?????? 每個HBLED制造商的目標都是花更少的錢獲得更多的光輸出。面對強大的競爭和眾多技術障礙，至關重要的是所有的生產步驟的推進都要產生最佳的效果。優化的等離子刻蝕提供了幾種方法以改善器件的輸出并降低制造成本，從而實現雙重贏利。

???????為了達到高刻蝕速率和低損傷的要求，行業開發了幾種高密度等離子源：電感耦合等離子(ICP)、變壓器耦合等離子(TCP)、高密度等離子(HDP)。所有技術都提供了一個固定試樣驅動臺，獨立等離子源可實現高等離子密度，而不會增加試樣的DC偏差。DC偏差已被證明可增加敏感表面的等離子損傷，所以這是一個至關重要的系統特性。

????????圖形化藍寶石襯底

　　現在藍寶石仍是生長HBLED結構的襯底選擇。不過，采用藍寶石生長也存在兩個問題：藍寶石沒有完美的晶格匹配，光提取會因為有兩個平行的反射面而減少。未來解決這兩個問題，從2005年起一些公司就在生長之前就在藍寶石上刻蝕了圖形。這可以使一個成品器件的光提取性能改善98%以上。

　　藍寶石是一種非常穩定的物質，熔點在2054度，因此難以進行等離子刻蝕。不過，在降低到通常的150度之前，用來實現非常具體的圖案形成的光阻仍有一個溫度上限。PR是這個過程選擇的掩膜，最終的“圓頂”狀依賴于所有掩膜去除的完成，其形狀與藍寶石和掩膜的相對刻蝕速率密切相關。由于簡化了生產流程，降低每流明的整體成本，PR也成為了首選。

　　為了對材料進行刻蝕，Cl2、BCl3、Ar的組合常用于以較高等離子源實現的較高刻蝕速率。不過，這增加了試樣的熱負荷，因此，使用PR作為掩膜可以保持較高的刻蝕速率，為此有必要對晶圓試樣進行有效的冷卻。

　　硅產業習慣于將單晶圓緊固在溫度控制工作臺上，并在工作臺和晶圓之間引入了傳熱介質，通常是氦。“氦背面冷卻”已經成為單晶圓溫度控制的標準方法。HBLED制造目前市區批次較小的襯底，傳送到輸送板上的刻蝕工具。對于圖形化藍寶石襯底刻蝕，HBLED器件仍然主要制造2英寸或者4英寸晶圓，因此可以顯著降低成本，它對以一次運行處理盡可能多的晶圓是可行的方法。大量光阻延膜晶圓的刻蝕要求控制好每個晶圓的溫度，這需要了解怎樣將來自等離子的熱量從試樣到冷卻電極轉移出來。氦氣背面冷卻是關鍵，同時要了解怎樣使每片晶圓德奧有效冷卻，以確保成功。這種技術的批量規模從20*2英寸到高達43*2英寸，刻蝕速率在50nm/分和100nm/分之間，速率取決于PR掩膜和PSS形狀要求。

　　GaN刻蝕

　　GaN的化學穩定性和高鍵合強度、其熔點2500度和鍵能也是它具有很高的耐酸或堿刻蝕劑濕刻蝕能力。到目前為止，由于缺乏合適的濕刻蝕工藝，使人們對開發合適HBLED生產的干刻蝕工藝產生了極大的興趣。這必須是單批次進行大量晶圓刻蝕。20世紀90年代后期，等離子刻蝕批次規模從4*2英寸晶圓增加至今天的55*2英寸或3*8英寸，現在的問題是在其吸引力消失之前它可以處理多大批次。隨著晶圓尺寸從2英寸到4英然后是6英寸的向上遷移，這個問題也得到了解決。GaN刻蝕的主要應用領域是淺接點刻蝕和高深寬比結構刻蝕。

　　淺接點刻蝕

　　當刻蝕進入到接點層時，至關重要的是對半導體造成的等離子損傷最小，否則可能會增加接點電阻。刻蝕工藝需要仔細優化，以最大限度地提高吞吐量，同時保持器件的性能。光滑的表面通常表面高品質的刻蝕，如圖2所示。

　　未經優化的刻蝕處理可能導致GaN刻蝕的位錯，進而導致麻點表面和接點電阻的增加。同樣，PR是這一步掩膜的選擇，因為它是最簡單的處理方法。據報道由于典型批刻蝕速率高達140nm/分的溫度限制，PR的使用可降低所使用的功率。

　　深隔離刻蝕

　　當需要高達7微米深度時，刻蝕速率是這一工藝的關鍵。這一步的作用是刻蝕到有源器件之間的底層藍寶石襯底。由于藍寶石是不導電的，在物理分離之前就隔離了器件。如果使用PR掩膜，這一刻蝕步驟的主要挑戰是散熱，因為高刻蝕速率是用高等離子密度實現的。這意味著單晶圓的緊固問題，通常的方法是使用靜電吸盤。可以使用介質硬掩膜，這將可能實現高刻蝕速率批處理，此時整個批次的一致性決定了產量。

　　光子晶體圖形化

　　利用稱為光子晶體的準晶體陣列圖形化HBLED的發光表面可以提高光提取能力。其極端的表現如圖3所示，此時600nm蝕象已被刻蝕了4微米深，實現了大于6:1的高深寬比結構。這里的挑戰是保持蝕象的垂直剖面，以確保光子晶體的光學性能。