一种可回收衬底的制备方法与流程

本发明涉及半导体制备，特别涉及一种可回收衬底的制备方法。

背景技术：

1、通常，gan基材料和器件的外延层主要生长在蓝宝石衬底上。蓝宝石衬底有许多的优点：首先，蓝宝石衬底的生产技术成熟、器件质量较好；其次，蓝宝石的稳定性很好，能够运用在高温生长过程中；最后，蓝宝石的机械强度高，易于处理和清洗。因此，大多数工艺一般都以蓝宝石作为衬底。

2、目前，在制备蓝宝石衬底过程中，一般为蓝宝石晶棒线切割成680um左右的厚度，再依次经过研磨→抛光→清洗后进行pss表面工艺处理，处理完成后进行mocvd外延生长，芯片结构工艺制造，最后根据封装要求进行蓝宝石减薄处理，而减薄处理时研磨掉的蓝宝石厚度无法直接回收利用，造成生产资源的浪费。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的是提供一种可回收衬底的制备方法，以解决现有技术中的不足。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种可回收衬底的制备方法，所述方法包括：

3、对原料进行线切割，得到多个不同厚度的初始蓝宝石；

4、对不同厚度的所述初始蓝宝石进行相应初步处理，其中，一部分所述初始蓝宝石经初步处理后形成有用蓝宝石衬底，另一部分所述初始蓝宝石经初步处理后形成中间蓝宝石衬底；

5、对所述中间蓝宝石衬底和所述有用蓝宝石衬底进行挂键处理，并将挂键处理后的所述中间蓝宝石衬底与所述有用蓝宝石衬底依次进行贴片和键合处理，得到组合蓝宝石衬底；

6、对所述组合蓝宝石衬底进行抛光，将抛光后的所述组合蓝宝石衬底进行图形化处理，得到目标蓝宝石衬底。

7、优选的，所述初始蓝宝石的厚度为100μm、200μm、400μm或500μm中的其中一个，所述对不同厚度的所述初始蓝宝石进行相应初步处理的步骤包括：

8、对厚度为100μm或100μm的所述初始蓝宝石根据封装要求进行减薄，完后减薄操作后，对相应所述初始蓝宝石进行单面抛光和清洗，得到有用蓝宝石衬底；

9、对厚度为400μm或500μm的所述初始蓝宝石进行单面抛光和清洗，并在相应所述初始蓝宝石的表面镀预设厚度的二氧化硅膜层；

10、将镀有所述二氧化硅膜层的初始蓝宝石进行退火和抛光处理，得到中间蓝宝石衬底。

11、优选的，所述退火的温度为480℃-550℃。

12、优选的，所述预设厚度为8μm-12μm。

13、优选的，所述对所述中间蓝宝石衬底进行抛光处理的步骤包括：

14、通过创技机台对所述中间蓝宝石衬底的二氧化硅膜层进行抛光操作。

15、优选的，所述对所述中间蓝宝石衬底和所述有用蓝宝石衬底进行挂键处理的步骤包括：

16、将抛光后的所述中间蓝宝石衬底和所述有用蓝宝石衬底置于浸泡液中，以在所述二氧化硅膜层和所述有用蓝宝石衬底上分别形成氢氧根基团，所述二氧化硅膜层上附有氢氧根基团的表面为用于键合的相应活化面，其中，所述浸泡液为强酸和异丙醇的混合液。

