一种图形化衬底及其制备方法、LED外延片与流程

一种图形化衬底及其制备方法、led外延片
技术领域
1.本发明实施例涉及半导体芯片技术领域，尤其涉及一种图形化衬底及其制备方法、led外延片。


背景技术：

2.图形化蓝宝石衬底(pss)在gan基led外延生长中得到大幅度推广与应用。相对平片蓝宝石基板，pss具有两方面的优势：其一，pss能减少gan外延层的位错密度，弛豫异质外延生长过程中产生的应力，从而提高外延材料的晶体质量以减少有源区的非辐射复合，提高内量子效率；其二，pss可以通过图形阵列对有源层产生的光的反射、衍射作用而减少因材料折射率差异所造成的内部全反射，以提高led的出光效率。
3.光刻是图形化衬底制作的常用工艺，光刻是指利用曝光显影工艺在蓝宝石衬底上形成掩膜图案的过程，掩膜图案即光刻胶图形。图1为相关技术中曝光过程示意图，图2为相关技术曝光显影后得到的光刻胶图形的sem图，如图1和图2所示，在曝光过程中，由于蓝宝石衬底1’背面存在一定的粗糙度，形成光刻胶层5’后，进入蓝宝石衬底1’内部的曝光光束一部分在背面发生漫反射(图中黑色实线箭头表示曝光光束)，另一部分光透过蓝宝石衬底1’经过曝光台7’的反射重新进入蓝宝石衬底1’内部，重新进入蓝宝石衬底1’的曝光光束会再次射向光刻胶层5’底部，在显影后光刻胶柱6’会呈现底部内凹的偏小现象，影响了光刻胶柱6’的形态，因此背面粗糙度差异会导致蓝宝石衬底1’光刻工艺的集中度下降。而大尺寸蓝宝石衬底1’由于尺寸大、局部加工程度有差异，导致其背面粗糙度不均匀，往往靠近边缘区域的粗糙度比中心区域大；而背面粗糙度越大，二次曝光的程度越强，导致蓝宝石衬底1’片内光刻图形均匀性降低，如图2中所示，中心区域的光刻胶柱6’的底部直径约为898nm，顶部直径约为1.00μm，底部直径与顶部直径相差约100nm，而边缘区域的光刻胶柱6’的底部直径约为771nm，顶部直径约为966nm，底部直径与顶部直径相差接近200nm，相较于蓝宝石衬底1’中心区域，靠近蓝宝石衬底1’边缘区域的光刻胶柱6’的内凹现象更加明显。


技术实现要素：

4.本发明提供一种图形化衬底及其制备方法、led外延片，避免图形化衬底光刻过程中的二次曝光现象，提高图形均匀性。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种图形化衬底的制备方法，包括：
6.提供蓝宝石基板；所述蓝宝石基板包括层叠设置的基板本体以及金属离子掺杂层，所述金属离子掺杂层背离所述基板本体的一侧表面为蓝宝石基板正面；
7.在所述蓝宝石基板正面形成掩膜层；
8.利用曝光显影工艺对所述掩膜层进行图案化处理，以形成掩膜图案；
9.基于所述掩膜图案，利用干法刻蚀工艺，对所述蓝宝石基板进行刻蚀，以在所述蓝宝石基板正面形多个凸起结构，所述凸起结构中掺杂有金属离子。
10.第二方面，本发明实施例还提供了一种图形化衬底，采用本发明第一方面所述的
制备方法制备。
11.第三方面，本发明实施例还提供了一种led外延片，包括本发明任意实施例提供的图形化衬底以及形成于图形化衬底上的外延层。
