[實用新型]一種矩陣式藍寶石襯底

有效

• 申請號: 201220101546.2
• 申請日: 2012-03-19
• 公開（公告）號: CN202503027U
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 張保國;林岳明
• 申請（專利權）人: 無錫納克斯半導體材料有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務所 32210
• 代理人: 唐紉蘭;曾丹

技術領域

本實用新型涉及一種藍寶石襯底，特別涉及一種矩陣式藍寶石襯底，屬于藍寶石領域。

背景技術

對于制作LED芯片來說，襯底材料的選用是首要考慮的問題。應該采用哪種合適的襯底，需要根據設備和LED器件的要求進行選擇。目前市面上一般有三種材料可作為襯底：藍寶石襯底、硅襯底、碳化硅襯底。

單晶的藍寶石襯底材料可用來制作藍光/白光/紫外光發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。事實上，單晶藍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）。

單晶的藍寶石晶體材料具有較高熔點及硬度較高的特點。并且，它的化學性質不活潑，能抵抗各種化學物的腐蝕。正因為如此，生產單晶的藍寶石晶體材料需要消耗很大的電能。而且，晶體生長周期長達數十天，成品率亦偏低。這樣，生產單晶的藍寶石晶棒材料的成本很高。另外，從藍寶石晶棒加工成晶片的工藝也比較復雜。因此，生產單晶的藍寶石襯底材料的成本相當高。

單晶的藍寶石襯底材料經過外延生長（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1mm?x?1mm），然后進行激光剝離。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，可以從藍寶石襯底材料上將氮化鎵薄膜有效分離。利用這種技術產生的激光如果要保證均勻的能量密度分布，可以達到的最大面積為5?×?5毫米，還是無法進行大面積的激光剝離。剝離下來的小塊的藍寶石材料，即使再大一點的尺寸，?如2mm?x?2mm，3mm?x?3mm，甚至更大的尺寸，都無法回收使用。這樣，產品的制作成本就相應提高了，還造成資源的嚴重浪費。

發明內容

本實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，可以重復利用的矩陣式藍寶石襯底及其制備方法。

本實用新型的目的是這樣實現的：

一種矩陣式藍寶石襯底，包括襯底本體，所述襯底本體的表面設有縱橫交錯布置的刻槽。

所述襯底本體的厚度為200um~1200um，所述刻槽的深度為1nm~500um，所述刻槽的寬度為0.1nm~5.0mm，所述縱橫交錯布置的刻槽之間的距離為1mm~50mm。

本實用新型的有益效果是：

1、矩陣式藍寶石襯底帶有刻槽，可顯著減少氮化鎵晶體生長過程中因晶格不匹配而產生的應力，由于氮化鎵與藍寶石這兩種材料的晶格常數不匹配，導致磊晶工藝所獲得的氮化鎵材料的應力大。當襯底本體上有刻槽，這樣有更多的空間使得部分的應力得到釋放，氮化鎵材料的翹曲度可以降低，使成品率得到提高。

2、該矩陣式藍寶石襯底帶有刻槽，能夠有效地將剝離時激光產生的熱量散去，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，顯著提高最終產品的成品率（yield）。激光剝離后可以不用減薄，可省去傳統器件制造工藝中的背面減薄過程，從而節省成本。

3、剝離后的芯片背面沒有藍寶石，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寶石材料的成本。如果藍寶石襯底可以反復使用100次，襯底的成本可大致計算為原來的1/100。

附圖說明

圖1為本實用新型一種矩陣式藍寶石襯底結構示意圖。

其中：

襯底本體1

刻槽2。

具體實施方式

參見圖1，本實用新型涉及的一種矩陣式藍寶石襯底，包括襯底本體1，所述襯底本體1的材料為藍寶石的切割片、研磨片或者拋光片，所述襯底本體1的厚度為200um~1200um，所述襯底本體1的表面設有縱橫交錯布置的刻槽2，所述刻槽2的深度為1nm~500um，所述刻槽2的寬度d為0.1?nm~5.0mm，所述縱橫交錯布置的刻槽2將襯底本體1表面劃分成矩陣式樣，縱向刻槽2之間的距離a為1mm~50mm，橫向刻槽2之間的距離b為1mm~50mm，所述襯底本體1可以是任何形狀，作為一種優選，所述襯底本體1的形狀為圓形，所述圓形襯底本體1的直徑為25~300?mm，作為一種優選，所述襯底本體1的形狀為方形，所述方形襯底本體1的邊長為25~300?mm。

本實用新型矩陣式藍寶石襯底具有以下優點：