專利名稱：一種矩陣式藍(lán)寶石襯底的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種藍(lán)寶石襯底，特別涉及一種矩陣式藍(lán)寶石襯底，屬于藍(lán)寶石領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
對于制作LED芯片來說，襯底材料的選用是首要考慮的問題。應(yīng)該采用哪種合適的襯底，需要根據(jù)設(shè)備和LED器件的要求進(jìn)行選擇。目前市面上一般有三種材料可作為襯底藍(lán)寶石襯底、硅襯底、碳化硅襯底。單晶的藍(lán)寶石襯底材料可用來制作藍(lán)光/白光/紫外光發(fā)光二極管和激光二極管，還有高頻的微波以及高壓大功率器件。事實(shí)上，單晶藍(lán)寶石襯底材料的作用是作為模板來制作單晶的氮化鎵薄膜(氮化鎵材料的能隙為3. 4伏)。 單晶的藍(lán)寶石晶體材料具有較高熔點(diǎn)及硬度較高的特點(diǎn)。并且，它的化學(xué)性質(zhì)不活潑，能抵抗各種化學(xué)物的腐蝕。正因?yàn)槿绱?，生產(chǎn)單晶的藍(lán)寶石晶體材料需要消耗很大的電能。而且，晶體生長周期長達(dá)數(shù)十天，成品率亦偏低。這樣，生產(chǎn)單晶的藍(lán)寶石晶棒材料的成本很高。另外，從藍(lán)寶石晶棒加工成晶片的工藝也比較復(fù)雜。因此，生產(chǎn)單晶的藍(lán)寶石襯底材料的成本相當(dāng)高。單晶的藍(lán)寶石襯底材料經(jīng)過外延生長(MOCVD)以及芯片工藝加工后，可以使用激光剝離(LLO)工藝。但是,帶有襯底的芯片,必須切割成小塊(通常尺寸小于1_ X Imm),然后進(jìn)行激光剝離。到目前為止，在國際上只有JPSA公司擁有最新的激光剝離技術(shù)，可以從藍(lán)寶石襯底材料上將氮化鎵薄膜有效分離。利用這種技術(shù)產(chǎn)生的激光如果要保證均勻的能量密度分布，可以達(dá)到的最大面積為5 X 5毫米，還是無法進(jìn)行大面積的激光剝離。剝離下來的小塊的藍(lán)寶石材料，即使再大一點(diǎn)的尺寸，如2mm X 2mm, 3mm x 3mm,甚至更大的尺寸，都無法回收使用。這樣，產(chǎn)品的制作成本就相應(yīng)提高了，還造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供了一種容易從芯片上激光剝離，可以重復(fù)利用的矩陣式藍(lán)寶石襯底及其制備方法。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種矩陣式藍(lán)寶石襯底，包括襯底本體，所述襯底本體的表面設(shè)有縱橫交錯布置的刻槽。所述襯底本體的厚度為200unTl200um，所述刻槽的深度為lnnT500um，所述刻槽的寬度為0. lnnT5. 0mm,所述縱橫交錯布置的刻槽之間的距離為lmnT50mm。本實(shí)用新型的有益效果是I、矩陣式藍(lán)寶石襯底帶有刻槽，可顯著減少氮化鎵晶體生長過程中因晶格不匹配而產(chǎn)生的應(yīng)力，由于氮化鎵與藍(lán)寶石這兩種材料的晶格常數(shù)不匹配，導(dǎo)致磊晶工藝所獲得的氮化鎵材料的應(yīng)力大。當(dāng)襯底本體上有刻槽，這樣有更多的空間使得部分的應(yīng)力得到釋放，氮化鎵材料的翹曲度可以降低，使成品率得到提高。2、該矩陣式藍(lán)寶石襯底帶有刻槽，能夠有效地將剝離時激光產(chǎn)生的熱量散去，確保激光剝離的順利完成，所得到的氮化鎵薄膜具有較高的厚度均勻性，背面損傷小，顯著提高最終產(chǎn)品的成品率(yield)。激光剝離后可以不用減薄，可省去傳統(tǒng)器件制造工藝中的背面減薄過程，從而節(jié)省成本。3、剝離后的芯片背面沒有藍(lán)寶石，可選擇散熱好的材料，如硅片，氮化鋁等附在芯片背面，芯片散熱可以得到改善。4、可明顯減少在器件制作過程中藍(lán)寶石材料的成本。如果藍(lán)寶石襯底可以反復(fù)使用100次，襯底的成本可大致計算為原來的1/100。
