適用在圖案化的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)及圖案化藍(lán)寶石基板的形成方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種適用在圖案化的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)及圖案化藍(lán)寶石基板的形成方法。圖案化的藍(lán)寶石基板適用在作為發(fā)光元件的基板。藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)包括光阻層、光阻下層及藍(lán)寶石基板。光阻層為均質(zhì)層，其材質(zhì)為G線光阻、I線光阻、248nm?DUV光阻或193nm?Arf光阻，且具有平坦表面。光阻下層為均質(zhì)層，其材質(zhì)為有機(jī)化合物或無(wú)機(jī)化合物，且具有平坦表面。藍(lán)寶石基板為使用長(zhǎng)晶技術(shù)所形成，光阻層及光阻下層為使用涂布技術(shù)所形成。在藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)形成后，依序通過(guò)曝光/顯影程序、蝕刻程序及清除程序使藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)逐步轉(zhuǎn)換成為圖案化藍(lán)寶石基板。
【專(zhuān)利說(shuō)明】適用在圖案化的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)及圖案化藍(lán)寶石基板的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用在圖案化的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)及圖案化藍(lán)寶石基板的形成方法，特別是涉及一種可用以產(chǎn)生優(yōu)良發(fā)光元件基板的適用在圖案化的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)及圖案化藍(lán)寶石基板的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代發(fā)光元件，利用光電效應(yīng)原理，通過(guò)激發(fā)的電子與電洞的結(jié)合，將電能轉(zhuǎn)換為光的形式，進(jìn)行量產(chǎn)時(shí)使用半導(dǎo)體制程，現(xiàn)代發(fā)光元件中最為普遍應(yīng)用的為發(fā)光二極管。發(fā)光二極管具有元件壽命長(zhǎng)、冷光發(fā)光、低耗電量、反應(yīng)速度快及無(wú)需暖燈時(shí)間等等優(yōu)點(diǎn)，且通過(guò)半導(dǎo)體制程，使其還具有體積小、堅(jiān)固耐沖擊及容易大量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，更可根據(jù)應(yīng)用需求而制成陣列或是及小型光學(xué)元件。
[0003]近年來(lái)能源價(jià)格高漲，追求節(jié)能減碳成為全球趨勢(shì)，為進(jìn)一步提升發(fā)光二極管的應(yīng)用范圍，如何以較低的能源消耗達(dá)成較高的發(fā)光效率成為學(xué)術(shù)界及產(chǎn)業(yè)界不約而同的研究發(fā)展目標(biāo)。理論上，當(dāng)電子與電洞結(jié)合而發(fā)散的光線可以全部輻射至外界，達(dá)到100%的發(fā)光效率，但是在實(shí)際的情況下，發(fā)光二極管元件內(nèi)部的結(jié)構(gòu)及材質(zhì)會(huì)造成各種光線傳遞的損耗，因而降低光線傳遞到外界的發(fā)光效率。
[0004]為提升發(fā)光二極管的發(fā)光效率，圖案化技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用在藍(lán)寶石基材，例如圖1所顯示的發(fā)光二極管基板100是一種藍(lán)寶石基材110，在藍(lán)寶石基材的表面130配置許多底部150為三角形的三角錐體結(jié)構(gòu)120，以散射由發(fā)光二極管內(nèi)部發(fā)出的光線，避免全反射發(fā)生，并增加光線穿透出發(fā)光二極管表面的機(jī)率。為了增加發(fā)光效率，三角錐體結(jié)構(gòu)104以最密集的方式組成。其他型式的圖案化或是角錐體設(shè)計(jì)也逐漸被提出。
[0005]然而，使用半導(dǎo)體制程技術(shù)以產(chǎn)生包含多個(gè)錐體的圖案時(shí)，由于單層光阻層的材料特性，在進(jìn)行蝕刻時(shí)難以精確控制藍(lán)寶石基板上個(gè)別錐體的高度及直徑大小，造成錐體高度及直徑均勻度不佳，以致于無(wú)法達(dá)成優(yōu)選的發(fā)光元件出光效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種適用在圖案化的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)及圖案化藍(lán)寶石基板的形成方法，以解決藍(lán)寶石基板上個(gè)別錐體的高度及直徑大小均勻度不佳的問(wèn)題。
