[發明專利]一種a面藍寶石的刻蝕方法

有效

• 申請號: 201510013617.1
• 申請日: 2015-01-12
• 公開（公告）號: CN104658887B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 鄒軍;房永征;李龍;孫孿鴻;張燦云
• 申請（專利權）人: 上海應用技術學院
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 吳寶根,馬文峰

技術領域

本發明涉及一種a面藍寶石的刻蝕方法。

背景技術

藍寶石的主要成分是Al₂O₃，俗稱剛玉，硬度僅次于金剛石，屬于三方晶系，六方結構。目前是LED產業上游芯片生產所選襯底的主要材料。藍寶石對于GaN芯片的藍光有很好的透過性，有很高的機械強度，化學性質穩定，耐高溫下多種酸的侵蝕，有很好的抗熱沖擊能力，有很高的硬度、抗輻射能力和介電常數。

藍寶石的以上特點決定了它在能在很多行業得到很多的應用。但是由于它在LED行業應用中，與GaN芯片生長時還存在晶格失配，所以人們也不斷的尋找減少他們之間的晶格失配的方法，現在用得最多是機械刻蝕法，一方面，由于藍寶石的高硬度特性，也給機械刻蝕帶來了不便，另一方面，刻蝕藍寶石的目的之一是減少晶界缺陷，而機械刻蝕方法則是漫無目的的，相反，化學濕法刻蝕則是目的性非常強。

目前，藍寶石的刻蝕主要采用機械刻蝕法，但該方法存在對設備強度要求大、對晶界刻蝕無目的性等技術問題。

發明內容

本發明的目的為了解決上述藍寶石的刻蝕過程中對設備強度要求大、對晶界刻蝕無目的性等技術問題而提供一種a面藍寶石的刻蝕方法,該刻蝕方法具有無需高強度精準設備和對晶界刻蝕目的性強等優點。

本發明的技術方案

一種a面藍寶石的刻蝕方法，具體包括如下步驟：

（1）、按體積比計算，濃硫酸：濃磷酸為3:1的比例，將濃硫酸和濃磷酸混合后，所得的混合酸加熱到溫度160℃后，將a面藍寶石放入其中，保持溫度為160℃持續20min，然后自然冷卻，將混合酸倒出來，最后取出a面藍寶石，首先經過酒精的清洗，然后控制30℃,40KHZ的條件下進行超聲清洗，最后吹干，即得經酸處理后的a面藍寶石；

所述濃硫酸，其質量百分比濃度為95-98%，所述濃磷酸為質量百分比濃度為85%的磷酸水溶液；

（2）、將片狀固體NaOH放入到容器中加熱至溫度為325-340℃至其全部融化澄清，將步驟（1）所得的經酸處理后的a面藍寶石放入其中，保持溫度為325-340℃持續10min，此時不能讓容器自然冷卻，因為NaOH會迅速凝固，導致a面藍寶石無法取出來；

上述保持溫度為325-340℃持續10min后，直接用鑷子立刻取出a面藍寶石或將容器中的NaOH迅速倒出來后將a面藍寶石取出，取出的a面藍寶石首先經過酒精清洗，然后進行超聲清洗，最后吹干，即完成了a面藍寶石的刻蝕。

上述a面藍寶石的刻蝕方法，同樣適用于r面藍寶石的化學濕法刻蝕。

本發明的有益效果

本發明的一種a面藍寶石的刻蝕方法，由于采用了非機械刻蝕的化學濕法刻蝕技術對a面藍寶石進行刻蝕，在刻蝕后的SEM掃描圖像中，可以觀察到對a面藍寶石晶界的刻蝕上效果尤為突出，絕大部分晶界均被刻蝕掉。

進一步，經本發明的a面藍寶石的刻蝕方法所得的a面藍寶石的刻蝕效果均勻性好，品質良好，良率高。

附圖說明

圖1、經實施例1的刻蝕方法所得的a面藍寶石表面的SEM圖。

具體實施方式

下面通過具體實施例并結合附圖對本發明進一步闡述，但并不限制本發明。

實施例1

一種a面藍寶石的刻蝕方法，具體包括如下步驟：

（1）、按體積比計算，濃硫酸：濃磷酸為3:1的比例，將30ml濃硫酸和10ml濃磷酸混合后倒入燒杯中,將燒杯放在加熱板的中央進行加熱，待加熱溫度達到160℃后，將a面藍寶石放入裝有混合酸的燒杯中，保持160℃持續20min，然后自然冷卻，將混合酸倒出來，最后取出a面藍寶石，首先經過酒精的清洗，然后控制30℃,40KHZ的條件下進行超聲清洗，最后吹干，即得經酸處理后的a面藍寶石；

所述濃硫酸，其質量百分比濃度為95-98%，所述濃磷酸為質量百分比濃度為85%的磷酸水溶液；

（2）、將20g片狀固體NaOH裝進燒杯中，放在加熱板上加熱至溫度為325-340℃，可以看到片狀固體NaOH全部融化澄清，得到氫氧化鈉液體，將步驟（1）所得的經酸處理后的a面藍寶石放入氫氧化鈉液體中，保持溫度為325-340℃持續10min，此時不能讓燒杯自然冷卻，因為NaOH會迅速凝固，導致a面藍寶石無法取出來；