12.本发明实施例提供的图形化衬底的制备方法，首先提供蓝宝石基板；蓝宝石基板包括层叠设置的基板本体以及金属离子掺杂层，金属离子掺杂层背离基板本体的一侧表面为蓝宝石基板正面；随后在蓝宝石基板正面形成掩膜层；进而利用曝光显影工艺对掩膜层进行图案化处理，以形成掩膜图案；再基于掩膜图案，利用干法刻蚀工艺，对蓝宝石基板进行刻蚀，以在蓝宝石基板正面形多个凸起结构，凸起结构中掺杂有金属离子。本技术中，金属离子掺杂层的存在能够大幅度吸收光刻曝光时进入蓝宝石基板内部的光，抑制了因蓝宝石基板背面粗糙导致的漫反射光及透过蓝宝石基板经由曝光台重新进入蓝宝石基板内部的光束对掩膜图案造成二次曝光的问题，有效改善掩膜图案的均匀性。除此之外，凸起结构中掺杂的金属离子，能够对后续生长的外延膜层的载流子浓度进行调节，进而促进量子阱层载流子的匹配性复合，减少芯片中多余电子的非辐射过程，改善外延膜层电性能。
附图说明
13.图1为相关技术中曝光过程示意图；
14.图2为相关技术曝光显影后得到的光刻胶图形的sem图；
15.图3为本发明实施例提供的一种图形化衬底的制备方法的流程图；
16.图4为图3所示制备方法的示意图；
17.图5为本发明实施例提供的一种曝光光束传播路径示意图；
18.图6为本发明实施例提供的一种掩膜图案的sem图；
19.图7为本发明实施例提供的另一种图形化衬底的制备方法的流程图；
20.图8为图7所示制备方法的示意图；
21.图9为本发明实施例提供的一种图形化衬底的结构示意图；
22.图10为本发明实施例提供的一种led外延片的结构示意图。
具体实施方式
23.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
24.基于上述现有技术的缺陷，发明人提出本技术中的技术方案，本技术提供了一种图形化衬底的制备方法，避免图形化衬底光刻过程中的二次曝光现象，提高图形均匀性。图3为本发明实施例提供的一种图形化衬底的制备方法的流程图，图4为图3所示制备方法的示意图，参考图3和图4，本技术提供的制备方法包括：
25.s110、提供蓝宝石基板。
26.如图4中(a)图所示，蓝宝石基板1整体呈薄片状，蓝宝石基板1包括层叠设置的基板本体2以及金属离子掺杂层3，金属离子掺杂层3背离基板本体2的一侧表面为蓝宝石基板正面4。蓝宝石基板1整体均为蓝宝石材料，其中，基板本体2为无掺杂的纯蓝宝石材料，金属离子掺杂层3为掺杂有金属离子的蓝宝石材料。基板本体2与金属离子掺杂层3共同构成蓝
宝石基板1。
27.其中，金属离子掺杂层3背离基板本体2的一侧表面为蓝宝石基板正面4，后续在蓝宝石基板正面4制备凸起结构。
28.本发明实施例中，在蓝宝石基板1中形成金属离子掺杂层3，蓝宝石基板1中掺杂的金属离子能够增强蓝宝石基板1的吸光能力，在后续曝光显影过程中，很大程度上避免了曝光光束透过蓝宝石基板1射向曝光台。
29.s120、在蓝宝石基板正面形成掩膜层。
30.其中，参考图4中(b)图，掩膜层5即为光刻胶层，可通过匀胶将光刻胶均匀涂覆于蓝宝石基板正面4上，也即蓝宝石基板1带有金属离子掺杂层3的一侧表面。光刻胶的选择不限，可选用现有光刻胶中的任意一种，可以是正性光刻胶或负性光刻胶，其中，掩膜层5的厚度对后续凸起结构的刻蚀有一定影响，可根据多次实验结果设置掩膜层5厚度。
31.可选的，匀胶的具体工艺参数可由本领域技术人员根据实际需求进行调整，本发明实施例对此不做限制，例如可在16～25℃下将光刻胶旋涂至蓝宝石基板正面4形成掩膜层5，掩膜层5的厚度可控制在1100～2500nm，但不限于此。
32.s130、利用曝光显影工艺对掩膜层进行图案化处理，以形成掩膜图案。
