納米壓印配套工藝研究及其在LED制造工藝中的應(yīng)用.pdf

1、伴隨光電行業(yè)的發(fā)展，納米尺度光子學(xué)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，光電子器件的特征尺寸越來(lái)越小，圖形的復(fù)雜化程度也逐步提升。納米壓印以其成本低、分辨率高、生產(chǎn)效率高且圖形制作靈活性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)而成為微鈉制造領(lǐng)域最受關(guān)注的研究熱點(diǎn)。
　　本論文主要就納米壓印技術(shù)本身及其配套的半導(dǎo)體制造工藝進(jìn)行了詳實(shí)的研究，并通過(guò)理論和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了納米壓印技術(shù)在照明用發(fā)光二極管芯片產(chǎn)業(yè)化中的應(yīng)用。
　　首先，從納米壓印的流程出發(fā)對(duì)壓印工藝的各個(gè)步驟進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，

2、并提出相應(yīng)改進(jìn)方案：
　　(1)研究采用了電子束曝光和電鍍法制作的金屬壓印模板制作方法，大大增加了模板的使用壽命；
　　(2)引入軟模板納米壓印技術(shù)，提高大面積壓印的成品率，通過(guò)優(yōu)化溫度壓力曲線，提高了壓印圖形的填充效果；
　　(3)提出―兩步法‖出去殘膠工藝，提高了圖形掩膜的保真度；
　　(4)使用雙層膠剝離方案，解決了紫外壓印膠刻蝕后不易去除的問(wèn)題，得到了潔凈的壓印圖形。
　　其次為進(jìn)一步擴(kuò)大納米壓印的

3、適用范圍，提出多層掩膜刻蝕轉(zhuǎn)移的配套方案，此方案可以解決以下三個(gè)問(wèn)題：
　　(1)由于軟模板對(duì)圖形深寬比的限制，造成軟模板紫外納米壓印不能進(jìn)行高深寬比圖形制作；
　　(2)由于紫外壓印膠難于去除，導(dǎo)致軟模板紫外壓印不易實(shí)現(xiàn)lift-off剝離工藝；
　　(3)在粗糙襯底上壓印刻蝕會(huì)由于殘膠厚度的不均勻而發(fā)生圖形失真。
　　我們利用此多層掩膜刻蝕轉(zhuǎn)移方法對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)論證，實(shí)現(xiàn)了線寬為50nm，掩膜深寬比大于

4、5的高深寬比掩膜制作。同時(shí)，利用多掩膜轉(zhuǎn)移lift-off法進(jìn)行了不同占空比柱狀光子晶體模板以及50nm線寬金屬光柵的制作，也實(shí)現(xiàn)了粗糙氮化鎵表面上的高保真度光子晶體圖形的制作。
　　最后將納米壓印工藝應(yīng)用在照明用LED制作中，通過(guò)對(duì)LED出光效率限制因素的分析，提出使用納米壓印法制作納米圖形襯底以提高LED出光效率。利用時(shí)域有限差分(FDTD)算法優(yōu)化襯底圖形結(jié)構(gòu)，并利用納米壓印實(shí)際制作了對(duì)應(yīng)的納米圖形襯底 LED芯片，經(jīng)測(cè)量相