[0007]為此，本發(fā)明提出一種適用在圖案化的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)及圖案化藍(lán)寶石基板的形成方法。本發(fā)明提出的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)包含藍(lán)寶石基板，覆蓋在藍(lán)寶石基板上的光阻下層，以及覆蓋在光阻下層上的光阻層。光阻層用于在經(jīng)過(guò)曝光/顯影程序后對(duì)光阻下層及藍(lán)寶石基板進(jìn)行蝕刻程序。
[0008]進(jìn)一步地，本發(fā)明提出的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)的半徑優(yōu)選為2英寸、4英寸、6英寸、8英寸或12英寸。[0009]進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明提出的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)，其中光阻下層為均質(zhì)層，且具有平坦表面。
[0010]更進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明提出的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)，其中光阻下層的材質(zhì)為有機(jī)化合物或無(wú)機(jī)化合物。
[0011]進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明提出的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)，其中光阻層為均質(zhì)層，且具有平坦表面。
[0012]更進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明提出的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)，其中光阻層的材質(zhì)為G線光阻(G-line photoresist)、I 線光阻(1-line photoresist)、248nm DUV 光阻或 193nm Arf 光阻。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一目的，提出一種圖案化藍(lán)寶石基板的形成方法，適用于產(chǎn)生發(fā)光元件的基板。圖案化藍(lán)寶石基板的形成方法包含下列步驟:使用長(zhǎng)晶技術(shù)形成藍(lán)寶石基板；使用涂布技術(shù)形成光阻下層，光阻下層覆蓋在藍(lán)寶石基板上；使用涂布技術(shù)形成光阻層，光阻層覆蓋在光阻下層上。
[0014]更進(jìn)一步，圖案化藍(lán)寶石基板的形成方法還包含下列步驟:通過(guò)曝光/顯影程序在光阻層產(chǎn)生光阻圖案。
[0015]更進(jìn)一步，圖案化藍(lán)寶石基板的形成方法還包含下列步驟:通過(guò)光阻圖案及蝕刻程序，對(duì)光阻下層及藍(lán)寶石基板產(chǎn)生光阻下層圖案及初步圖案化藍(lán)寶石基板。
[0016]更進(jìn)一步，圖案化藍(lán)寶 石基板的形成方法還包含下列步驟:進(jìn)行清除程序，以移除光阻圖案及光阻下層圖案以及修整初步圖案化藍(lán)寶石基板，以產(chǎn)生圖案化的藍(lán)寶石基板。
[0017]綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的適用在圖案化的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)及圖案化藍(lán)寶石基板的形成方法，可以具有一個(gè)或多個(gè)下述優(yōu)點(diǎn):
[0018](I)此藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)中的光阻下層具有平坦化及較高的耐蝕刻性質(zhì)。
[0019](2)此藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)在使用半導(dǎo)體制程技術(shù)以產(chǎn)生多個(gè)錐體的圖案時(shí)，可獲得較好的錐體均勻性。
[0020]為使審查員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征及有益效果有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識(shí)，下面以?xún)?yōu)選實(shí)施例及配合進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的一種發(fā)光二極管基板的立體示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的側(cè)視示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明的圖案化藍(lán)寶石基板的形成方法的實(shí)施例的流程圖；
[0024]圖4為本發(fā)明的圖案化藍(lán)寶石基板的形成方法的曝光/顯影程序的實(shí)施例的側(cè)視示意圖；
