納米微結構的製造方法
2023-06-03 09:08:01 1
專利名稱：納米微結構的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種納米微結構的製造方法，尤指一種利用納米球製作納米微結構的方法。
背景技術：
由於發光二極體具有體積小、質量輕且發光效率高等優點，因此，目前已廣泛運用於照明或信息提示的使用方面。但該發光二極體的發光元件經由結合載座所發出的光呈放射狀散射，光源無法集中發射，因此，光源的均勻化、最佳化設計以及處理方式技術相當重要；目前業界均使用圖案化基板，以具有降低外延生長(epitaxy)缺陷及提高光萃取的功效，而外延生長結構的好壞更影響工藝良品率及半導體發光二極體的效能。請參閱圖IA至圖1F，其顯示了現有納米微結構1的製造方法。如圖IA所示，提供一基板10，且於真空環境下，在該基板10上形成氧化矽層11。如圖IB所示，在該基板10 及氧化矽層11上塗布光阻層12，且進行黃光微影制工藝，以於該光阻層12上形成多個圖案化開孔120，令該氧化矽層11表面外露於各該開孔120。如圖IC所示，蝕刻移除各該開孔 120中的氧化矽層11，以令該基板10表面外露於各該開孔120。如圖ID所示，移除該光阻層12。如圖IE所示，進行溼蝕刻，以移除外露基板10的局部材料，以於該基板10上形成多個凹槽100。如圖IF及圖IG所示，移除該氧化矽層11，從而製作出納米微結構1。或如圖1E』所示，進行溼蝕刻，以移除外露基板10的局部材料，以於該基板10上形成多凹洞100』。如圖1F』及圖1G』所示，移除該氧化矽層11，從而製作出納米微結構1。但是，上述現有的製造方法，因需在真空條件操作並採用黃光微影工藝，故導致工藝繁瑣且設備、廠房投資成本昂貴。因此，開發一套新穎的納米微結構製造方法，實已成目前重要的課題。
發明內容
鑑於上述現有技術的種種缺陷，本發明揭露一種納米微結構的製造方法，包括提供一基板；於該基板上形成多個納米球；於該基板上及各該納米球之間形成待蝕刻膜；移除各該納米球；於該待蝕刻膜上形成阻層；進行溼蝕刻，以移除該待蝕刻膜及其下的部分基板材料，以於該基板表面形成多個凸塊；以及移除該阻層，以露出各該凸塊。在前述的製造方法中，該基板為氧化鋁(Al2O3)基板或矽基板。在前述的製造方法中，該待蝕刻膜為金屬氧化物或金屬氮化物，例如氧化鋁。在前述的製造方法中，該阻層為金屬氧化物或金屬氮化物，該阻層的材料不同於該待蝕刻膜。在前述的製造方法中，該凸塊的高度與寬度的比值範圍為0. 25至0. 5，且該凸塊具有晶格面。前述的製造方法還包括於進行溼蝕刻之前，先進行燒結工藝。由上可知，本發明不需真空工藝與黃光微影工藝，不僅可簡化工藝，還能大幅降低製造成本。
圖IA至圖IF為顯示現有納米微結構的製造方法的剖面示意圖，其中，圖1E』至圖 1F，為圖IE至圖IF的另一實施例；圖IG為圖IF的局部立體示意圖；圖1G』為圖1F』的局部上視示意圖；圖2A至圖2F為顯示本發明的納米微結構的製造方法的剖面示意圖；圖2G為圖2F的局部上視示意圖；以及圖2G』為圖2G的另一實施例。主要元件符號說明1納米微結構10基板100 凹槽100，凹洞11氧化矽層12光阻層120開孔2納米微結構20、20，基板200、200，凸塊200a晶格面21納米球22待蝕刻膜2 上部蝕刻膜23阻層h高度w 寬度
具體實施例方式以下通過特定的具體實施例說明本發明的實施方式，本領域的普通技術人員可由本說明書所揭示的內容輕易地了解本發明的其他優點及功效。須知，本說明書所附附圖所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供本領域的普通技術人員的了解與閱讀，並非用以限定本發明可實施的限定條件，故不具有技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關係的改變或大小的調整，在不影響本發明所能產生的功效及所能達到的目的前提下，均應仍落在本發明所揭示的技術內容所能涵蓋的範圍內。同時，本說明書中所引用的如「上、下」、「前、後」、「底部」、「一」及「表面」等的用語，亦僅為便於敘述的明了化，而非用以限定本發明可實施的範圍，其相對關係的改變或調整，在無實質變更技術內容的情況下，應當同樣視為本發明可實施的範疇。請參閱圖2A至圖2F，其為本發明的納米微結構的製造方法，特別適用於發光二極體外延生長基板上納米微結構的製作。如圖2A所示，提供一基板20，且於該基板20上形成多個納米球21，該納米球為可為通過現有微乳化聚合而獲得的納米球，例如聚苯乙烯球，而該基板20可為氧化鋁(Al2O3) 基板或矽基板。如圖2B所示，在該基板20上及各該納米球21之間形成待蝕刻膜22，且該待蝕刻膜22為金屬氧化物或金屬氮化物，例如矽、鋅、鋁、鉻、鈦、銦、鉛、錫、鋯、鉿、鐵、釩、鎂、鎢等的氧化物或氮化物，而於本實施例中為氧化鋁。更具體而言，該待蝕刻膜為包括選自氧化矽、氧化鋅、氧化鋁、氧化鉻、氧化鈦、氧化銦、氧化鉛、氧化錫、氧化鋯、氧化鉿、氧化鐵、氧化
