LED終端產品應用越來越廣泛，高效率晶片的技術開發，成了 LED元件廠商維持產品競爭力的關鍵。圖案化藍寶石基板可降低氮化鎵磊晶的差排缺陷與提高光取出效率，進而大幅提升 LED元件的發光效率，是製作高效率藍光與白光LED的關鍵技術。壓印微影法製作圖案化藍寶石基板較傳統微影法，除具有製程簡化、成本降低的優勢外，在未來基板尺寸變大與圖案結構精細化的技術趨勢下，具有相當大的競爭潛力。本文針對目前製程技術與相關材料的發展狀況，進行介紹。 圖一、藍寶石裸片與圖案化藍寶石基板之出光效率比較 圖案化藍寶石製程技術 圖案化藍寶石的製程技術，依蝕刻方式主要可分為濕式蝕刻與乾式蝕刻二種製程，二者之差異比較如表一。濕式蝕刻製程的速度較快，藉由蝕刻液組成的調整與製程溫度的升高，蝕刻速率甚至可達 1 μm/min，且製程成本亦相對較低，但因其蝕刻之藍寶石結構通常為一平頂的錐狀結構，相較於乾蝕刻可得到尖頂的角錐結構，在磊晶時對差排缺陷的改善，效果較差，所以在元件效能提升的表現上，相對亦較不理想。因此，目前圖案化藍寶石基板的主流製程，主要還是以乾蝕刻製程為主，製程流程如圖二。 圖三、乾蝕刻過程光阻與藍寶石的結構形貌變化 壓印圖案化藍寶石製程技術 奈米壓印微影技術若以使用之壓印材料特性做區分，有熱壓印與光壓印兩種製程，其中熱壓印製程是將壓印材料升溫至其 Tg 點以上的溫度，使其具有適當的流動性，進行壓印、圖案成型後，藉由降溫，使其定型，然後再脫模。 光壓印製程，其使用之材料因具有感光交聯反應的特性，通常可於常溫下進行壓印，透過照光固化的手段，使壓印材料由液態轉成固態，固化成型後即可脫模。二者比較，光壓印製程具有下列優點：①不需加熱/冷卻步驟，具有較高的生產效率；②壓印壓力/溫度較低，可降低模具的耗損風險；③無熱膨脹尺寸變化的問題；④使用透明模具，有利於對位對準；⑤光硬化後，材料具有緻密的三維交聯。 壓印圖案化藍寶石製程材料 由於壓印微影製程屬於發展中的技術，整體產業鏈不如光微影製程成熟完整，許多設備、材料與製程技術的整合，為各廠家的技術 Know-How。其中關鍵材料—工作模具與壓印膠，因各廠家的壓印設備、製程條件差異，在材料規格的需求上，亦不盡相同。以下針對壓印模具材料、壓印膠的技術發展，參考各廠家的公開資訊與相關專利、文獻的報導，簡單介紹如下： 1. 模具材料 在壓印模具的要求上，除了基本的尺寸精準度與缺陷、損傷的規範外，因應壓印製程的特性，還需考量模具材料的離模性、耐用性與製造成本。模具材料依據其材料特性，可分為硬膜與軟模一般而言，硬模材料具有較佳的機械強度與尺寸安定性，但通常製造成本亦較高，且模具表面需施加抗沾黏處理，來改善壓印離模性（表三）。而軟模雖然機械強度較差，但因製作方式較簡便、成本較便宜，是生產用工作模的理想選擇。在圖案化藍寶石製程應用上，廠商通常需先依據客戶的產品規格需求，設計模具製作所需的光罩圖案，委外進行光罩與矽母模的製作，再利用此母模，自行翻製供大量生產使用的工作模具。由於……以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。 作者： 吳耀庭/工研院材化所 ★本文節錄自「工業材料雜誌」352期，更多資料請見下方附檔。 Download檔案下載 加入會員 分享 轉寄 聯絡我們 延伸閱讀 高品質、大尺寸之氮化鎵結晶製造技術 全球最高水準深紫外LED 兼具高反射率與高耐熱性的LED反射材料 2016年全球LED市場發展趨勢與挑戰 LIGHTING JAPAN 2016 特別報導系列二 熱門閱讀 NEPCON JAPAN 2019 日本東京特別報導系列一 NEPCON JAPAN 2019 日本東京特別報導系列三 NEPCON JAPAN 2019 日本東京特別報導系列二 從Finetech Japan 2018看OLED之進展 全球電動車市場發展動向與熱門議題 相關廠商 金屬3D列印服務平台 大東樹脂化學股份有限公司 名揚翻譯有限公司 正越企業有限公司 誠企企業股份有限公司 華錦光電科技股份有限公司 高柏科技有限公司 銀品科技股份有限公司 友德國際股份有限公司 桂鼎科技股份有限公司 里華科技股份有限公司 喬越實業有限公司 廣融貿易有限公司 台灣鑽石工業股份有限公司 科邁斯科技股份有限公司 方全有限公司 照敏企業股份有限公司 台灣永光化學股份有限公司