蓝宝石晶片的二次退火方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及蓝宝石晶片技术领域，尤其涉及蓝宝石晶片的二次退火方法。
【背景技术】
[0002]蓝宝石晶体是超高亮度的蓝、白光LED发光材料GaN最常用的衬底材料，而GaN磊晶的晶体质量与所使用的的蓝宝石衬底表面加工质量密切相关，尤其是图形化衬底与晶片的表面形貌、翘曲程度联系密切，同时，晶片的翘曲程度过大，会在平片做GaN磊晶时，平片与外延薄膜脱落，PSS难以聚焦，影响外延品质。在蓝宝石衬底的切割，双面研磨以及抛光过程中，尽管部分的加工应力会在下一道加工工序释放，但是这种应力的释放时无序释放，同时未释放的加工应力会在表面聚集，影响蓝宝石晶片的翘曲程度，严重的翘曲会在后道加工过程中产生破片，影响整个加工循环的晶片质量。
[0003]蓝宝石衬底在加工过程中，必须经过退火处理以降低加工应力，目前的退火工艺采用一次退火，加工应力释放不均匀，炉子的温度场对加工释放均匀性影响极大，对大尺寸的蓝宝石晶片影响更为明显。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供蓝宝石晶片的二次退火方法，解决目前的退火工艺采用一次退火，加工应力释放不均匀，炉子的温度场对加工释放均匀性影响极大，对大尺寸的蓝宝石晶片影响更为明显的问题。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案实现；
蓝宝石晶片的二次退火方法，其退火步骤如下:
(1)清洗:先对蓝宝石晶片用清水进行简单的清洗工作，去除表面的灰尘与杂质；
(2)第一次退火处理:将清洗后的蓝宝石晶片放入退火炉中进行第一次退火处理，第一次退火分为三个阶段，包括第一阶段、第二阶段与第三阶段:第一阶段以2~5°C /min的升温速率快速升温至600~800°C，保温1~2小时；第二阶段以2~5°C /min的升温速率升温至1000~1200°C，保温1~2小时；第三阶段以2~5°C /min的升温速率升温至1600~1800°C，保温10-20小时；
(3)第一次降温处理:将第一次退火的第三阶段保温后的蓝宝石晶片，以每小时20 0C ~50°C降温至室温后出炉；
(4)研磨处理:将第一次降温处理后的蓝宝石晶片取出进行双面研磨，双面研磨后再次清洗，然后进行第二次退火处理；
(5)第二次退火处理:将在次清洗后的蓝宝石晶片放入退火炉中进行第二次退火处理，第二次退火又分为三个阶段，包括第一阶段、第二阶段与第三阶段:第一段以2~5°C /min的升温速率快速升温至600~800°C，保温1~2小时；第二段以2~5°C /min的升温速率升温至1000~1200°C，保温1~2小时；第三段以2~5°C /min的升温速率升温至1300~1500°C，保温10-20小时； (6)第二次降温处理:将第二次退火的第三阶段保温后的蓝宝石晶片，以每小时20 0C ~50°C降温至室温后出炉；
(7)抛光处理:将第二次降温处理后的蓝宝石晶片取出进行抛光处理即可。
[0006]上述的蓝宝石晶片的二次退火方法，其中，抛光后的成品蓝宝石晶片的翘曲度保持在5-15微米。
[0007]本方案的有益效果:
本发明提供的蓝宝石晶片的二次退火方法，第一次退火处理，消除晶片切割后的加工应力，然后进行研磨处理，将第一次降温处理后的蓝宝石晶片取出进行双面研磨，然后进行第二次退火处理，退火后将蓝宝石晶片取出，进行抛光处理，步骤简单，操作便捷，经过退火处理以降低加工应力，加工应力释放更加均匀，按本方法进行退火处理的蓝宝石晶片成品的翘曲度较小，工作效率更好，成品率较高，更能满足厂家的需求。
【具体实施方式】
[0008]实施例1:蓝宝石晶片的二次退火方法，其退火步骤如下:
(1)清洗:先对蓝宝石晶片用清水进行简单的清洗工作，去除表面的灰尘与杂质；
(2)第一次退火处理:将清洗后的蓝宝石晶片放入退火炉中进行第一次退火处理，第一次退火分为三个阶段，包括第一阶段、第二阶段与第三阶段:第一阶段以2°C /min的升温速率快速升温至600°C，保温I小时；第二阶段以2°C /min的升温速率升温至1000°C，保温I小时；第三阶段以2°C /min的升温速率升温至1600°C，保温10小时；
(3)第一次降温处理:将第一次退火的第三阶段保温后的蓝宝石晶片，以每小时20°C降温至室温后出炉；
(4)研磨处理:将第一次降温处理后的蓝宝石晶片取出进行双面研磨，双面研磨后再次清洗，然后进行第二次退火处理；
(5)第二次退火处理:将在次清洗后的蓝宝石晶片放入退火炉中进行第二次退火处理，第二次退火又分为三个阶段，包括第一阶段、第二阶段与第三阶段:第一段以2°C /min的升温速率快速升温至600°C，保温I小时；第二段以2°C /min的升温速率升温至1000°C，保温
I小时；第三段以2°C /min的升温速率升温至1300°C，保温10小时；
(6)第二次降温处理:将第二次退火的第三阶段保温后的蓝宝石晶片，以每小时20°C降温至室温后出炉；
(7)抛光处理:将第二次降温处理后的蓝宝石晶片取出进行抛光处理即可。
[0009]上述的蓝宝石晶片的二次退火方法，其中，抛光后的成品蓝宝石晶片的翘曲度保持在5微米。
[0010]实施例2:蓝宝石晶片的二次退火方法，其退火步骤如下:
(1)清洗:先对蓝宝石晶片用清水进行简单的清洗工作，去除表面的灰尘与杂质；
(2)第一次退火处理:将清洗后的蓝宝石晶片放入退火炉中进行第一次退火处理，第一次退火分为三个阶段，包括第一阶段、第二阶段与第三阶段:第一阶段以3°C /min的升温速率快速升温至700°C，保温1.5小时；第二阶段以3°C /min的升温速率升温至1100°C，保温1.5小时；第三阶段以3°C /min的升温速率升温至1800°C，保温15小时；
(3)第一次降温处理:将第一次退火的第三阶段保温