33.进一步地，参考图4中(c)图，利用曝光显影工艺对掩膜层5进行图案化处理，曝光显影工艺是指在光照作用下，借助光刻胶将掩膜版上的图形转移到基片上，再利用显影液将正性光刻胶的曝光区和负性光刻胶的非曝光区的光刻胶溶解，从而在光刻胶上形成三维图形的一种光刻技术。
34.具体地，可使用某一选定掩膜版对s120中形成的光刻胶层进行曝光，曝光方式可以为步进式曝光，对光刻胶层进行单一曝光场依次曝光，经过显影后在蓝宝石基板正面4形成所需光刻胶柱，即掩膜图案6。其中，可控制显影的温度为16～25℃下，显影时间为10～40s，以获得均匀性较高的掩膜图案6。
35.可选的，掩膜版上的图形排布可以是周期性正方格子排布、周期性六角密堆积排布、非周期性的准晶排布和随机阵列排布等，在此不做限定。掩膜版上的图形排布方式即为曝光显影后形成的掩膜图案6的排布方式。
36.可以理解的是，当蓝宝石材料中掺杂有金属离子时，掺杂的金属离子使蓝宝石材料的相结构发生变化，即金属离子掺杂层的相结构与纯蓝宝石材料的相结构不同，由此导致金属离子掺杂层对光束的吸收情况发生变化，根据实验测试结果，相对于纯蓝宝石材料来说，金属离子掺杂层的吸光效果更好，能够吸收光刻曝光过程中的大部分曝光光束，避免曝光光束透过蓝宝石基板，极大程度减少了射向蓝宝石基板背面和曝光台的曝光光束。
37.图5为本发明实施例提供的一种曝光光束传播路径示意图，参考图5，金属离子掺杂层3的存在，会吸收大量曝光光束(图中黑色实线箭头所示)，极大减少了透过蓝宝石基板1射向曝光台7的光束，同时也能抑制因蓝宝石基板1背面粗糙度导致的漫反射光束的产生；即使存在少部分光束(图中黑色虚线箭头所示)射向曝光台7，并经由曝光台7反射至蓝宝石基板1，金属离子掺杂层3也能进一步起到吸光效果，保证无反射的曝光光束射向掩膜层5，避免出现掩膜图案6的二次曝光问题，提升掩膜图案6在蓝宝石基板正面4的均匀性，提高蓝宝石基板1光刻与成品过程的集中度。
38.图6为本发明实施例提供的一种掩膜图案的sem图，发明人对经s130后得到的掩膜
图案6的形貌进行了测量，如图6中所示，蓝宝石基板1中间区域的掩膜图案6(光刻胶柱)的底部直径约为1.00μm，顶部直径约为1.02μm，底部直径和顶部直径相差约20nm，内凹现象明显改善；蓝宝石基板1边缘区域的掩膜图案6的底部直径约为1.02μm，顶部直径约为1.04μm，底部直径和顶部直径相差约20nm，内凹现象也明显改善，并且中心区域和边缘区域的掩膜图案6整体形态相差不大，掩膜图案6整体均匀性大幅提升。
39.s140、基于掩膜图案，利用干法刻蚀工艺，对蓝宝石基板进行刻蚀，以在蓝宝石基板正面形多个凸起结构，凸起结构中掺杂有金属离子。
40.干法刻蚀工艺即用等离子体进行薄膜刻蚀，可选的，本发明实施例中采用感应耦合等离子体(inductively coupled plasma，icp)干法刻蚀方法对蓝宝石基板1进行刻蚀。icp法是指：通入反应气体并使用电感耦合等离子体辉光放电将其分解，产生的具有强化学活性的等离子体在电场的加速作用下移动到样品表面，以对样品表面进行刻蚀。
41.具体地，进一步地，参考图4中(d)图，基于掩膜图案6，利用干法刻蚀工艺，在蓝宝石基板正面4制备多个凸起结构8，即形成图形化衬底。