[0025]圖5為本發(fā)明的圖案化藍(lán)寶石基板的形成方法的蝕刻程序的實(shí)施例的側(cè)視示意圖；以及
[0026]圖6為本發(fā)明的圖案化藍(lán)寶石基板的形成方法的清除程序的實(shí)施例的側(cè)視示意圖。
[0027]【符號(hào)說(shuō)明】
[0028]100:發(fā)光二極管基板[0029]110:藍(lán)寶石基材
[0030]120:三角錐體
[0031]130:表面
[0032]150:底部
[0033]200:藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)
[0034]210:光阻層
[0035]210a:光阻圖案
[0036]220:光阻下層
[0037]220a:光阻下層圖案
[0038]230:藍(lán)寶石基板
[0039]230a:初步圖案化藍(lán)寶石基板
[0040]230b:圖案化的藍(lán)寶石基板
[0041]240:錐體
[0042]SlO ?S15:步驟
【具體實(shí)施方式】
[0043]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文依本發(fā)明的適用在圖案化的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)及圖案化藍(lán)寶石基板的形成方法，特舉優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下，其中相同的元件將以相同的元件符號(hào)加以說(shuō)明。
[0044]本發(fā)明揭露一種適用在圖案化的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)及圖案化藍(lán)寶石基板的形成方法，適用在改善現(xiàn)有的圖案化藍(lán)寶石基板上錐體高度及直徑均勻度不佳的問(wèn)題。本發(fā)明提出的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)包含藍(lán)寶石基板，覆蓋在藍(lán)寶石基板上的光阻下層，以及覆蓋在光阻下層上的光阻層。在藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)形成后，依序通過(guò)曝光/顯影程序、蝕刻程序及清除程序使藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)逐步轉(zhuǎn)換成為具有多個(gè)錐體的圖案化藍(lán)寶石基板，錐體的設(shè)計(jì)可以增加發(fā)光元件內(nèi)部產(chǎn)生的光線透射至外界的效率，并且能夠適當(dāng)增加藍(lán)寶石基材表面的面積，以降低后續(xù)發(fā)光元件長(zhǎng)晶的難度。此外，本發(fā)明提出的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)包含覆蓋在藍(lán)寶石基板上方的一層光阻下層，可改善多個(gè)錐體高度及直徑大小的均勻度，以增加發(fā)光元件的出光率。本發(fā)明的適用在圖案化的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)及圖案化藍(lán)寶石基板的形成方法可應(yīng)用在多種發(fā)光元件，例如發(fā)光二極管。
[0045]請(qǐng)參閱圖2，圖2為本發(fā)明的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的側(cè)視示意圖。圖2的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)200包括藍(lán)寶石基板230，覆蓋在藍(lán)寶石基板230上的光阻下層220，以及覆蓋在光阻下層220上的光阻層210。光阻層210用以在經(jīng)過(guò)曝光/顯影程序后對(duì)光阻下層220及藍(lán)寶石基板230進(jìn)行蝕刻程序。本發(fā)明提出的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)的半徑優(yōu)選為2英寸、4英寸、6英寸、8英寸或12英寸。
[0046]進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)200，其中光阻下層220為均質(zhì)層，且具有平坦表面。
[0047]更進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明提出的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)200，其中光阻下層220的材質(zhì)為有機(jī)化合物或無(wú)機(jī)化合物。
[0048]進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明提出藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)200，其中光阻層210為均質(zhì)層，且具有平坦表面。
[0049]更進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明提出的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)200，其中光阻層210的材質(zhì)為G線光阻(G-line photoresist)、I 線光阻(1-line photoresist)、248nm DUV 光阻或 193nmArf光阻。
