形成有图案的基板的制造方法技术

一种形成有图案之基板的制造方法。此方法包括：准备散布有多个氧化物珠粒的溶液；在基板上形成图案；设置临时结构在基板的上部分，以在基板上形成微通道；将散布有氧化物珠粒的溶液注入至微通道，并且将氧化物珠粒固定在基板上；以及热处理基板。据此，能够使得多个低价氧化物珠粒在基板上被图案化而形成想要的形状，可避免在干式刻蚀时在基板上所造成的损害。再者，不进行刻蚀工艺，使装置的产量不会减少进而增加装置的量产。另外，不需要高价装置来进行干式刻蚀，使得基板的制造方法更经济，并且能够达到在短时间内制造大量基板的高生产力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是有关于一种半导体装置(semiconductor device)的基板及其制造方法，且特别是有关于一种形成有多个图案的基板以使用其来制造高输出功率的发光二极管 (Light emitting diode, LED)，以及基板的制造方法。
技术介绍
由于使用在手提式通讯装置(例如手机)、小型家用电器的袖珍型键盘(keypad) 或是液晶显示器(liquid crystal display，LCD)的背光单元的低输出功率的LED，进而使得LED市场得以发展。近几年，随着高输出功率、高效率光源(包括室内照明、室外照明与运输工具的内外空间)以及大型LCD的背光单元的需求增加，LED市场已将目标置于高输出功率的产品。其中，低发光效率(light emitting efficiency)为LED的一大难题。一般而言，发光效率是由下述所决定产生光的效率(内部量子效率，internal quantum efficiency)、发射光至装置外部空间的效率(外部光提取效率，external light extracting efficiency)以及利用磷光体(phos phor)来转换光的效率。重要的是，考虑到内部量子效率而改善主动层(active layer)的特性，借以生产高输出功率LED。然而，增加实际上所产生的光的外部光提取效率则更为重要。将光发射至LED的外部空间的最大阻碍在于由LED的膜层之间的折射率不同所造成的内部全反射(internal total reflection)。由于LED膜层之间折射率的不同，被激发的光约略20%会被发射至LED膜层之间的接口的外部空间。而没有被发射至LED膜层之间的接口的外部空间的光则会在LED内部传递并且转换为热。因此，发光效率降低，而在装置中所产生的热的总量会增加，并且会缩短LED的使用期限。为了改善外部光提取效率，提出了增加P型掺杂的氮化镓(P-GaN)表面粗糙度或是N型掺杂的氮化镓(n-GaN)表面粗糙度的方法、将作为装置底部的基板表面变得粗糙的方法，或是形成曲形图案的方法。图1是LED 14形成于具有图案12的基板10的横剖面示意图。图2是形成有图案12的基板10的示意图。特别的是，使用不同的基板(例如，蓝宝石基板)作为图案12 形成于LED 14的基板10时，外部光提取效率会有所改善。计算形成于蓝宝石基板表面上的图案，使得外部光提取效率增加100%或更多。韩国专利第2004-0021801号以及韩国专利第2004-00493 号揭露了形成于蓝宝石基板表面的图案形状或是图案。目前是使用刻蚀来形成图案的方法。在利用刻蚀来形成图案的方法中，为了在蓝宝石基板上形成半球形(semispherical)图案，图案化具有数十微米厚度的厚层光刻胶(thick layer resist)，然后利用干式刻蚀(dry etching)来对光刻胶与蓝宝石基板同时进行刻蚀。在利用刻蚀来形成图案的方法中，借由在光刻胶与基板之间的刻蚀选择比 (etching selectivity)来限制图案的高度，而由于图案化厚层光刻胶的工艺以及干式刻蚀工艺的低均勻度(uniformity)，使得最终形成的图案的均勻度降低。首先，由干式刻蚀所产生的污染为一大问题。由于在刻蚀期间局部所产生的热，使得光刻胶的反应物以及使用于刻蚀的气体残留在蓝宝石基板的表面，即便是进行清洗工艺也无法完全地移除。