42.其中，凸起结构8可为类圆锥形、类圆台形、类多边锥形或类多边台形中的任意一种；另外凸起结构8的侧壁可带有一定弧度，带有侧壁弧度的凸起结构8能够更好地利用散射作用，将led有源区的出射光进行散射，打破出光界面的全反射限制，改善凸起结构8对光的有效散射面积，提高led出光效率。其中，可通过改变icp干法刻蚀过程中的各项参数来对侧壁弧度范围进行调控，例如，可以改变混合气体的流量体积比等。
43.本领域技术人员可知，后续led芯片制程中，会在图形化衬底带有凸起结构8的一侧生长多层外延膜层，例如生长n型gan外延膜层、量子阱层等。本技术中图形化衬底的另外一个优点在于：由于蓝宝石基板正面4为金属离子掺杂层3表面，干法刻蚀得到的凸起结构8中也存在部分金属离子掺杂区域。金属离子一般带正电，类似“空穴”，后续生长n型gan外延膜层，n型gan外延膜层中电子发生迁移，凸起结构8中掺杂的金属离子与电子有概率发生结合，能够在一定程度对n型gan外延膜层中的载流子浓度进行调节，进而促进量子阱层电子与空穴的匹配性复合，减少量子阱层中多余电子的非辐射过程，从而改善量子阱层的发热，提升led芯片整体可靠性与光输出。
44.本发明实施例提供的图形化衬底的制备方法，首先提供蓝宝石基板；蓝宝石基板包括层叠设置的基板本体以及金属离子掺杂层，金属离子掺杂层背离基板本体的一侧表面为蓝宝石基板正面；随后在蓝宝石基板正面形成掩膜层；进而利用曝光显影工艺对掩膜层进行图案化处理，以形成掩膜图案；再基于掩膜图案，利用干法刻蚀工艺，对蓝宝石基板进行刻蚀，以在蓝宝石基板正面形多个凸起结构，凸起结构中掺杂有金属离子。本技术中，金属离子掺杂层的存在能够大幅度吸收光刻曝光时进入蓝宝石基板内部的光，抑制了因蓝宝石基板背面粗糙导致的漫反射光及透过蓝宝石基板经由曝光台重新进入蓝宝石基板内部的光束对掩膜图案造成二次曝光的问题，有效改善掩膜图案的均匀性。除此之外，凸起结构中掺杂的金属离子，能够对后续生长的外延膜层的载流子浓度进行调节，进而促进量子阱层载流子的匹配性复合，减少芯片中多余电子的非辐射过程，改善芯片整体性能。
45.可选的，对于金属离子掺杂层的形成方式，本发明实施例不做限制，例如可在制备可通过扩散或离子注入工艺在蓝宝基板中形成金属离子掺杂层，但不限于此，任意能够在蓝宝石基板中形成金属离子掺杂层的方式均在本发明实施例保护的技术方案范围内。
46.示例性的，在可能的实施例中，在提供蓝宝石基板之前，还包括：提供蓝宝石平片；利用离子注入工艺，在蓝宝石平片的一侧表面注入金属离子，以在蓝宝石平片中形成预设厚度的金属离子掺杂层，得到蓝宝石基板，未形成所金属离子掺杂层的部分蓝宝石平片为基板本体。
47.图7为本发明实施例提供的另一种图形化衬底的制备方法的流程图，图8为图7所示制备方法的示意图，图7所示制备方法在上述实施例的基础上进一步细化，参考图7和图8，本实施例提供的制备方法包括：
48.s210、提供蓝宝石平片。
49.蓝宝石平片9为无掺杂的纯蓝宝石材料，蓝宝石平片9的尺寸可根据需要自行选择，在此不做限定。蓝宝石平片9在使用之前可对其进行清洗，清洗方式可以为化学常规清洗和等离子体清洗等，化学常规清洗是指使用化学试剂将蓝宝石平片9上的杂质及污渍；等离子体清洗是指利用等离子态物质中活性组分的性质来处理样品表面，以改善蓝宝石平片9的表面晶质。
50.s220、利用离子注入工艺，在蓝宝石平片的一侧表面注入金属离子，以在蓝宝石平片中形成预设厚度的金属离子掺杂层，得到蓝宝石基板，未形成所金属离子掺杂层的部分蓝宝石平片为基板本体。
