一種粗化材料表面粗化圖形的去除方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種粗化材料表面粗化圖形的去除方法，具體為在粗化圖形的表面形成掩膜；在掩膜的表面形成光刻膠，并利用曝光掉需要去除的粗化圖形上方的光刻膠；利用刻蝕工藝，將需要去除的粗化圖形及其表面的掩膜刻蝕去除，并去除多余的掩膜和光刻膠，得到去除粗化圖形的粗化材料?？涛g過程中粗化材料與掩膜之間的刻蝕速率選擇比為0.9:1～1:0.9。本發(fā)明填補(bǔ)了定向去除粗化圖形的技術(shù)空白，并且可以廣泛應(yīng)用于薄膜沉積、刻蝕后的材料表面形貌處理?？啥ㄏ蛉コ牧媳砻娲只瘓D形，解決了粗化表面生長薄膜不平滑的外觀問題，同時還解決了粗化表面生長金屬粘附力差的技術(shù)問題。有效解決了粗化表面難以生長出理想結(jié)構(gòu)薄膜的問題。
【專利說明】一種粗化材料表面粗化圖形的去除方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種粗化材料表面粗化圖形的去除方法，適用于需要定向去除表面粗化圖形的材料，例如GaN、Al2O3等。
【背景技術(shù)】
[0002]材料表面粗化技術(shù)因其具有特殊的光學(xué)特性而被應(yīng)用于LED等多個微電子制造領(lǐng)域。但在粗化表面生長金屬電極、ITO薄膜等其他膜層時，常常會把底面粗化圖形復(fù)制到后續(xù)膜層表面，特別是后續(xù)膜層較薄時，嚴(yán)重影響了后續(xù)膜層的質(zhì)量以及器件外觀。因此，受這些影響限制，材料表面粗化技術(shù)無法大規(guī)模應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種粗化材料表面粗化圖形的去除方法，利用ICP刻蝕的修飾作用，通過調(diào)整粗化材料與掩膜(例如Si02)材料的刻蝕選擇比，在光刻圖形的配合下，實(shí)現(xiàn)材料表面粗化圖形的定向去除，為后續(xù)膜層奠定光滑表面的制備基礎(chǔ)。
[0004]本發(fā)明提供一種粗化材料表面粗化圖形的去除方法，所述粗化材料的表面的粗化圖形通過刻蝕方法進(jìn)行去除。
[0005]所述通過刻蝕方法去除的具體過程為:
步驟一:在粗化圖形的表面形成一層掩膜；
步驟二:在掩膜的表面形成一層光刻膠，并利用曝光掉需要去除的粗化圖形上方的光刻膠;
步驟三:利用刻蝕工藝，將需要去除的粗化圖形及其表面的掩膜刻蝕去除，并去除多余的掩膜和光刻膠，得到去除粗化圖形的粗化材料。
[0006]步驟一中所述掩膜的材料為光刻膠或Si02。
[0007]步驟一中所述掩膜的厚度滿足至少覆蓋需要去除的粗化圖形。
[0008]所述粗化材料為GaN或Al2O3。
[0009]所述步驟三的刻蝕過程中粗化材料與掩膜之間的刻蝕速率選擇比為0.9:1?1:0.9。
[0010]所述步驟三的刻蝕過程中粗化材料與掩膜之間的刻蝕速率選擇比為1:1。
[0011]所述步驟三的刻蝕過程中刻蝕氣體的氣體流量為20 sccm?lOOsccm，壓力為3mtorr?5mtorr,載臺溫度為O?20°C。
[0012]所述步驟三的刻蝕過程中背吹氦氣的壓力為3torr?5 torr，所述上點(diǎn)擊功率為250?350W，所述下電極功率為50?100 W。
[0013]所述步驟三的刻蝕過程中背吹氦氣的壓力為4torr，所述上點(diǎn)擊功率為300W，所述下電極功率為80 W。
[0014]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)在于:
本發(fā)明提供一種粗化材料表面粗化圖形的去除方法，填補(bǔ)了定向去除粗化圖形的技術(shù)空白，并且可以廣泛應(yīng)用于薄膜沉積、刻蝕后的材料表面形貌處理。
[0015]本發(fā)明提供一種粗化材料表面粗化圖形的去除方法，可定向去除材料表面粗化圖形，解決了粗化表面生長薄膜不平滑的外觀問題，同時還解決了粗化表面生長金屬粘附力差的技術(shù)問題。
