[實用新型]一種加熱激光剝離設備

有效

• 申請號: 201821665869.8
• 申請日: 2018-10-15
• 公開（公告）號: CN208889638U
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 孫永健;莫少瓊;豆學剛;王光普;郭堅
• 申請（專利權）人: 保定中創燕園半導體科技有限公司
• 主分類號: H01L21/78
• 分類號: H01L21/78;H01L21/67;B23K26/402
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 戴鳳儀

本實用新型公開了一種加熱激光剝離設備，包括激光剝離設備本體，所述激光剝離設備本體包括設置于下端的移動平臺，所述移動平臺設置有加熱底座，所述加熱底座上設置有樣品臺，所述加熱底座包括設置于所述樣品臺下方且用于給所述樣品臺加熱的電加熱裝置，所述樣品臺下端還設置有用于檢測樣品臺溫度的溫度傳感器，所述樣品臺上方罩有保溫罩，所述保溫罩的頂端與所述樣品臺所對應的位置上設置有方便激光穿過的隔熱透明窗。本實用新型的加熱激光剝離設備，為剝離GaN外延片提供合適的溫度環境，解決了藍寶石襯底上生長的GaN外延片的殘存應力問題，避免剝離時易碎裂的情況發生。

技術領域

本實用新型涉及一種加熱激光剝離設備。

背景技術

以GaN以及InGaN、AlGaN為主的Ⅲ/Ⅴ氮化物是近年來備受關注的半導體材料，是半導體照明中發光二極管的核心組成部份，其1.9～6.2eV連續可變的直接帶隙，優異的物理、化學穩定性，高飽和電子遷移率等，等特性，使其成為激光器，發光二極管等等光電子器件的最優選材料。

然而，由于GaN(氮化鎵)本身生長技術的限制，現今的大面積GaN材料大多生長在藍寶石襯底上。雖然藍寶石襯底上生長的GaN質量很高，應用也最廣，可是由于藍寶石的不導電及較差的導熱特性，極大的限制了GaN(第三代半導體材料)基半導體器件的發展。為了回避這一劣勢，藍寶石生長GaN基器件后，將藍寶石去除，并更換高導熱、高導電的Si，Cu等襯底的方法被實用新型了。在藍寶石去除的過程中，主要應用的方法就是激光剝離技術。雖然藍寶石襯底上生長的GaN質量很高，應用也非常廣泛，可是，由于藍寶石襯底和GaN晶體是異質材料，兩者的晶格常數以及熱膨脹系數存在很大不同，GaN和藍寶石襯底之間的晶格常數失配度超過14％，熱失配度相差一倍多，這樣大的晶格失配度以及熱脹差別必然會引起在藍寶石襯底上生長GaN外延片的殘存應力問題，剝離時容易碎裂。

在激光剝離中，剝離GaN厚度在4-5微米時，剝離過程中的碎裂問題并不嚴重，而厚度超過50微米時，使用普通的剝離方式想要完整的剝離下來GaN薄膜就非常困難，會產生碎裂。

專利號為“200910136458.9”的實用新型專利公開了一種“固體激光剝離和切割一體化設備”，其是通過激光剝離GaN外延片，但是發現其由于缺少給剝離環境提供適宜溫度的加熱加熱裝置，導致容易引起在藍寶石襯底上生長GaN外延片的殘存應力問題，剝離時容易碎裂。

實用新型內容

為了解決上述技術問題，本實用新型的目的是提供一種加熱激光剝離設備，以解決藍寶石襯底上生長的GaN外延片的殘存應力問題，避免剝離厚度超過50微米時剝離時易碎裂的情況發生。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：

一種加熱激光剝離設備，包括激光剝離設備本體，所述激光剝離設備本體包括設置于下端的移動平臺，所述移動平臺設置有加熱底座，所述加熱底座上設置有樣品臺，所述加熱底座包括設置于所述樣品臺下方且用于給所述樣品臺加熱的電加熱裝置，所述樣品臺下端還設置有用于檢測樣品臺溫度的溫度傳感器，所述樣品臺上方罩有保溫罩，所述保溫罩的頂端與所述樣品臺所對應的位置上設置有方便激光穿過的隔熱透明窗。

進一步的，所述激光剝離設備本體包括固體激光器，光束整形鏡，擴束鏡，振鏡電機，振鏡鏡片，場鏡和機器視覺系統，還包括工控電腦及控制軟件，所述光束整形鏡位于所述固體激光器下方，所述擴束鏡，振鏡鏡片、振鏡電機和場鏡、光束整形鏡位于所述固體激光器之后，將所述固體激光器發出的激光束整形，所述振鏡電機位于場鏡之前，依控制軟件發出的指令控制所述振鏡鏡片的動作，從而實現不同的掃描路徑和切割路徑，所述移動平臺位于所述固體激光器下方，所述控制軟件運行于所述工控電腦之上。

進一步的，所述保溫罩的下端卡接固定于所述加熱底座上端的凹槽內。

進一步的，所述保溫罩的周側內壁內設置有空腔，所述空腔內纏繞設置有冷卻水循環管，其中所述冷卻水循環管的進水口和出水口分別位于所述保溫罩的外壁上。