[发明专利]以填胶烧结方式制造选择性成长遮罩的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造选择性成长遮罩的方法，特别是涉及一种以填胶烧结方式制造选择性成长遮罩的方法。

背景技术

在氮化镓(GaN)纳米柱(Nanowire)的工艺技术中，纳米柱的成长结果与接下来的磊晶工艺的结果息息相关，若成长出的纳米柱为拱形或正弦形，在侧向长晶步骤时不容易形成平整的表面供后续磊晶工艺的薄膜生长，会导致后续成长的薄膜碎裂（crack）和晶格差排产生，该现象若发生会降低内部量子效率，换言之会降低电子、电洞复合的机率，即降低光输出效率(Light Output Efficiency)。

若纳米柱能垂直氮化镓基层成长，并彼此平行，在侧向长晶步骤时则能减少造成表面不平整的机会，进而增进内部量子效率。现有习知的纳米柱成长工艺大多以模板填充方式形成选择性成长遮罩供纳米柱成长，选择性成长遮罩能控制纳米柱生长的情况，在不同工艺的下形成的选择性成长遮罩能成长不同的纳米柱，因此期待有能精准地控制纳米柱生长的选择性成长遮罩的制造方法，使纳米柱能垂直氮化镓基层成长，并彼此平行。

然而，现有习知的模板填充方法皆为真空镀膜法，皆必须在真空环境内进行，其真空镀膜则采取诸如溅镀(Sputtering)，化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)，热蒸镀(Thermal Evaporation)或原子层磊晶法(Atomic Layer Deposition,ALD)等，皆有设备费用昂贵、工艺速度慢、工艺成本高等等缺点或不利因素。

发明内容

本发明为一种以填胶烧结方式制造选择性成长遮罩的方法，包括有下列步骤：提供蓝宝石基板，形成氮化镓基层，涂布光刻胶层，进行压印及曝光显影，进行填胶以及进行烧结。本发明的制造方法是可以在大气环境中制造，无须抽真空，快速简便又成本低廉。以本发明的方法所制造的选择性成长遮罩，可使纳米柱的成长更容易成为柱状体，且与蓝宝石基板及氮化镓基层相垂直，每一纳米柱彼此间更相互平行。

本发明提供一种以填胶烧结方式制造选择性成长遮罩的方法，包括下列步骤：提供蓝宝石基板，蓝宝石基板是做为后续薄膜成长的基底；形成氮化镓基层，其是在蓝宝石基板上成长氮化镓基层；涂布光刻胶层，其是在氮化镓基层上涂布一层光刻胶材料；进行压印及曝光显影，是对光刻胶层进行压印及曝光显影，使得多个孔洞图案转印至光刻胶层表面，并形成突状挡墙；进行填胶，其是以绝缘性材料填入上述孔洞图案之外的空隙；以及进行烧结，其是以加热去除上述孔洞图案上的光刻胶剂，并使空隙的绝缘性材料形成选择性成长遮罩。

较佳的，前述的制造选择性成长遮罩的方法，其中该氮化镓基层是以有机金属化学气相沉积法MOCVD成长。

较佳的，前述的制造选择性成长遮罩的方法，其中该光刻胶层的厚度是20-2,000nm。

较佳的，前述的制造选择性成长遮罩的方法，其中该进行压印及曝光显影步骤的压印是进行纳米等级或微米等级的压印。

较佳的，前述的制造选择性成长遮罩的方法，其中该曝光显影的曝光光源为248nm的KrF光源、193nm的ArF光源或13.5nm的EUV光源。

较佳的，前述的制造选择性成长遮罩的方法，其中该绝缘性材料为二氧化硅或氮化硅。

较佳的，前述的制造选择性成长遮罩的方法，其中该烧结步骤是以高温氧气加热炉进行烧结。

较佳的，前述的制造选择性成长遮罩的方法，其中其制造出的选择性成长遮罩用于成长多个纳米柱。

藉由本发明的实施，至少可以达到下列进步功效：

一、大气环境工艺，无需抽真空；

二、填充用凝胶材料具有易干且干燥后硬度高不易变质等优点；及

三、工艺方法快速简便，成本低廉。

为了使任何熟习相关技艺者了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、申请专利范围及图式，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关的目的及优点，因此将在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点。

附图说明

图1为本发明实施例的一种以填胶烧结方式制造选择性成长遮罩的方法的流程图；

图2A为本发明实施例的一种成长氮化镓基层后的结构剖面图；

图2B为本发明实施例的一种成长氮化镓基层后的结构仰视图；

图3A为本发明实施例的一种涂布光刻胶层后的结构剖面图；

图3B为本发明实施例的一种涂布光刻胶层后的结构仰视图；

图4A为本发明实施例的一种进行压印及曝光显影步骤后的结构剖面图；