Led衬底结构的制作方法_2

文档序号:8563729阅读:来源:国知局
底结构的制作方法中形成光刻胶后的剖面示意图;
[0040]图23是本实用新型实施例二的LED衬底结构的制作方法中形成纳米窗口阵列后的剖面示意图;
[0041]图24a是本实用新型实施例二的LED衬底结构的制作方法中刻蚀露出的部分DBR膜系后的剖面示意图;
[0042]图24b为图24a中结构A的俯视放大图。
【具体实施方式】
[0043]以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的LED衬底结构作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书,本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
[0044]【实施例一】
[0045]请参考图1,其为本实用新型实施例一的LED衬底结构的制作方法的流程示意图。如图1所示,所述LED衬底结构的制作方法包括:
[0046]步骤SlO:提供衬底;
[0047]步骤Sll:刻蚀所述衬底,以在所述衬底第一表面上形成周期性阵列排布的凸形结构;
[0048]步骤S12:在所述凸形结构的外壁和凸形结构之间的衬底第一表面上形成DBR膜系,其中,所述凸形结构的顶壁和凸形结构之间的衬底第一表面上的DBR膜系设有纳米窗口阵列,所述纳米窗口阵列露出部分凸形结构的顶壁和凸形结构之间的衬底第一表面。
[0049]具体的,请参考图2?图12,其为本实用新型实施例一的LED衬底结构的制作方法中所形成的器件结构的剖面示意图。
[0050]如图2所示,提供衬底20,优选的,所述衬底20为蓝宝石衬底。
[0051]接着,如图3?图5所示,刻蚀所述衬底20,以在所述衬底20第一表面(也即正面)上形成周期性阵列排布的凸形结构22。
[0052]首先,如图3所示,在所述衬底20上形成掩膜层21。优选的,所述掩膜层21的厚度为0.1 μπι?I μπι。进一步的,所述掩膜层21的材料可以为二氧化硅、氮化硅或者氮氧化娃等中的至少一种。
[0053]接着,如图4a所示,利用光刻和刻蚀工艺,去除部分掩膜层21,暴露出部分衬底20 ο在此,可相应参考图4b,图4b为图4a所示的器件结构的俯视图,为了便于区分,在图4b中,掩膜层21由带线条的图案加以标示。如图4b所示,在此,衬底20的形状为圆形,剩余的掩膜层21为多个分立的圆形结构,其呈周期性阵列排布,其中,在衬底20的边缘位置,剩余的掩膜层21受限于衬底20的大小和形状,不是完整的圆形结构。在本申请的其他实施例中,剩余的掩膜层21也可以是多个分立的椭圆形结构或者多边形结构等,本申请对此不作限定。
[0054]接着,如图5所示,刻蚀暴露出的部分衬底20,以在所述衬底20第一表面上形成周期性阵列排布的凸形结构22。在此,所述凸形结构22的剖面形状为梯形。
[0055]在本申请实施例中,可以利用干法刻蚀工艺刻蚀暴露出的部分衬底20,也可以利用湿法刻蚀工艺刻蚀暴露出的部分衬底20。具体的,当利用湿法刻蚀工艺刻蚀暴露出的部分衬底20时,选用的刻蚀液为硫酸和磷酸的混合液,所述混合液中硫酸和磷酸的体积比为3:1?10:1,工艺温度为200°C?300°C,工艺时间为I分钟?60分钟。具体的,可根据所要形成的凸形结构22的高度做适应性选择,本申请实施例对此不再赘述。当利用干法刻蚀工艺刻蚀暴露出的部分衬底时,选用的干法刻蚀工艺为感应耦合等离子体干法刻蚀工艺。具体刻蚀气体可选用本领域常规的刻蚀气体,例如氯气、三氯化硼或者氩气等。
[0056]请继续参考图5,同时,去除剩余的掩膜层21,即将凸形结构22顶壁的掩膜层21予以去除。
