[实用新型]一种矩阵式蓝宝石衬底

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种蓝宝石衬底，特别涉及一种矩阵式蓝宝石衬底，属于蓝宝石领域。

背景技术

对于制作LED芯片来说，衬底材料的选用是首要考虑的问题。应该采用哪种合适的衬底，需要根据设备和LED器件的要求进行选择。目前市面上一般有三种材料可作为衬底：蓝宝石衬底、硅衬底、碳化硅衬底。

单晶的蓝宝石衬底材料可用来制作蓝光/白光/紫外光发光二极管和激光二极管，还有高频的微波以及高压大功率器件。事实上，单晶蓝宝石衬底材料的作用是：作为模板来制作单晶的氮化镓薄膜（氮化镓材料的能隙为3.4伏）。

单晶的蓝宝石晶体材料具有较高熔点及硬度较高的特点。并且，它的化学性质不活泼，能抵抗各种化学物的腐蚀。正因为如此，生产单晶的蓝宝石晶体材料需要消耗很大的电能。而且，晶体生长周期长达数十天，成品率亦偏低。这样，生产单晶的蓝宝石晶棒材料的成本很高。另外，从蓝宝石晶棒加工成晶片的工艺也比较复杂。因此，生产单晶的蓝宝石衬底材料的成本相当高。

单晶的蓝宝石衬底材料经过外延生长（MOCVD）以及芯片工艺加工后，可以使用激光剥离（LLO）工艺。但是，带有衬底的芯片，必须切割成小块（通常尺寸小于1mm x 1mm），然后进行激光剥离。到目前为止，在国际上只有JPSA公司拥有最新的激光剥离技术，可以从蓝宝石衬底材料上将氮化镓薄膜有效分离。利用这种技术产生的激光如果要保证均匀的能量密度分布，可以达到的最大面积为5 × 5毫米，还是无法进行大面积的激光剥离。剥离下来的小块的蓝宝石材料，即使再大一点的尺寸， 如2mm x 2mm，3mm x 3mm，甚至更大的尺寸，都无法回收使用。这样，产品的制作成本就相应提高了，还造成资源的严重浪费。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供了一种容易从芯片上激光剥离，可以重复利用的矩阵式蓝宝石衬底及其制备方法。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种矩阵式蓝宝石衬底，包括衬底本体，所述衬底本体的表面设有纵横交错布置的刻槽。

所述衬底本体的厚度为200um~1200um，所述刻槽的深度为1nm~500um，所述刻槽的宽度为0.1nm~5.0mm，所述纵横交错布置的刻槽之间的距离为1mm~50mm。

本实用新型的有益效果是：

1、矩阵式蓝宝石衬底带有刻槽，可显著减少氮化镓晶体生长过程中因晶格不匹配而产生的应力，由于氮化镓与蓝宝石这两种材料的晶格常数不匹配，导致磊晶工艺所获得的氮化镓材料的应力大。当衬底本体上有刻槽，这样有更多的空间使得部分的应力得到释放，氮化镓材料的翘曲度可以降低，使成品率得到提高。

2、该矩阵式蓝宝石衬底带有刻槽，能够有效地将剥离时激光产生的热量散去，确保激光剥离的顺利完成，所得到的氮化镓薄膜具有较高的厚度均匀性，背面损伤小，显著提高最终产品的成品率（yield）。激光剥离后可以不用减薄，可省去传统器件制造工艺中的背面减薄过程，从而节省成本。

3、剥离后的芯片背面没有蓝宝石，可选择散热好的材料，如硅片，氮化铝等附在芯片背面，芯片散热可以得到改善。

4、可明显减少在器件制作过程中蓝宝石材料的成本。如果蓝宝石衬底可以反复使用100次，衬底的成本可大致计算为原来的1/100。

附图说明

图1为本实用新型一种矩阵式蓝宝石衬底结构示意图。

其中：

衬底本体1

刻槽2。

具体实施方式

参见图1，本实用新型涉及的一种矩阵式蓝宝石衬底，包括衬底本体1，所述衬底本体1的材料为蓝宝石的切割片、研磨片或者抛光片，所述衬底本体1的厚度为200um~1200um，所述衬底本体1的表面设有纵横交错布置的刻槽2，所述刻槽2的深度为1nm~500um，所述刻槽2的宽度d为0.1 nm~5.0mm，所述纵横交错布置的刻槽2将衬底本体1表面划分成矩阵式样，纵向刻槽2之间的距离a为1mm~50mm，横向刻槽2之间的距离b为1mm~50mm，所述衬底本体1可以是任何形状，作为一种优选，所述衬底本体1的形状为圆形，所述圆形衬底本体1的直径为25~300 mm，作为一种优选，所述衬底本体1的形状为方形，所述方形衬底本体1的边长为25~300 mm。

本实用新型矩阵式蓝宝石衬底具有以下优点：