制备阵列高压LED的纳米尺寸高深宽比有序图形衬底的方法

摘要

本发明提供一种制备阵列高压LED的纳米尺寸高深宽比有序图形衬底的方法，通过一种与nanoimprint lithography兼容的金属层剥离工艺，在GaN基底表面形成一种具有高深宽比、并有序排列的纳米金属锥-柱掩膜，再通过感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术将掩膜图形复制到GaN衬底表面，进而控制蓝宝石衬底图形中纳米三维结构的几何形状，排列模式、密度，以及高深宽比；并通过限制纳米三维结构在器件微单元底面的分布，应用于制备阵列式高压LED。

主权项

一种制备阵列高压LED的纳米尺寸高深宽比有序图形衬底的方法，其特征在于：通过一种创新的、与nanoimprint lithography兼容的金属层剥离工艺，在GaN基底表面形成一种具有高深宽比、并有序排列的纳米金属锥‑柱掩膜，再通过感应耦合等离子体(ICP)刻蚀技术将掩膜图形复制到GaN衬底表面。该方法包括下列工艺步骤：(1)在双面抛光的蓝宝石衬底表面通过旋转涂膜法形成100‑1000纳米厚度的正性光刻胶层；(2)在正性光刻胶层表面通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)形成10‑500纳米二氧化硅薄膜；(3)利用nanoimprintlithography技术在二氧化硅薄膜表面形成10‑500纳米高度的压印聚合物柱状结构阵列；(4)以压印聚合物柱状结构阵列为掩膜，通过反应离子刻蚀工艺对蓝宝石表面的正性光刻胶层和二氧化硅薄膜进行刻蚀，深度至衬底，同时对正性光刻胶层进行横向蚀刻，形成侧切；(5)通过电子束蒸镀在样品表面沉积金属膜层；(6)利用正性光刻胶层的侧切，选择性剥离在蒸镀正性光刻胶层和二氧化硅薄膜表面的金属层，从而在基底表面形成一种具有高深宽比、并有序排列的纳米金属锥‑柱掩膜；(7)利用序排列的纳米金属锥‑柱掩膜，使用上下电极双射频源的电感耦合(ICP)等离子体刻蚀设备，刻蚀蓝宝石衬底至设定深度；(8)利用湿法化学刻蚀去除金属掩膜，在蓝宝石表面形成有序排列的高深宽比的纳米锥球状结构，最终实现具备有序排列的高深宽比的纳米锥球状结构的蓝宝石图形衬底。