圖I為本實(shí)用新型一種矩陣式藍(lán)寶石襯底結(jié)構(gòu)示意圖。其中襯底本體I刻槽2。
具體實(shí)施方式
參見圖1，本實(shí)用新型涉及的一種矩陣式藍(lán)寶石襯底，包括襯底本體1，所述襯底本體I的材料為藍(lán)寶石的切割片、研磨片或者拋光片，所述襯底本體I的厚度為200unTl200um，所述襯底本體I的表面設(shè)有縱橫交錯布置的刻槽2，所述刻槽2的深度為lnnT500um,所述刻槽2的寬度d為0. I nnT5. 0mm,所述縱橫交錯布置的刻槽2將襯底本體I表面劃分成矩陣式樣，縱向刻槽2之間的距離a為lmnT50mm，橫向刻槽2之間的距離b為lmnT50mm,所述襯底本體I可以是任何形狀,作為一種優(yōu)選,所述襯底本體I的形狀為圓形，所述圓形襯底本體I的直徑為25 300 mm,作為一種優(yōu)選，所述襯底本體I的形狀為方形，所述方形襯底本體I的邊長為25 300 mm。本實(shí)用新型矩陣式藍(lán)寶石襯底具有以下優(yōu)點(diǎn)I、矩陣式藍(lán)寶石襯底帶有刻槽，可顯著減少氮化鎵晶體生長過程中因晶格不匹配而產(chǎn)生的應(yīng)力，由于氮化鎵與藍(lán)寶石這兩種材料的晶格常數(shù)不匹配，導(dǎo)致磊晶工藝所獲得的氮化鎵材料的應(yīng)力大。當(dāng)襯底本體上有刻槽，這樣有更多的空間使得部分的應(yīng)力得到釋放，氮化鎵材料的翹曲度可以降低，使成品率得到提高。2、該矩陣式藍(lán)寶石襯底帶有刻槽，能夠有效地將剝離時激光產(chǎn)生的熱量散去，確保激光剝離的順利完成，所得到的氮化鎵薄膜具有較高的厚度均勻性，背面損傷小，顯著提聞最終廣品的成品率(yield)。另外，所得到的監(jiān)寶石襯底材料的表面較好，晶體缺陷少，可以經(jīng)過處理反復(fù)使用，大大降低了生產(chǎn)成本。激光剝離后可以不用減薄，可省去傳統(tǒng)器件制造工藝中的背面減薄過程，從而節(jié)省成本。3、剝離后的芯片背面沒有藍(lán)寶石，可選擇散熱好的材料，如硅片，氮化鋁等附在芯片背面，芯片散熱可以得到改善。4、可明顯減少在器件制作過程中藍(lán)寶石材料的成本。如果藍(lán)寶石襯底可以反復(fù)使用100次，襯底的成本可大致計算為原來的1/100。
權(quán)利要求1.一種矩陣式藍(lán)寶石襯底，包括襯底本體(1)，其特征在于所述襯底本體(I)的表面設(shè)有縱橫交錯布置的矩陣式刻槽(2 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種矩陣式藍(lán)寶石襯底，其特征在于所述襯底本體(I)的厚度為200unTl200um，所述刻槽(2)的深度為lnnT500um，所述刻槽(2)的寬度為.0.lnnT5. 0mm,所述縱橫交錯布置的刻槽(2)之間的距離為lmnT50mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種矩陣式藍(lán)寶石襯底，包括襯底本體(1)，其特征在于所述襯底本體(1)的表面設(shè)有縱橫交錯布置的刻槽(2)，。該矩陣式藍(lán)寶石襯底容易從芯片上激光剝離，可以重復(fù)利用，節(jié)約成本。
文檔編號H01L33/00GK202503027SQ20122010154
公開日2012年10月24日 申請日期2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月19日
發(fā)明者張保國, 林岳明 申請人:無錫納克斯半導(dǎo)體材料有限公司