51.进一步地，参考图8中(a)图和(b)图，可利用离子注入工艺，在蓝宝石平片9的一侧表面注入金属离子m
+
，通过控制金属离子m
+
注入的剂量，能够对金属离子m
+
在蓝宝石平片9中的扩散深度进行调控，进而在蓝宝石平片9一侧形成预设厚度h的金属离子掺杂层3。没有金属离子m
+
扩散的一侧区域即为基板本体2，基板本体2和金属离子掺杂层3共同构成蓝宝石基板1。
52.可选的，离子注入的具体工艺可由本领域技术人员根据实际需求进行选择，本发明实施例对此不做限定。示例性的，在可能的实施例中，可通过金属蒸汽真空弧(mevva)离子注入方式完成金属离子注入。mevva离子注入通过mevva离子源利用真空弧放电原理产生高密度金属等离子体，金属等离子体注入待处理材料表面，引起材料表面成份和结构变化。当然，在实际应用中，本领域技术人员可根据实际情况选择其他的离子注入方式，任意通过离子注入方式形成金属离子掺杂层3的工艺，均在本发明实施例保护的技术方案范围内。
53.其中，可通过调控离子注入时的各项工艺参数对金属离子掺杂层3的预设厚度h进行调节。示例性的，可通过调节注入的金属离子的能量和剂量等调节金属离子掺杂层3的注入厚度。
54.可选的，在可能的实施例中，预设厚度h为10～1000nm。
55.本实施例中，可利用离子注入工艺，将能量范围为10～200kev、剂量为10
16
cm-2
～10
18
cm-2
的金属离子注入蓝宝石平片9表面，形成深度为10～1000nm的金属离子掺杂层3，也即金属离子掺杂层3的预设厚度h为10～1000nm。
56.s230、提供蓝宝石基板。
57.s240、在蓝宝石基板正面形成掩膜层。
58.s250、利用曝光显影工艺对掩膜层进行图案化处理，以形成掩膜图案。
59.s260、基于掩膜图案，利用干法刻蚀工艺，对蓝宝石基板进行刻蚀，以在蓝宝石基板正面形多个凸起结构，凸起结构中掺杂有金属离子。
60.上述s230～s260的具体实施方式可参考上述实施例，此处不再赘述。
61.通过离子注入工艺在蓝宝石平片9的一侧形成金属离子掺杂层3，金属离子掺杂层3的平整度较高，也即金属离子掺杂层3在蓝宝石基板1内部的厚度分布比较均匀，由此使得金属离子掺杂层3对蓝宝石基板1不同位置处的曝光光束吸收作用基本相同，提升光刻曝光得到的掩膜图案6的均匀性。
62.可选的，在可能的实施例中，在利用离子注入工艺，在蓝宝石平片9的一侧表面注入金属离子m
+
，形成预设厚度h的金属离子掺杂层3之后，还包括：对蓝宝石平片9进行退火处理。
63.具体地，本实施例中，在蓝宝石平片9的一侧形成金属离子掺杂层3之后，还可对掺杂后的蓝宝石平片9进行退火处理。退火处理的好处在于能够增强金属离子m
+
在蓝宝石内部的扩散效果，提升金属离子掺杂层3内部金属离子m
+
的分布均匀性，同时降低蓝宝石基板1的应力。
64.其中，在实际生产过程中，本领域技术人员可根据实际情况调节退火温度和退火时间，本技术对此不做限定。示例性的，可在600～1200℃下对掺杂金属离子m
+
后的蓝宝石平片9退火处理2～48h，得到蓝宝石基板1，但不限于此。
65.其中，需要说明的一点是，在对蓝宝石基板1进行干法刻蚀时，若刻蚀工艺参数不同，则对蓝宝石基板1的刻蚀深度不同；当刻蚀深度不同时，形成的凸起结构8的成分也有所差别。例如，当刻蚀深度小于或等于金属离子掺杂层3厚度h时，干法刻蚀形成的凸起结构8全部由金属离子掺杂层3形成，凸起结构8整体均掺杂有金属离子m
