专利名称：一种矩阵式蓝宝石衬底的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种蓝宝石衬底，特别涉及一种矩阵式蓝宝石衬底，属于蓝宝石领域。
背景技术：
对于制作LED芯片来说，衬底材料的选用是首要考虑的问题。应该采用哪种合适的衬底，需要根据设备和LED器件的要求进行选择。目前市面上一般有三种材料可作为衬底蓝宝石衬底、硅衬底、碳化硅衬底。单晶的蓝宝石衬底材料可用来制作蓝光/白光/紫外光发光二极管和激光二极管，还有高频的微波以及高压大功率器件。事实上，单晶蓝宝石衬底材料的作用是作为模板来制作单晶的氮化镓薄膜(氮化镓材料的能隙为3. 4伏)。 单晶的蓝宝石晶体材料具有较高熔点及硬度较高的特点。并且，它的化学性质不活泼，能抵抗各种化学物的腐蚀。正因为如此，生产单晶的蓝宝石晶体材料需要消耗很大的电能。而且，晶体生长周期长达数十天，成品率亦偏低。这样，生产单晶的蓝宝石晶棒材料的成本很高。另外，从蓝宝石晶棒加工成晶片的工艺也比较复杂。因此，生产单晶的蓝宝石衬底材料的成本相当高。单晶的蓝宝石衬底材料经过外延生长(MOCVD)以及芯片工艺加工后，可以使用激光剥离(LLO)工艺。但是,带有衬底的芯片,必须切割成小块(通常尺寸小于1_ X Imm),然后进行激光剥离。到目前为止，在国际上只有JPSA公司拥有最新的激光剥离技术，可以从蓝宝石衬底材料上将氮化镓薄膜有效分离。利用这种技术产生的激光如果要保证均匀的能量密度分布，可以达到的最大面积为5 X 5毫米，还是无法进行大面积的激光剥离。剥离下来的小块的蓝宝石材料，即使再大一点的尺寸，如2mm X 2mm, 3mm x 3mm,甚至更大的尺寸，都无法回收使用。这样，产品的制作成本就相应提高了，还造成资源的严重浪费。
发明内容本实用新型的目的在于克服上述不足，提供了一种容易从芯片上激光剥离，可以重复利用的矩阵式蓝宝石衬底及其制备方法。本实用新型的目的是这样实现的一种矩阵式蓝宝石衬底，包括衬底本体，所述衬底本体的表面设有纵横交错布置的刻槽。所述衬底本体的厚度为200unTl200um，所述刻槽的深度为lnnT500um，所述刻槽的宽度为0. lnnT5. 0mm,所述纵横交错布置的刻槽之间的距离为lmnT50mm。本实用新型的有益效果是I、矩阵式蓝宝石衬底带有刻槽，可显著减少氮化镓晶体生长过程中因晶格不匹配而产生的应力，由于氮化镓与蓝宝石这两种材料的晶格常数不匹配，导致磊晶工艺所获得的氮化镓材料的应力大。当衬底本体上有刻槽，这样有更多的空间使得部分的应力得到释放，氮化镓材料的翘曲度可以降低，使成品率得到提高。2、该矩阵式蓝宝石衬底带有刻槽，能够有效地将剥离时激光产生的热量散去，确保激光剥离的顺利完成，所得到的氮化镓薄膜具有较高的厚度均匀性，背面损伤小，显著提高最终产品的成品率(yield)。激光剥离后可以不用减薄，可省去传统器件制造工艺中的背面减薄过程，从而节省成本。3、剥离后的芯片背面没有蓝宝石，可选择散热好的材料，如硅片，氮化铝等附在芯片背面，芯片散热可以得到改善。4、可明显减少在器件制作过程中蓝宝石材料的成本。如果蓝宝石衬底可以反复使用100次，衬底的成本可大致计算为原来的1/100。
图I为本实用新型一种矩阵式蓝宝石衬底结构示意图。其中衬底本体I刻槽2。
具体实施方式
参见图1，本实用新型涉及的一种矩阵式蓝宝石衬底，包括衬底本体1，所述衬底本体I的材料为蓝宝石的切割片、研磨片或者抛光片，所述衬底本体I的厚度为200unTl200um，所述衬底本体I的表面设有纵横交错布置的刻槽2，所述刻槽2的深度为lnnT500um,所述刻槽2的宽度d为0. I nnT5. 0mm,所述纵横交错布置的刻槽2将衬底本体I表面划分成矩阵式样，纵向刻槽2之间的距离a为lmnT50mm，横向刻槽2之间的距离b为lmnT50mm,所述衬底本体I可以是任何形状,作为一种优选,所述衬底本体I的形状为圆形，所述圆形衬底本体I的直径为25 300 mm,作为一种优选，所述衬底本体I的形状为方形，所述方形衬底本体I的边长为25 300 mm。本实用新型矩阵式蓝宝石衬底具有以下优点I、矩阵式蓝宝石衬底带有刻槽，可显著减少氮化镓晶体生长过程中因晶格不匹配而产生的应力，由于氮化镓与蓝宝石这两种材料的晶格常数不匹配，导致磊晶工艺所获得的氮化镓材料的应力大。当衬底本体上有刻槽，这样有更多的空间使得部分的应力得到释放，氮化镓材料的翘曲度可以降低，使成品率得到提高。2、该矩阵式蓝宝石衬底带有刻槽，能够有效地将剥离时激光产生的热量散去，确保激光剥离的顺利完成，所得到的氮化镓薄膜具有较高的厚度均匀性，背面损伤小，显著提闻最终广品的成品率(yield)。另外，所得到的监宝石衬底材料的表面较好，晶体缺陷少，可以经过处理反复使用，大大降低了生产成本。激光剥离后可以不用减薄，可省去传统器件制造工艺中的背面减薄过程，从而节省成本。3、剥离后的芯片背面没有蓝宝石，可选择散热好的材料，如硅片，氮化铝等附在芯片背面，芯片散热可以得到改善。4、可明显减少在器件制作过程中蓝宝石材料的成本。如果蓝宝石衬底可以反复使用100次，衬底的成本可大致计算为原来的1/100。
权利要求1.一种矩阵式蓝宝石衬底，包括衬底本体(1)，其特征在于所述衬底本体(I)的表面设有纵横交错布置的矩阵式刻槽(2 )。
2.根据权利要求I所述的一种矩阵式蓝宝石衬底，其特征在于所述衬底本体(I)的厚度为200unTl200um，所述刻槽(2)的深度为lnnT500um，所述刻槽(2)的宽度为.0.lnnT5. 0mm,所述纵横交错布置的刻槽(2)之间的距离为lmnT50mm。
专利摘要本实用新型涉及一种矩阵式蓝宝石衬底，包括衬底本体(1)，其特征在于所述衬底本体(1)的表面设有纵横交错布置的刻槽(2)，。该矩阵式蓝宝石衬底容易从芯片上激光剥离，可以重复利用，节约成本。
文档编号H01L33/00GK202503027SQ20122010154
公开日2012年10月24日 申请日期2012年3月19日 优先权日2012年3月19日
发明者张保国, 林岳明 申请人:无锡纳克斯半导体材料有限公司