17、优选的，所述将挂键处理后的所述中间蓝宝石衬底与所述有用蓝宝石衬底依次进行贴片和键合处理的步骤包括：

18、将所述中间蓝宝石衬底的活化面和所述有用蓝宝石衬底的活化面进行贴合，得到待键合蓝宝石组衬底；

19、当贴合结束后，以预设温度和预设压力在键合机中对所述待键合蓝宝石组衬底进行键合连接。

20、优选的，所述预设温度为430℃-500℃，所述预设压力为15000n-17000n。

21、优选的，所述方法还包括：

22、对所述目标蓝宝石衬底进行湿法腐蚀操作，以分离出独立的所述有用蓝宝石衬底和所述中间蓝宝石衬底。

23、优选的，所述方法还包括：

24、通过激光解键合设备对所述目标蓝宝石衬底进行解键操作，以分离出独立的所述有用蓝宝石衬底和所述中间蓝宝石衬底。

25、本发明的有益效果是：通过将不同厚度的初始蓝宝石进行相应初步处理，得到有用蓝宝石衬底和中间蓝宝石衬底，然后对中间蓝宝石衬底和有用蓝宝石衬底分别进行挂键处理后，将挂键处理后的中间蓝宝石衬底与有用蓝宝石衬底进行贴合和键合，以得到组合蓝宝石衬底，再对组合蓝宝石衬底进行抛光和图形化处理，得到用于制备led芯片的目标蓝宝石衬底，该目标蓝宝石衬底能够通过湿法腐蚀解除其中的键合关系，以使中间蓝宝石衬底和有用蓝宝石衬底剥离开，其中有用蓝宝石衬底用于附着外延结构，中间蓝宝石衬底进行回收利用，区别于现有技术，在封装led芯片时，通过剥离处理以替代对蓝宝石衬底的减薄处理，同时还能对中间蓝宝石衬底直接回收利用，大大降低了蓝宝石衬底以及led芯片的制作成本。

26、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种可回收衬底的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的可回收衬底的制备方法，其特征在于，所述初始蓝宝石的厚度为100μm、200μm、400μm或500μm中的其中一个，所述对不同厚度的所述初始蓝宝石进行相应初步处理的步骤包括：

3.根据权利要求2所述的可回收衬底的制备方法，其特征在于，所述退火的温度为480℃-550℃。

4.根据权利要求2所述的可回收衬底的制备方法，其特征在于，所述预设厚度为8μm-12μm。

5.根据权利要求1所述的可回收衬底的制备方法，其特征在于，所述对所述中间蓝宝石衬底进行抛光处理的步骤包括：

6.根据权利要求1所述的可回收衬底的制备方法，其特征在于，所述对所述中间蓝宝石衬底和所述有用蓝宝石衬底进行挂键处理的步骤包括：

7.根据权利要求6所述的可回收衬底的制备方法，其特征在于，所述将挂键处理后的所述中间蓝宝石衬底与所述有用蓝宝石衬底依次进行贴片和键合处理的步骤包括：

8.根据权利要求7所述的可回收衬底的制备方法，其特征在于，所述预设温度为430℃-500℃，所述预设压力为15000n-17000n。

9.根据权利要求1所述的可回收衬底的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：

10.根据权利要求1所述的可回收衬底的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：

技术总结
本发明提供了一种可回收衬底的制备方法，该方法包括：得到多个不同厚度的初始蓝宝石；对不同厚度的初始蓝宝石进行相应初步处理，形成有用蓝宝石衬底和中间蓝宝石衬底；对中间蓝宝石衬底和有用蓝宝石衬底进行挂键处理，并将挂键处理后的中间蓝宝石衬底与有用蓝宝石衬底依次进行贴片和键合处理，得到组合蓝宝石衬底；对组合蓝宝石衬底进行抛光，将抛光后的组合蓝宝石衬底进行图形化处理，得到目标蓝宝石衬底。通过本申请，利用活化面将有用蓝宝石衬底和中间蓝宝石衬底进行键合，在封装LED芯片时，通过剥离处理以替代对蓝宝石衬底的减薄处理，同时还能对中间蓝宝石衬底直接回收利用，大大降低了蓝宝石衬底以及LED芯片的制作成本。

技术研发人员：杨燕,吕守贵,郭磊,董国庆,文国昇,金从龙
受保护的技术使用者：江西兆驰半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16