+
；当刻蚀深度大于金属离子掺杂层3厚度h时，干法刻蚀形成的凸起结构8由金属离子掺杂层3和基板本体2形成，凸起结构8中既有金属离子m
+
掺杂的区域，也包括纯蓝宝石区域。
66.在可能的实施例中，可控制刻蚀深度小于或当等于金属离子掺杂层3厚度h，使得凸起结构8全部由金属离子掺杂层3形成。
67.在其他可能的实施例中，凸起结构8包括沿第一方向x层叠设置的蓝宝石凸起81和掺杂层凸起82，第一方向x为基板本体2指向金属离子掺杂层3的方向；基于掩膜图案6，利用干法刻蚀工艺，对蓝宝石基板1进行刻蚀，以在蓝宝石基板正面4形成多个凸起结构8，包括：基于掩膜图案6，利用干法刻蚀工艺，对金属离子掺杂层3和部分蓝宝石基板1进行刻蚀，以在蓝宝石基板正面4形多个沿第一方向x层叠设置的蓝宝石凸起81和掺杂层凸起82。
68.具体地，可仍参考图4或图8，本技术中，可利用干法刻蚀工艺，同时对金属离子掺杂层3和部分厚度的蓝宝石基板1进行刻蚀，也即，可控制干法刻蚀深度大于金属离子掺杂层3的厚度h。此时，干法刻蚀后形成的凸起结构8同时由金属离子掺杂层3和基板本体2形成，可将凸起结构8分为掺杂层凸起82和蓝宝石凸起81，掺杂层凸起82为刻蚀金属离子掺杂层3后形成，蓝宝石凸起81为刻蚀部分厚度的基板本体2后形成。定义基板本体2指向金属离子掺杂层3的方向为第一方向x，可以理解，蓝宝石凸起81和掺杂层凸起82沿第一方向x层叠。
69.本实施例中，同时对金属离子掺杂层3和基板本体2进行干法刻蚀，进而形成同时包括掺杂层凸起82和蓝宝石凸起81的凸起结构8。掺杂层凸起82的存在能够对后续生长的外延膜层的载流子浓度进行调节，进而促进量子阱层载流子的匹配性复合；蓝宝石凸起81的存在能够保证外延膜层的生长质量，减少外延膜层中的缺陷。
70.可选的，可仍参考图4或图8，在可能的实施例中，在基于掩膜图案6，利用干法刻蚀工艺，对蓝宝石基板1进行刻蚀，以在蓝宝石基板正面4形成多个凸起结构8之前，还包括：确定掺杂层凸起82的第一目标高度h1与凸起结构8的第二目标高度h2；基于掩膜图案6，利用干法刻蚀工艺，对蓝宝石基板1进行刻蚀，以在蓝宝石基板正面4形成多个凸起结构8，还包括：基于第一目标高度h1和第二目标高度h2，调节干法刻蚀工艺参数。
71.具体地，本实施例中，可首先确定掺杂层凸起82的第一目标高度h1与凸起结构8的第二目标高度h2，也可以理解为，确定凸起结构8中掺杂层凸起82占据凸起结构8的高度比例。本领域技术人员可以理解，当干法刻蚀深度较小时，掺杂层凸起82高度占凸起结构8高度的比例较大；随着干法刻蚀深度的增加，掺杂层凸起82高度占凸起结构8高度的比例逐渐减小。
72.进一步地，在干法刻蚀过程中，基于掺杂层凸起82的第一目标高度h1和凸起结构8的第二目标高度h2，通过调控干法刻蚀的工艺参数，调节干法刻蚀的深度，以使掺杂层凸起82与凸起结构8的高度比例达到预先设定的比例范围。
73.可选的，对于第一目标高度h1和第二目标高度h2的具体数值，本发明实施例不做限定，本领域技术人员可根据实际需求进行设置。在示例性实施例中，第一目标高度h1与第二目标高度h2的比值可在1：20～1：1范围内，也即，第一目标高度h1与第二目标高度h2之比大于或等于0.05。
74.可选的，本发明实施例不限定掺杂的金属离子m
+
