的气体流量为10sccm至25sccm，bcl3的气体流量为65sccm至95sccm，进一步为：采用bcl3作为主刻蚀气体，采用h2作为辅刻蚀气体，利用corial干法刻蚀机台对图形化掩膜进行刻蚀，形成图形化衬底，图形化衬底包括在第一表面形成的若干突起部20，其中，h2的气体流量为15sccm，bcl3的气体流量为75sccm。本申请采用bcl3作为主刻蚀气体，采用h2作为辅刻蚀气体，而且将h2的气体流量设计为15sccm，将bcl3的气体流量设计为75sccm，如此有利于提高刻蚀选择比，使得刻蚀形成的图形化衬底的图形形貌一致性更高，而且还能将倒角完全修复。可选地，上述步骤104和步骤204中，利用corial干法刻蚀机台对图形化掩膜进行刻蚀，形成图形化衬底，图形化衬底包括在第一表面形成的若干突起部20，进一步为：保持反应腔体的工作压力为1mt至3mt，保持反应腔体载台的温度为30℃至40℃，利用corial干法刻蚀机台对图形化掩膜进行刻蚀，形成图形化衬底，图形化衬底包括在第一表面形成的若干突起部20。本申请将反应腔体的工作压力控制在1mt至3mt，并将反应墙体载台的温度设计为30℃至40℃，如此能够为刻蚀过程提供良好的刻蚀环境，有利于形成图形形貌一致的图形化衬底。可选地，上述步骤104和步骤204中，利用corial干法刻蚀机台对图形化掩膜进行刻蚀，形成图形化衬底，图形化衬底包括在第一表面形成的若干突起部20，进一步为：保持上电极射频功率为800w至1200w，下电极射频功率为200w至800w，利用corial干法刻蚀机台对图形化掩膜进行刻蚀，形成图形化衬底，图形化衬底包括在第一表面形成的若干突起部20。本申请在利用corial干法刻蚀机台对图形化掩膜进行刻蚀时，保持上电极射频功率为800w至1200w，下电极射频功率为200w至800w，如此同样能够为刻蚀过程提供良好的刻蚀环境，有利于形成图形形貌一致的图形化衬底。实施例3以下提供一种常规4英寸图形化衬底的制作方法的应用实施例。图5所示为本申请所提供的4英寸图形化衬底的制作方法的第三种流程图，该应用实施例中的4英寸图形化衬底的制作方法包括：步骤301、提供一4英寸蓝宝石衬底，衬底包括相对设置的第一表面和第二表面；步骤302、在蓝宝石衬底的第一表面上均匀涂覆一层正性光刻胶，该正向光刻胶采用az601光刻胶；步骤303、以az601光刻胶作为掩膜，利用svs涂胶显影设备、nikonstepper光刻机，通过匀胶、曝光、显影等工艺处理，在蓝宝石衬底上制得圆柱状的光刻胶柱体，圆柱体直径控制在2.1um，高度控制在2.5um，柱体间距为3.2um，参见图2；步骤304、采用bcl3作为主刻蚀气体，h2作为辅助刻蚀气体，利用利用corial干法刻蚀机台对图形化掩膜进行刻蚀，形成图形化衬底，图形化衬底包括在第一表面形成的若干突起部，整个刻蚀过程中，工作压力为2mt，上电极射频功率为900w，载台温度控制为40℃，分4步完成，具体参数参见表1。表1刻蚀过程工艺参数表step1step2step3step4时间200s300s1750s550s上电极900w900w900w900w下电极600w400w350w800w工作压力2mt2mt2mt2mtbcl3流量75sccm75sccm75sccm75sccmh2流量15sccm15sccm15sccm15sccm温度36℃36℃36℃36℃通过上述工艺步骤，最终得到的pss(patternedsapphiresubstrate，图形化蓝宝石衬底)图形如图3所示，pss侧壁光滑、无倒角，圆锥状突起部的底端直径为2.93um，高度为1.88um。通过以上各实施例可知，本申请存在的有益效果是：本发明所提供的4英寸图形化衬底的制作方法中，针对corial干法刻蚀机台在4英寸图形化衬底的制作方法中容易出现倒角、图形形貌一致性较差的问题来设计，通过增加掩膜图形单元的间距，将掩膜图形中相邻两个光刻胶柱之间的间距设计在3.1um≤d1≤3.6um范围内，使得刻蚀过程中图形化衬底中各突起部产生的倒角得到完全修复，也不会出现突起部之间互联的现象，从而改善了corial干法刻蚀机台刻蚀产品片内的均匀性，而且图形形貌一致性较好，提高了图形尺寸的一致性。本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。当前第1页12