每个HBLED制作商的方针都是花更少的钱取得更多的光输出。面临强壮的竞赛和很多技能妨碍,至关重要的是一切的出产进程的推动都要发生最佳的作用。优化的等离子刻蚀供给了几种办法以改进器材的输出并下降制作本钱,然后完结两层获利。
为了到达高刻蚀速率和低损害的要求,职业开发了几种高密度等离子源:电感耦合等离子(ICP)、变压器耦合等离子(TCP)、高密度等离子(HDP)。一切技能都供给了一个固定试样驱动台,独立等离子源可完结高级离子密度,而不会添加试样的DC误差。DC误差已被证明可添加灵敏外表的等离子损害,所以这是一个至关重要的体系特性。
图形化蓝宝石衬底
现在蓝宝石仍是成长HBLED结构的衬底挑选。不过,选用蓝宝石成长也存在两个问题:蓝宝石没有完美的晶格匹配,光提取会由于有两个平行的反射面而削减。未来处理这两个问题,从2005年起一些公司就在成长之前就在蓝宝石上刻蚀了图形。这能够使一个制品器材的光提取功能改进98%以上。
蓝宝石是一种十分安稳的物质,熔点在2054度,因而难以进行等离子刻蚀。不过,在下降到一般的150度之前,用来完结十分详细的图画构成的光阻仍有一个温度上限。PR是这个进程挑选的掩膜,终究的“圆顶”状依赖于一切掩膜去除的完结,其形状与蓝宝石和掩膜的相对刻蚀速率密切相关。由于简化了出产流程,下降每流明的全体本钱,PR也成为了首选。
为了对资料进行刻蚀,Cl2、BCl3、Ar的组合常用于以较高级离子源完结的较高刻蚀速率。不过,这添加了试样的热负荷,因而,运用PR作为掩膜能够坚持较高的刻蚀速率,为此有必要对晶圆试样进行有用的冷却。
硅工业习惯于将单晶圆紧固在温度操控作业台上,并在作业台和晶圆之间引入了传热介质,一般是氦。“氦反面冷却”已经成为单晶圆温度操控的规范办法。HBLED制作现在市区批次较小的衬底,传送到运送板上的刻蚀东西。关于图形化蓝宝石衬底刻蚀,HBLED器材依然首要制作2英寸或许4英寸晶圆,因而能够明显下降本钱,它对以一次运转处理尽或许多的晶圆是可行的办法。很多光阻延膜晶圆的刻蚀要求操控好每个晶圆的温度,这需求了解怎样将来自等离子的热量从试样到冷却电极搬运出来。氦气反面冷却是要害,一起要了解怎样使每片晶圆德奥有用冷却,以保证成功。这种技能的批量规划从20*2英寸到高达43*2英寸,刻蚀速率在50nm/分和100nm/分之间,速率取决于PR掩膜和PSS形状要求。
GaN刻蚀
GaN的化学安稳性和高键合强度、其熔点2500度和键能也是它具有很高的耐酸或碱刻蚀剂湿刻蚀才能。到现在为止,由于缺少适宜的湿刻蚀工艺,使人们对开发适宜HBLED出产的干刻蚀工艺发生了极大的爱好。这有必要是单批次进行很多晶圆刻蚀。20世纪90年代后期,等离子刻蚀批次规划从4*2英寸晶圆添加至今日的55*2英寸或3*8英寸,现在的问题是在其吸引力消失之前它能够处理多大批次。跟着晶圆尺度从2英寸到4英然后是6英寸的向上搬迁,这个问题也得到了处理。GaN刻蚀的首要应用领域是浅接点刻蚀和深邃宽比结构刻蚀。
浅接点刻蚀
当刻蚀进入到接点层时,至关重要的是对半导体形成的等离子损害最小,不然或许会添加接点电阻。刻蚀工艺需求细心优化,以最大极限地进步吞吐量,一起坚持器材的功能。润滑的外表一般外表高品质的刻蚀,如图2所示。
未经优化的刻蚀处理或许导致GaN刻蚀的位错,从而导致麻点外表和接点电阻的添加。相同,PR是这一步掩膜的挑选,由于它是最简略的处理办法。据报道由于典型批刻蚀速率高达140nm/分的温度约束,PR的运用可下降所运用的功率。
深阻隔刻蚀
当需求高达7微米深度时,刻蚀速率是这一工艺的要害。这一步的作用是刻蚀到有源器材之间的底层蓝宝石衬底。由于蓝宝石是不导电的,在物理别离之前就阻隔了器材。假如运用PR掩膜,这一刻蚀进程的首要应战是散热,由于高刻蚀速率是用高级离子密度完结的。这意味着单晶圆的紧固问题,一般的办法是运用静电吸盘。能够运用介质硬掩膜,这将或许完结高刻蚀速率批处理,此刻整个批次的一致性决议了产值。
光子晶体图形化
使用称为光子晶体的准晶体阵列图形化HBLED的发光外表能够进步光提取才能。其极点的体现如图3所示,此刻600nm蚀象已被刻蚀了4微米深,完结了大于6:1的深邃宽比结构。这儿的应战是坚持蚀象的笔直剖面,以保证光子晶体的光学功能。