[0057]在形成了凸形结构22之后,接着将在所述凸形结构22的外壁和凸形结构22之间的衬底20第一表面上形成DBR膜系,其中,所述凸形结构22的顶壁和凸形结构22之间的衬底20第一表面上的DBR膜系设有纳米窗口阵列,所述纳米窗口阵列露出部分凸形结构22的顶壁和凸形结构22之间的衬底20第一表面,具体的,请参考图6?图12。
[0058]首先,如图6所示,在所述凸形结构22的外壁(包括侧壁及顶壁)以及凸形结构22之间的衬底20第一表面上形成DBR膜系23 ;即形成一 DBR膜系23,所述DBR膜系23覆盖所述凸形结构22的外壁以及凸形结构22之间的衬底20第一表面。优选的,所述DBR膜系23由S1、S12, T12或者Ti 305中的至少两种材料层叠形成,每种材料按照λ/4η厚度交替生长,其生长周期为3个-20个。例如,当所述DBR膜系23由1102和S12层叠交替生长形成,生长周期为3个时,即可以先生长T12形成λ/4n TiQ2厚度的T1 J莫,再生长S12形成λ/4η SiQ2厚度的S1 2膜,此为第一个周期;接着再生长T12形成λ/4η ■厚度的T1J莫,再生长S12形成λ/4η SiJ¥度的S1 J莫,此为第二个周期;最后再生长T12形成λ/4η TiJ¥度的T1 2膜,再生长S12形成λ/4n SiQ2厚度的S1 2膜,此为第三个周期,即每种材料按照λ /4η厚度交替层叠生长形成3个周期的DBR膜系。
[0059]接着,如图7所示,形成光敏材料层24,所述光敏材料层24覆盖所述凸形结构22的侧壁以及凸形结构22之间的衬底20第一表面上的DBR膜系23,即在所述凸形结构22之间的衬底20上形成光敏材料层24,所述光敏材料层24与所述凸形结构22上的DBR膜系23齐平。优选的,所述光敏材料层24的厚度为2 μ m?4 μ m,具体的,可根据所述凸形结构22的高度以及所述DBR膜系23的厚度加以调整。
[0060]接着,如图8所示,使用均匀平行照明光束2L垂直照射所述衬底20第二表面(也即反面/背面,与所述凸形结构22所在的表面相对的另一表面),以对所述光敏材料层24进行选择性曝光。优选的,所述照明光束经过最薄处的衬底20(即凸形结构22之间的衬底20)后,剩余的能量刚好能够和最薄处衬底20上的光敏材料层24发生完全反应。
[0061]如图9所示,去除覆盖所述凸形结构22之间的衬底20第一表面上的DBR膜系23的光敏材料层24 (即被曝光的部分光敏材料层24),露出部分DBR膜系23,即露出所述凸形结构22之间的衬底20第一表面上的DBR膜系23。
[0062]接着,如图10所示,形成光刻胶25,所述光刻胶25覆盖光敏材料层24以及露出的DBR膜系23。优选的,所述光刻胶25为一薄层结构,例如为几个纳米。
[0063]接着,如图11所示,使用均匀平行照明光束透过纳米窗口阵列光刻板后垂直照射所述衬底20第一表面,对所述光刻胶25显影后,在所述光刻胶25中形成纳米窗口阵列,所述纳米窗口阵列露出部分DBR膜系23,即所述纳米窗口阵列露出所述凸形结构22顶壁的部分DBR膜系23以及所述凸形结构22之间的衬底20第一表面上的部分DBR膜系23。此夕卜,在本申请实施例中,所述纳米窗口阵列还露出部分光敏材料层24。在此,由于所述均匀平行照明光束是透过纳米窗口阵列光刻板后照射到所述光刻胶25上的,因此,在显影后,所述光刻胶25中将形成纳米窗口阵列。此外,在曝光过程中,所述纳米窗口阵列光刻板可以不受对准要求的限制。
[0064]接着,如图12a所示,刻蚀露出的部分DBR膜系23,以在凸形结构22的顶壁和凸形结构22之间的衬底20第一表面上的DBR膜系2
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