[发明专利]一种衬底的回收工艺

说明书

本发明针对外延生长完成的衬底回收时存在翘曲偏大、利用率低的问题，公开了一种调整衬底翘曲、提高利用率的方法，该方法通过在衬底外延层的另一面进行镀膜，激光聚焦在衬底内部形成改质点来调整衬底的翘曲以达到量产的标准，之后利用高温化学反应去除外延生长层，对去除外延生长层后的衬底进行清洗，去除低折射率膜，得到回收后的衬底。

技术领域

本发明涉及一种衬底的回收工艺，具体涉及到衬底的回收方法，属于光电子技术领域。

背景技术

氮化镓材料具有宽带隙、高电子迁移率、高热导率、高稳定性等一系列优点，因此在高亮度蓝色发光二极管(LED)、蓝色半导体激光器(LD)以及抗辐射、高频、高温、高压等电子电力器件中有着广泛的实际应用和巨大的市场前景。GaN基LED应用领域的多样性决定了其市场需求十分火热，2010年中国大陆和台湾地区都出现了供不应求的的现象。

在外延生长过程中，由于工艺波动或者设备异常等不可控因素，会产出一些不满足生产标准的无法投料的废外延片，对于这些外延片通常只能进行报废处理。报废的外延片中分摊的衬底、水电都是一笔较大的资源浪费，其中衬底费用是整个外延过程中不可忽视的大开支。

由于得到氮化镓系发光二极管衬底必须经历一系列的成膜工序，这些成膜工序使衬底的翘曲大幅变化，导致氮化物半导体层的质量或发光波长的均匀性变差，发光二极管的成品率变低。在对衬底进行处理，使其恢复为可用状态时，有效地控制衬底的翘曲形状和/或翘曲量是一个比较难解决的问题。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明公开了一种有效地调整外延后衬底翘曲以回收衬底的工艺，该工艺可以自由地调整衬底的翘曲，使外延后的衬底|Dev|6（Dev：Deviation，偏差，LED行业中衡量衬底翘曲的指标），符合生产中的标准，提高了外延后衬底的利用率20%~40%，同时提高了衬底的翘曲收敛性，外延波长STD优化5%~20%。

本发明的技术方案如下：

一种衬底的回收工艺，包括如下步骤：

提供外延生长完成的衬底，衬底包括相对的第一面和第二面，第一面上有外延层；

在所述衬底的第二面镀低折射率膜；

所述低折射率膜的折射率应小于蓝宝石衬底材料的折射率1.8，优选的，所述低折射率膜的折射率在1~1.8之间；

更优选的，所述低折射率膜的折射率在1.2~1.6之间，所述低折射率膜的折射率较高，激光会在PSS图形截面处发生散射，无法起到过渡作用，无法聚焦隐镭，具体的，可以选择SiO₂作为低折射率膜。

优选的，所述低折射率膜的厚度在0.1μm~30μm之间。

在所述衬底外延层的另一面镀膜之后，对所述镀膜面进行抛光，减小所述镀膜面的粗糙度，有利于后续激光聚焦形成改质点，更精准的控制衬底的翘曲形状和/或翘曲量。由于能够利用形成有改性区域图形的单晶衬底的应力将通过成膜而产生的应力抵消，因此，能够抑制成膜中衬底的翘曲从而减小衬底的翘曲行为。

优选的，所述镀膜面抛光后的粗糙度小于0.5μm。

在所述衬底抛光后的镀膜面上，优选的，利用激光进行扫描聚焦，利用多光子吸收在所述衬底内部形成多个改质点，外延生长面的膜层形成时，会产生应力，而利用激光在衬底内部形成改质点及改质区域时产生的应力可以与成膜时的应力抵消，因此能够抑制衬底的翘曲，可以有效地控制衬底的翘曲形状和/或翘曲量。

优选的，将衬底的第二面即镀膜面的厚度定义为占衬底总厚度的比例为0%的位置，在所述衬底厚度的2%~ 98%的厚度范围内形成所述改质点。

优选的，所述改质点所形成的改质区域为距离所述衬底中心至少10 mm的所述衬底的外围区域。