[0016]本發(fā)明提供一種粗化材料表面粗化圖形的去除方法，有效解決了粗化表面難以生長出理想結(jié)構(gòu)薄膜的問題，并保留原粗化片提高光提取效率的優(yōu)勢。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是粗化材料表面的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是粗化材料表面制備掩膜的器件結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是掩膜表面制備光刻膠的器件結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是進(jìn)行刻蝕的器件結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是刻蝕后的器件結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是未粗化圖形時生長ITO薄膜的形貌圖；
圖7是去除粗化圖形時生長ITO薄膜的形貌圖。
[0018]圖中:1-粗化材料；101_粗化圖形；2-襯底；3_掩膜；4_光刻月父。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對本發(fā)明的限定。
[0020]本發(fā)明提供一種粗化材料表面粗化圖形的去除方法，利用ICP刻蝕的修飾作用，通過調(diào)整粗化材料與掩膜(例如SiO2)材料的刻蝕選擇比，以及在光刻圖形的配合下，實(shí)現(xiàn)材料表面粗化圖形的定向去除，為后續(xù)膜層奠定光滑表面的制備基礎(chǔ)。
[0021]本發(fā)明提供一種粗化材料表面粗化圖形的去除方法，使用ICP刻蝕機(jī)作為操作設(shè)備，定向去除材料表面的粗化圖形。本發(fā)明制作方法具體包括以下步驟:
步驟一:如圖1所示，在粗化材料表面沉積一層掩膜，該掩膜的厚度大于等于粗化材料表面粗化圖形的高度；因?yàn)榭涛g工藝氣體有多種選擇，所以掩膜材料的選擇也不固定；一般可根據(jù)粗化材料與掩膜材料在刻蝕過程中的選擇比來確定最佳掩膜材料，掩膜材料的選擇盡量能夠滿足粗化材料與掩膜材料在刻蝕過程中能夠很好的達(dá)到刻蝕速率選擇比為
0.9:1?1:0.9，優(yōu)選為1:1。例如:若粗化材料為GaN，刻蝕氣體為C12+BC13，則掩膜選擇為PR (光刻膠);若粗化材料為GaN，刻蝕氣體為C12+CF4，則掩膜選擇為SiO2 ;若粗化材料為Al2O3，刻蝕氣體為C12+BC13，掩膜選擇為PR (光刻膠)。
[0022]步驟二:如圖2所示，在材料表面均勻旋涂PR (光刻膠)，然后進(jìn)行光刻，并通過光刻板形成所需要的光刻圖形，將不需要進(jìn)行粗化圖形去除的位置利用光刻膠保護(hù)。旋涂PR(光刻膠)的厚度根據(jù)具體實(shí)際操作而進(jìn)行七檔選擇，如可以選擇小于3.6Mm，需要加工的材料尺寸越小，則勻膠的厚度應(yīng)越薄，堅(jiān)膜溫度為125°C，堅(jiān)膜時間為20min。此處旋涂光刻膠的作用是對粗化材料的非加工部分進(jìn)行保護(hù)。
[0023]步驟三:將刻蝕氣體通入到ICP刻蝕機(jī)中，調(diào)整粗化材料與掩膜之間的刻蝕速率選擇比為0.9:1?1:0.9，刻蝕粗化材料，刻蝕深度與掩膜材料的厚度一致，當(dāng)掩膜材料刻蝕完全后，粗化圖形即被修飾平整，然后去除光刻膠即可。
[0024]以下實(shí)施例以LED制造工藝中，去除GaN表面的粗化圖形為例，如圖1所示，粗化材料I為GaN，其表面具有粗化圖形101，其底部具有襯底3，為Al2O3襯底，在LED中起到支撐GaN粗化材料的作用，具體的去除粗化圖形的過程如下:
步驟一:如圖2所示，在粗化材料I的表面沉積一層疏松SiO2薄膜作為掩膜3，要求掩膜3的厚度至少滿足要覆蓋粗化圖形101，即掩膜3的厚度高于粗化圖形101的高度。但也不適宜過高，否則會影響后期去除粗化圖形的效果，具體厚度可以根據(jù)實(shí)際制備過程靈活選擇。優(yōu)選的可以等于粗化圖形101的高度或者略高于粗化圖形101的高度。