[0050]請(qǐng)參閱圖3，圖3為本發(fā)明的圖案化藍(lán)寶石基板的形成方法的實(shí)施例的流程圖。圖3的步驟流程為:S10:使用長(zhǎng)晶技術(shù)形成藍(lán)寶石基板；S11:使用涂布技術(shù)形成光阻下層，光阻下層覆蓋在藍(lán)寶石基板上；S12:使用涂布技術(shù)形成光阻層，光阻層覆蓋在光阻下層上；S13:通過(guò)曝光/顯影程序在光阻層產(chǎn)生光阻圖案；S14:通過(guò)光阻圖案及蝕刻程序，對(duì)光阻下層及藍(lán)寶石基板產(chǎn)生光阻下層圖案及初步圖案化藍(lán)寶石基板；S15:進(jìn)行清除程序，以移除光阻層及光阻下層以及修整初步圖案化藍(lán)寶石基板，以產(chǎn)生圖案化的藍(lán)寶石基板。
[0051]請(qǐng)參閱圖4，圖4為本發(fā)明的圖案化藍(lán)寶石基板的形成方法的曝光/顯影程序的實(shí)施例的側(cè)視示意圖。在圖4中，光阻層210的圖案區(qū)域范圍在進(jìn)行曝光后進(jìn)行顯影而在光阻層210形成光阻圖案210a。
[0052]請(qǐng)參閱圖5，圖5為本發(fā)明的圖案化藍(lán)寶石基板的形成方法的蝕刻程序的實(shí)施例的側(cè)視示意圖。在圖5中，光阻圖案210a作為蝕刻屏蔽蝕刻光阻下層220，以所得到的光阻下層圖案220a作為蝕刻屏蔽蝕刻藍(lán)板石基板230，以形成初步圖案化藍(lán)寶石基板230。
[0053]請(qǐng)參閱圖6，圖6為本發(fā)明的圖案化藍(lán)寶石基板的形成方法的清除程序的實(shí)施例的側(cè)視示意圖。圖5中顯示在進(jìn)行清除程序后，光阻圖案210a及光阻下層圖案220a已經(jīng)移除，初步圖案化藍(lán)寶石基板230a在經(jīng)過(guò)修整之后形成多個(gè)錐體240，以產(chǎn)生最終的圖案化藍(lán)寶石基板230b。
[0054]以上所述僅為舉例，而非為限制。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇，而對(duì)其進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包含在所附的權(quán)利要求的范圍中。
【權(quán)利要求】
1.一種適用在圖案化的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含: 藍(lán)寶石基板； 光阻下層，覆蓋在所述藍(lán)寶石基板上；以及 光阻層，覆蓋在所述光阻下層上，所述光阻層用于在經(jīng)過(guò)曝光/顯影程序后對(duì)所述光阻下層及所述藍(lán)寶石基板進(jìn)行蝕刻程序。
2.如權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)的半徑為2英寸、4英寸、6英寸、8英寸或12英寸。
3.如權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述光阻下層為均質(zhì)層，且具有平坦表面。
4.如權(quán)利要求3所述的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述光阻下層的材質(zhì)為有機(jī)化合物或無(wú)機(jī)化合物。
5.如權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述光阻層為均質(zhì)層，且具有平坦表面。
6.如權(quán)利要求5所述的藍(lán)寶石基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述光阻層的材質(zhì)為G線光阻、I線光阻、248nm DUV光阻或193nm Arf光阻。
7.一種圖案化藍(lán)寶石基板的形成方法，其特征在于，包括下列步驟: 使用長(zhǎng)晶技術(shù)形成藍(lán)寶石基板； 使用涂布技術(shù)形成光阻下層，所述光阻下層覆蓋在所述藍(lán)寶石基板上；以及 使用涂布技術(shù)形成光阻層，所述光阻層覆蓋在所述光阻下層上。
8.如權(quán)利要求7所述的圖案化藍(lán)寶石基板的形成方法，其特征在于，還包含下列步驟: 通過(guò)曝光/顯影程序在所述光阻層產(chǎn)生光阻圖案。
9.如權(quán)利要求8所述的圖案化藍(lán)寶石基板的形成方法，其特征在于，還包含下列步驟: 通過(guò)所述光阻圖案及蝕刻程序，對(duì)所述光阻下層及所述藍(lán)寶石基板產(chǎn)生光阻下層圖案及初步圖案化藍(lán)寶石基板。
10.如權(quán)利要求9所述的圖案化藍(lán)寶石基板的形成方法，其特征在于，還包含下列步驟: 進(jìn)行清除程序，以移除所述光阻圖案及所述光阻下層圖案以及修整所述初步圖案化藍(lán)寶石基板，以產(chǎn)生圖案化的藍(lán)寶石基板。
【文檔編號(hào)】H01L33/00GK104037270SQ201310103785
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月5日
【發(fā)明者】黃永發(fā) 申請(qǐng)人:德晶科技股份有限公司