[发明专利]蓝宝石基板的再生方法

说明书

技术领域

本发明系有关于一种利用全湿式制程将具有镀层的蓝宝石基板回复至蓝宝石基板新片质量的蓝宝石基板的再生方法。

背景技术

蓝宝石的组成为氧化铝(Al₂O₃)是由三个氧原子和两个铝原子以共价键型式结合，晶体结构为六方晶格结构，蓝宝石的光学穿透带很宽，从近紫外光(190nm)到中红外线都有很好的透光性，并且具备高声速、耐高温、抗腐蚀、高硬度、熔点高及电绝缘等特点，常作为光电组件材料。随着1993年日亚化(Nichia)开发出以氮化镓(GaN)为材质的蓝光LED，配合MOCVD(有机金属气相磊晶法)的磊晶技术，可制造出高亮度的蓝光LED，蓝宝石(Sapphire)成为制成氮化镓磊晶发光层的主要基板材质。

然，磊晶制程并无法达到良率百分的百的程度，且蓝宝石基板从长晶至切磨抛加工，也十分不易，尤其是面对日益需求的4”、6”大尺寸基板搭配表面图案化的制程，如果因磊晶失败而使得蓝宝石基板无法再利用，对于耗能的制程实为可惜。习知在回收蓝宝石基板再利用的最后一道制程会使用磨抛制程，将蓝宝石基板的表面做1物理性破坏，造成图案化的蓝宝石基板无法再次使用。

习知在处理该些回收的蓝宝石基板及玻璃，系需要进行下列步骤：

(a)先浸渍一第一酸液，去除金属层；

(b)高温(1100～1800℃)裂解氮化物；

(c)浸渍一第二酸液，去除磊晶结构氧化物；及

(d)化学机械抛光，去除表面残余物。

例如，中国台湾地区专利公报公告第I366894号的“蓝宝石晶圆再生方法”，其包括下列步骤：(a)提供蓝宝石晶圆，此蓝宝石晶圆上已形成有磊晶结构；(b)对蓝宝石晶圆进行第一浸渍(Dipping)制程，以移除金属残留物；(c)对蓝宝石晶圆进行高温处理(High Temperature Treatment)制程以破坏及氧化磊晶结构；(d)对蓝宝石晶圆进行第二浸渍制程，以移除残余的磊晶结构氧化物；(e)对蓝宝石晶圆的第一表面进行第一抛光制程，其中蓝宝石晶圆再生方法依照步骤(a)至步骤(e)的顺序进行。使再生蓝宝石晶圆具有与蓝宝石晶圆新片相同的质量。

前案第I366894号为典型以习知制程处理蓝宝石基板的再生方法，其系透过高温裂解将去除氮化物，在长时间的再生制程中，此步骤需要进行数个小时，不仅相当耗时，且会消耗大量能源，制程的效率低落，再者，习知的蓝宝石基板再生制程会依序进行两道酸性溶液的浸渍，而酸性溶液中通常系由磷酸、硫酸、硝酸、盐酸等强酸混合制成，浸渍过程中，蚀刻液破坏蓝宝石基板表面状态、侵蚀蓝宝石基板，使蓝宝石基板厚度减薄及表面粗糙度变异，若蓝宝石基板表面已图案化，亦会受到不同轴向的蚀刻率不同而被破坏。

由于现有技术尚无法完善处理此类问题，所以有加以突破、解决的必要。因此，如何提升方便性、实用性与经济效益，此为业界应努力解决、克服的重点项目。

缘此，本发明人有鉴于习知蓝宝石基板再生方法的问题缺失未臻理想的事实，本发明发明人即着手研发其解决方案，希望能开发出一种更具便利性、实用性与高经济效益的蓝宝石基板的再生方法，以促进社会的发展，遂经多时的构思而有本发明的产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蓝宝石基板的再生方法，其系将一具有镀层的蓝宝石基板浸渍于一碱性水溶液，以去除该蓝宝石基板上的金属氮化物层，并经一清洗制程后得到一再生的蓝宝石基板，再生过程采用全湿式制程，处理量大、处理时间短、可选择性清除镀层，且浸渍液不与蓝宝石基板反应，可保留蓝宝石基板使用前状态，降低成膜生产参数的变异性，提升产品良率。

本发明系提供一种蓝宝石基板的再生方法，其包含下列步骤：首先，提供一半导体结构，其包含一蓝宝石基板及一磊晶结构，该磊晶结构设于该蓝宝石基板一侧；浸渍该半导体结构于一碱性水溶液，以去除该磊晶结构的多个金属氮化物层；取出该半导体结构，并进行一清洗制程，以去除该半导体结构的残留浸渍液；最后，得到该蓝宝石基板。