釩、氧化鎂、氧化鎢、鈦酸鋯、鈮酸鋰、鉭酸鋰所組成群組的一種或多種。此外，該待蝕刻膜復可包括選自氮、磷及硼所組成群組的一種或多種摻雜物(Dopant)。如圖2C所示，移除各該納米球21。另外，如果所形成的待蝕刻膜22覆蓋納米球 21，則於移除納米球21時一併移除上部蝕刻膜22a。如圖2D所示，在該待蝕刻膜22上形成阻層23，且形成該阻層23的材料為金屬氧化物或金屬氮化物，例如矽、鋅、鋁、鉻、鈦、銦、鉛、錫、鋯、鉿、鐵、釩、鎂、鎢等的氧化物或氮化物，具體而言，該阻層23為包括選自氧化矽、氧化鋅、氧化鋁、氧化鉻、氧化鈦、氧化銦、氧化鉛、氧化錫、氧化鋯、氧化鉿、氧化鐵、氧化釩、氧化鎂、氧化鎢、鈦酸鋯、鈮酸鋰、鉭酸鋰所組成群組的一種或多種。此外，該待蝕刻膜還可包括選自氮、磷及硼所組成群組的一種或多種摻雜物。並且形成該阻層23的材料不同於該待蝕刻膜22，而於本實施例中形成該阻層 23的材料為氧化矽。如圖2E所示，進行溼蝕刻，以移除該待蝕刻膜22及其下的部分基板20材料，以於該基板20表面形成多個具有晶格面200a的凸塊200。詳言之，該阻層23與基板20相接的部位即原各該納米球21的底部，而於進行蝕刻時，通過待蝕刻膜22可被蝕刻的特性，向下蝕刻部分基板20，而該阻層23與基板20相接處(不一定實質連接)即形成該凸塊200的頂點，又該阻層23為多孔性材料，在蝕刻過程中仍會有微蝕刻發生，同時通過多孔性滲透蝕刻液與阻層23厚薄來形成下方基板20的凸塊200。另外，在進行溼蝕刻之前，可先進行燒結工藝，以強化該阻層23。如圖2F所示，移除該阻層23，以露出各該凸塊200，從而得到本發明的納米微結構 2，其中，該凸塊200的高度h與寬度w的比值範圍約為0. 25至0. 5。如圖2G及圖2G』所示，為不同基板20材料所形成不同形狀的凸塊200 ；若形成該基板20的材料為氧化鋁(Al2O3)，則凸塊200的形狀為三面晶格，如圖2G所示；若形成該基板20』的材料為矽，則凸塊200』的形狀為四面晶格，如圖2G』所示。綜上所述，本發明的方法無須在真空條件下進行，也無須利用黃光微影工藝，故不僅簡化工藝且大幅降低工藝成本。上述實施例是用以例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。本領域的普通技術人員可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明的保護範圍，應如本申請的權利要求書所限定。
權利要求
1.一種納米微結構的製造方法，包括 提供一基板；於該基板上形成多個納米球； 於該基板上及各該納米球之間形成待蝕刻膜； 移除各該納米球； 於該待蝕刻膜上形成阻層；進行溼蝕刻，以移除該待蝕刻膜及其下的部分基板材料，以於該基板表面形成多個凸塊；以及移除該阻層，以露出各該凸塊。
2.根據權利要求1所述的納米微結構的製造方法，其中，該基板為氧化鋁基板或矽基板。
3.根據權利要求1所述的納米微結構的製造方法，其中，該待蝕刻膜為金屬氧化物或金屬氮化物。
4.根據權利要求3所述的納米微結構的製造方法，其中，該待蝕刻膜還包括選自氮、磷及硼所組成群組中的一種或多種摻雜物。
5.根據權利要求1所述的納米微結構的製造方法，其中，該阻層為金屬氧化物或金屬氮化物。
6.根據權利要求1所述的納米微結構的製造方法，其中，該阻層為氧化矽。
7.根據權利要求1所述的納米微結構的製造方法，其中，該阻層的材料不同於該待蝕刻膜的材料。
8.根據權利要求1所述的納米微結構的製造方法，其中，該凸塊的高度與寬度的比值範圍為0. 25至0. 5。
9.根據權利要求1所述的納米微結構的製造方法，其中，該凸塊具有晶格面。
10.根據權利要求1所述的納米微結構的製造方法，還包括於進行溼蝕刻之前，先進行燒結工乙ο
全文摘要
一種納米微結構的製造方法，包括提供一基板；於該基板上形成多個納米球；於該基板上及各該納米球之間形成待蝕刻膜；移除各該納米球；於該待蝕刻膜上形成阻層；進行溼蝕刻，以移除該待蝕刻膜及其下的部分基板材料，以於該基板表面形成多個凸塊；以及移除該阻層，以露出各該凸塊。本發明無需真空工藝與黃光微影工藝，從而簡化了工藝。
文檔編號B82Y40/00GK102456547SQ201010526458
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月27日 優先權日2010年10月27日
發明者李昇儒 申請人:和椿科技股份有限公司