[實(shí)用新型]藍(lán)寶石襯底退火爐

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220150392.6
• 申請(qǐng)日: 2012-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN202595343U
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 儲(chǔ)耀卿;石劍舫;王善建;石曉鑫;朱文超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇鑫和泰光電科技有限公司
• 主分類號(hào): C30B33/02
• 分類號(hào): C30B33/02;C30B29/20;H01L21/324
• 代理公司: 常州市維益專利事務(wù)所 32211
• 代理人: 路接洲

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及晶體材料的加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種藍(lán)寶石襯底的退火裝置。

背景技術(shù)

藍(lán)寶石晶體(Al₂O₃)是超高亮度的藍(lán)、白光LED發(fā)光材料GaN最常用的襯底材料，而GaN磊晶的晶體質(zhì)量與所使用的藍(lán)寶石襯底(基板)表面加工質(zhì)量密切相關(guān)，尤其是圖形化襯底(PSS)與晶片的表面形貌、翹曲程度聯(lián)系密切，同時(shí)，晶片的翹曲程度過大，會(huì)在平片做GaN磊晶時(shí)，平片與外延薄膜脫落，PSS難以聚焦，影響外延品質(zhì)。在藍(lán)寶石襯底的切割、雙面研磨以及單面研磨、拋光過程中，盡管部分的加工應(yīng)力會(huì)在下一道加工工序釋放，但是這種應(yīng)力釋放是無序釋放，同時(shí)未釋放的加工應(yīng)力會(huì)在晶片表面集聚，影響藍(lán)寶石晶片的翹曲程度，嚴(yán)重的翹曲會(huì)在后道加工過程產(chǎn)生破片，影響整個(gè)加工循環(huán)的晶片質(zhì)量。

藍(lán)寶石襯底在加工過程中，必須經(jīng)過退火處理以降低加工應(yīng)力，目前的退火工藝采用一步升溫至退火溫度，未經(jīng)過過程保溫，加工應(yīng)力釋放不均勻，且藍(lán)寶石晶片在退火爐中始終不動(dòng)，爐子的溫度場(chǎng)對(duì)加工釋放均勻性影響極大，對(duì)大尺寸的藍(lán)寶石晶片影響更為明顯。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是：提供一種能夠在退火的過程中實(shí)現(xiàn)適當(dāng)旋轉(zhuǎn)藍(lán)寶石晶片的退火爐。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種藍(lán)寶石襯底退火爐，包括爐殼，所述的爐殼內(nèi)壁除底部設(shè)置有加熱體，爐殼內(nèi)腔設(shè)置有裝載晶片的工裝，所述的工裝同軸連接旋轉(zhuǎn)裝置，所述的旋轉(zhuǎn)裝置由爐殼內(nèi)腔延伸至爐殼外部。

進(jìn)一步的說，為了便于人員的操作，本實(shí)用新型所述的旋轉(zhuǎn)裝置為旋轉(zhuǎn)手柄。

再進(jìn)一步的說，為了增加退火時(shí)溫度的均勻性，本實(shí)用新型所述的加熱體為加熱電阻或加熱棒，所述的加熱體均勻分布在爐殼內(nèi)壁上。

本實(shí)用新型的有益效果是，解決了背景技術(shù)中存在的缺陷，在保溫階段旋轉(zhuǎn)晶片，使整個(gè)晶片退火均勻，消除退火爐溫度場(chǎng)不均的影響。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

圖1是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、加熱棒；2、裝載晶片的工裝；3、旋轉(zhuǎn)手柄；4、藍(lán)寶石晶片；5、退火爐爐殼。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。

如圖1所示的一種藍(lán)寶石襯底退火爐，包括爐殼5，爐殼5內(nèi)壁除底部均勻設(shè)置有加熱棒1，爐殼5內(nèi)腔設(shè)置有裝載晶片的工裝2，工裝同軸連接旋轉(zhuǎn)手柄3，旋轉(zhuǎn)手柄3由爐殼5內(nèi)腔延伸至爐殼外部。

工作步驟如下：

1、將藍(lán)寶石晶片裝入退火爐中，快速直接升溫至低溫度區(qū)域150℃～300℃，保溫2～4小時(shí)，此階段升溫時(shí)間為1～2小時(shí)；

2、在低溫區(qū)保溫過程中，將藍(lán)寶石晶片旋轉(zhuǎn)180度，使整批晶片受熱均勻；

3、經(jīng)過低溫保溫一段時(shí)間后，升溫至中溫區(qū)域600℃～800℃，保溫5～10小時(shí)，此階段升溫時(shí)間為4～6小時(shí)；

4、在中溫區(qū)保溫過程中，將藍(lán)寶石晶片旋轉(zhuǎn)180度，使整批晶片受熱均勻；

5、經(jīng)過中溫保溫一段時(shí)間后，升溫至高溫區(qū)域900℃～1600℃，保溫10～20小時(shí)，此階段升溫時(shí)間為6～20小時(shí)。

6、在高溫區(qū)保溫過程中，將藍(lán)寶石晶片旋轉(zhuǎn)180度，使整批晶片受熱均勻；

7、高溫保溫結(jié)束后，以每小時(shí)10℃～50℃降溫至室溫出爐。

以上說明書中描述的只是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，各種舉例說明不對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容構(gòu)成限制，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀了說明書后可以對(duì)以前所述的具體實(shí)施方式做修改或變形，而不背離實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)和范圍。