的材料，可以理解的是，当掺杂的金属离子m
+
不同时，对金属离子掺杂层3对光束的吸收效果不同。本领域技术人员可知，光刻曝光系统中的曝光光束的波长一般小于500nm，本技术中，金属离子掺杂层3可主要吸收波长500nm以下的光束。
75.示例性的，在可能的实施例中，金属离子m
+
至少包括co
+
、fe
+
、nd
+
、cr
+
、v
+
和ni
+
中的一种或多种。
76.申请人研究发现，当在蓝宝石材料中掺杂上述金属离子中的一种或多种后，蓝宝石基板1能够对光刻曝光光束起到较好的吸收作用。
77.下面以一具体实施例，对本发明实施例提供的图形化衬底的制备方法进行介绍。首先，采用离子注入工艺，在蓝宝石平片正面将能量范围为10～200kev，剂量为10
16
cm-2
～10
18
cm-2
的金属离子(co
+
、fe
+
、nd
+
、cr
+
、v
+
和/或ni
+
)注入，随后在600～1200℃下退火处理2～48h，形成包括金属离子掺杂层和基板本体的蓝宝石基板，金属离子掺杂层背离基板本体的一侧表面为蓝宝石基板正面。进一步地，在蓝宝石基板正面进行旋涂光刻胶工艺，旋涂过程温度控制在16～25℃，旋涂的光刻胶层厚度控制在1100～2500nm。进一步地，将带有光刻胶层的蓝宝石基板进行光刻曝光工艺，因金属离子掺杂层的存在，进入蓝宝石基板内部的曝光光束被有效吸收，抑制了二次曝光的问题；对曝光后的光刻胶层在16～25℃下，显影10～40s，获得均匀性较高的掩膜图案。最后通过icp干法刻蚀，获得凸起结构均匀性较高的图形化衬底，凸起结构底径为600nm～3100nm，高度为100nm～2500nm，凸起结构包括层叠设置的掺杂层凸起和蓝宝石凸起，掺杂层凸起占整个凸起结构的高度比例在5％～100％之间。其中，干法刻蚀的工艺参数可为：温度1～30℃，压力2～8mtorr，上电极功率600～1800w，下电极功率100～850w，刻蚀气体为bcl3与chf3。
78.基于同一构思，本发明实施例还提供了一种图形化衬底，采用本发明任意实施例
提供的图形化衬底的制备方法制备，图9为本发明实施例提供的一种图形化衬底的结构示意图，参考图9，图形化衬底包括：蓝宝石基板1以及蓝宝石基板正面4的多个凸起结构8，凸起结构8中掺杂有金属离子。
79.本发明实施例提供的图形化衬底，包括本发明任意实施例提供的图形化衬底的制备方法的全部技术特征及相应有益效果，此处不再赘述。
80.可选的，可仍参考图9，在可能的实施例中，凸起结构8包括沿层叠设置的蓝宝石凸起81和掺杂层凸起82；掺杂层凸起82的第一目标高度h1与凸起结构8的第二目标高度h2之比大于或等于0.05。
81.本发明实施例还提供了一种led外延片，图10为本发明实施例提供的一种led外延片的结构示意图，该led外延片包括本发明任意实施例提供的图形化衬底10以及形成于图形化衬底10上的外延层20。对于不同的衬底材料，需要不同的led外延片生长技术、芯片加工技术和器件封装技术，对于本发明实施例提供的图形化复合衬底，对应的led外延片上的外延层20可以是gan，aigan外延层等。
82.本发明实施例提供的led外延片，包括本发明任意实施例提供的图形化衬底的全部技术特征及相应有益效果，此处不再赘述。
83.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。