此外，在进行干式刻蚀时所使用的高能气体粒子(请参阅Silicon processing for the VLSI ear, vol. Lprocess technology，p. 574-582)，可能会造成基板表面上的损害。当像这样的污染产生时，倘若进行下一道GaN晶膜成长的工艺，则可能会因为上述的污染而使得氮化物外延层(nitride epitaxial layer)产生缺陷。由于上述缺点，当使用借由刻蚀工艺而图案化的蓝宝石基板来制造装置时，可以预料到其产量将会非常低。如上所述的干式刻蚀工艺，为了发射出当蓝宝石被强制刻蚀所产生的额外的热， 因此就需要具有冷却功能的高价刻蚀设备。为了改善光提取效率，须进行对利用像是步进机(st印per)的高价微影设备所刻蚀的图案的尺寸予以缩小的工艺。因此，当执行上述干式刻蚀工艺时，将使得成本增加。此外，在工艺中使用例如步进机的微影设备，由于复杂的程序，使得工艺的生产率不易提升。
技术实现思路
本专利技术提供一种，借此当图案化基板时，不会因为刻蚀工艺所产生的残留物而造成基板结晶的损害或是装置特性的降低，并且可大幅增加图案的均勻度。本专利技术提出一种，包括准备散布有多个氧化物珠粒的溶液；在基板上形成图案；在基板的上部分设置临时结构，以在基板上形成微通道；将散布有氧化物珠粒的溶液注入至微通道，并且将氧化物珠粒固定在基板上；以及热处理上述基板。本专利技术提出另一种，包括准备散布有多个氧化物珠粒的溶液；在基板上形成图案；至少一次进行将形成图案的基板浸入至散布有氧化物珠粒的溶液中的工艺以及自溶液中取出基板的工艺，并且将该氧化物珠粒固定在基板上；以及热处理上述基板。本专利技术提出又一种，包括在一基板的上部分设置临时结构，以在基板上形成微通道；借由混合多个氧化物珠粒和多个聚合物珠粒而形成珠粒混合物；将珠粒混合物注入至微信道，并且配置氧化物珠粒与聚合物珠粒在基板上；将临时结构与基板分离；移除聚合物珠粒；以及热处理上述基板。有利的效果基于上述，本专利技术能够使得多个低价氧化物珠粒图案化在基板上而形成想要的形状，进而可避免干式刻蚀时在基板上所造成的损害；并且，不进行刻蚀工艺，则装置的产量将不会减少进而增加装置的量产。另外，不需要高价装置来进行干式刻蚀而使得基板的制造方法更经济，并且能够达到在短时间内制造大量基板的高生产力。附图说明图1是LED形成于具有图案的基板上的横剖面示意图。图2是形成有图案的基板的示意图。图3是依照本专利技术一实施例的利用液体的弯液面而的流程图。图4-图8是利用图3所示的方法形成图案在基板上的横剖面示意图。图9是依照本专利技术另一实施例的利用液体的弯液面而的流程图。图10-图14是利用图9所示的方法而形成图案在基板上的横剖面示意图。图15是依照本专利技术一实施例的利用牺牲式聚合物珠粒的流程图。图16-图19是利用图15所示的方法形成图案在基板上的横剖面示意图。 具体实施例方式以下便搭配图式来说明本专利技术据以实施的范例。而本专利技术可以不同的形式来实施，并不局限于底下实施例的说明。当然，下述实施例将完善且完整地揭露本
技术实现思路
，并且充分地将本
技术实现思路
传达给本领域通常知识者。图3是依照本专利技术一实施例的利用液体的弯液面(meniscus)而的流程图。图4-图8是利用图3所示的方法而形成图案在基板的横剖面示意图。参阅图3-图8，首先，准备散布有多个氧化物珠粒740的溶液750 (步骤S610)。各氧化物珠粒740的折射率为1. 2至2. 0，且各氧化物珠粒740是选自于由Si02、Al203、Ti02、 ZrO2, Y2O3-ZrO2, CuO、Cu2O, Ta2O5, PZT (Pb (Zr, Ti) O3)、Nb2O5, Fe3O4, Fe2O3 以及 GeO2 所组成的族群中至少其中之一所形成。氧化物珠粒7本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹义埈，权圣训，
申请(专利权)人：财团法人首尔大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：