[0025]步驟二:在掩膜3的表面制作光刻圖形，具體為，在表面旋涂一層光刻膠，光刻膠均勻旋涂，然后在光刻膠的表面放置光刻板，將需要去除粗化圖形的位置處進(jìn)行曝光，去除光刻膠，形成如圖3所示的結(jié)構(gòu)，未被光刻膠覆蓋的區(qū)域?yàn)樾枰コ只瘓D形的區(qū)域。
[0026]步驟三:采用Cl2與CF4作為工藝氣體，并調(diào)整ICP刻蝕工藝中GaN粗化材料I與SiO2掩膜3的刻蝕速率選擇比為1:1，刻蝕上述器件。Cl2與CF4的氣體體積比滿足5:1~10:1的比例通入到ICP刻蝕機(jī)，以85L工藝腔室的ICP刻蝕設(shè)備為例，其中刻蝕的具體參數(shù)可以選擇如表1所示:
表1:刻蝕工藝參數(shù)表
【權(quán)利要求】
1.一種粗化材料表面粗化圖形的去除方法，其特征在于，所述粗化材料的表面的粗化圖形通過刻蝕方法進(jìn)行去除。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粗化材料表面粗化圖形的去除方法，其特征在于，所述通過刻蝕方法去除的具體過程為: 步驟一:在粗化圖形的表面形成一層掩膜； 步驟二:在掩膜的表面形成一層光刻膠，并利用曝光掉需要去除的粗化圖形上方的光刻膠; 步驟三:利用刻蝕工藝，將需要去除的粗化圖形及其表面的掩膜刻蝕去除，并去除多余的掩膜和光刻膠，得到去除粗化圖形的粗化材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的粗化材料表面粗化圖形的去除方法，其特征在于，步驟一中所述掩膜的材料為光刻膠或SiO2。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的粗化材料表面粗化圖形的去除方法，其特征在于，步驟一中所述掩膜的厚度滿足至少覆蓋需要去除的粗化圖形。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的粗化材料表面粗化圖形的去除方法，其特征在于，所述粗化材料為GaN或Al2O3。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的粗化材料表面粗化圖形的去除方法，其特征在于，所述步驟三的刻蝕過程中粗化材料與掩膜之間的刻蝕速率選擇比為0.9:1?1:0.9。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的粗化材料表面粗化圖形的去除方法，其特征在于，所述步驟三的刻蝕過程中粗化材料與掩膜之間的刻蝕速率選擇比為1:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或6所述的粗化材料表面粗化圖形的去除方法，其特征在于，所述步驟三的刻蝕過程中刻蝕氣體的氣體流量為20 sccm?IOOsccm,壓力為3 mtorr?5mtorr,載臺溫度為O?20°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的粗化材料表面粗化圖形的去除方法，其特征在于，所述步驟三的刻蝕過程中背吹氦氣的壓力為3torr?5 torr，所述上點(diǎn)擊功率為250?350W，所述下電極功率為50?100 W。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的粗化材料表面粗化圖形的去除方法，其特征在于，所述步驟三的刻蝕過程中背吹氦氣的壓力為4torr，所述上點(diǎn)擊功率為300W，所述下電極功率為80I
【文檔編號】H01L21/311GK103730350SQ201310729987
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】翟陽, 項(xiàng)藝, 艾常濤 申請人:迪源光電股份有限公司