[實用新型]復合藍色水晶襯底基片

無效

• 申請號: 200820082007.2
• 申請日: 2008-01-04
• 公開（公告）號: CN201160081Y
• 公開（公告）日: 2008-12-03
• 發明（設計）人: 王元成;王麗娜
• 申請（專利權）人: 王元成
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司
• 代理人: 王曉峰

技術領域

本實用新型涉及藍水晶襯底，尤其涉及一種復合藍水晶襯底基片。

背景技術

當前，能源越來越緊缺，節能形勢越來越嚴峻。為止，高亮度的藍寶石/GaNLED在室內外照明等方面已廣泛的應用，其生產規模迅速的擴大。但在生產及應用過程，藍寶石/GaN?LED的成本過高，硬度太硬影響切割問題成為阻礙其發展的瓶頸之一。藍寶石/GaN電極片的藍寶石襯底的最終厚度在80-100um，必須對其進行研磨減薄和拋光。由于藍寶石晶體(a-Al₂O₃)有硬度很高，一般在莫氏硬度9級左右，僅次于最硬的金剛石，對其進行研磨減薄和劃片極不容易。同時也影響劃片刀具的磨損和和使用壽命。

當然，對藍寶石/GaN進行劃片還有另一種方法，就是采用激光切割，采用此方法可以提高劃片的質量同成品率，一定程度上可以提高生產效率。但激光劃片也有一定的問題(1)由于藍寶石為透明的物體，其對光的吸收很小，不利于提高激光劃片的效率；(2)、采用激光切割產生的熱量，有可能會損害藍寶石/GaN芯片的光電性能同壽命。

中國實用新型專利(申請號為200410016722.2)公開了一種復合藍寶石襯底基片及其制備方法，該復合藍寶石襯底基片是在藍寶石基片背面覆蓋一層鋁酸鋁構成，它是利用氣相傳輸平衡方法制備的，該復合藍寶石襯底基片，克服了藍寶石硬度高的缺點，提高了藍寶石基氮化物芯片的減薄和劃片的效率，劃片成品率普遍提高5％～10％。但由于采用藍寶石基片，其價格還是比較高。

發明內容

為了解決上述的藍寶石晶體(a-A1₂O₃)基片價格高的技術缺陷，本實用新型的目的是提供一種復合藍水晶襯底基片，其克服了藍寶石(a-Al₂O₃)硬度高，成本高等缺點，提高藍水晶/GaN?LED芯片的成品率，可以代替現有的藍寶石襯底基片，加速了LED照明在節能方面的發展。本實用新型的另外一個目的是提供上述的復合藍水晶襯底基片的制備方法。

為了實現上述的第一個目的，本實用新型采用了以下的技術方案：

復合藍色水晶襯底基片，包括藍色水晶晶片(α-SiO₂)，在藍色水晶晶片(α-SiO₂)表面復合設有一層硅酸鋰(γ-Li₂SiO₂)。作為優選，所述的藍水晶晶片(α-SiO₂)是經過雙面或單面拋光的藍水晶晶片。

本實用新型在在藍色水晶晶片(α-SiO₂)表面復合設有一層硅酸鋰(γ-Li2SiO₂)，具有以下的特點：(1)結構特性好，外延材料與襯底的晶體結構相同或相近、晶格常數失配度小、結晶性能好、缺陷密度小；(2)界面特性好，有利于外延材料成核且黏附性強；(3)化學穩定性好，在外延生長的溫度和氣氛中不容易分解和腐蝕；(4)熱學性能好，包括導熱性好和熱失配度小；(5)導電性好，能制成上下結構；(6)光學性能好，制作的器件所發出的光被襯底吸收小；(7)機械性能好，器件容易加工，包括減薄、拋光和切割等；(8)價格低廉。

本實用新型復合水晶襯底基片與藍寶石的硬度(莫氏硬底9)相比(見表1)，硅酸鋰的硬度(莫氏硬底：7.5～8)大大降低，且比重只有3.49，折射率在1.63～1.64。(注：藍寶石襯底基片，其莫氏硬底為9，比重為4.00，折射率為1.76～1.77)，用此復合水晶襯底基片生長的芯片Li₂SiO₂/a-SiO₂，進行加工時就比藍寶石方便得多，從而減少了生產成本，提高了生產效率成品率。加上藍水晶其本身的成本要比藍寶石低，經實驗證明，與以前技術相比，其成本可以降低10％左右，生產效率可以提高8％左右，劃片成品率提高7％左右。因此，本實用新型可以加大LED芯片在照明中的推廣力度，使得LED在節能方面做出更大的作用。

表1本實用新型復合水晶襯底基片與藍寶石襯底基片的性能比較