[发明专利]废弃蓝宝石衬底的再生方法及蓝宝石衬底

说明书

本发明公开了一种废弃蓝宝石衬底的再生方法，其包括：将废弃蓝宝石衬底采用第一溶液清洗；在1100～1400℃下进行热处理；再用第一溶液清洗，最后用氧化性溶液清洗，即得到再生蓝宝石衬底。其中，热处理过程中维持混合气体气氛，所述混合气体为氢气、氮气、氯气或氯化氢中的至少两种的混合物；第一溶液选用碱溶液，或所述第一溶液选用磷酸和/或硫酸；氧化性溶液选用硫酸、硝酸、双氧水中的一种或多种的混合物。相应的，本发明还公开了一种蓝宝石衬底，其采用上述再生方法再生得到。实施本发明，可解决大尺寸废弃蓝宝石衬底的再生问题，同时本发明工序简单，再生效率高。

技术领域

本发明涉及LED技术领域，尤其涉及一种废弃蓝宝石衬底的再生方法及蓝宝石衬底。

背景技术

目前氮化镓基LED灯已经成为照明光源的主流，普遍应用于家用照明、背光源、显示屏、装饰照明、室外照明等。除了LED灯，氮化镓器件在激光、电子电力上也有着更为广泛的应用。氮化镓基LED或者器件一般都是在蓝宝石衬底外延生长，在生产过程中出现不可控因素造成外延片报废。据统计，氮化镓外延片中衬底所占的成本约为30-50％，所以对报废外延片的蓝宝石衬底进行再生将会降低很多成本，这对工业生产氮化镓基LED灯或者器件有着不可估量的意义。

当前有很多方法再生蓝宝石衬底，如干法研磨刻蚀、氯气高温烘烤、湿法清洗等。这些方法都面临以下问题：工序繁琐，周期较长；难以适应于大尺寸的废弃衬底。如现有的再生方法往往只适应于2寸衬底，对4寸衬底难以适用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种废弃蓝宝石衬底的再生方法，其可适用于大尺寸规格废弃蓝宝石衬底的再生，且工艺简单，再生效率高。

本发明还要解决的技术问题在于，提供一种蓝宝石衬底。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种废弃蓝宝石衬底的再生方法，其包括：

(1)提供废弃蓝宝石衬底，所述废弃蓝宝石衬底上设有Al_yIn_xGa_1-x-y层和/或GaN层；

(2)将所述废弃蓝宝石衬底采用第一溶液清洗；其中，清洗温度＜120℃；

(3)将第一溶液清洗后的废弃蓝宝石衬底在1100～1400℃下进行热处理；热处理过程中维持混合气体气氛，所述混合气体为氢气、氮气、氯气或氯化氢中的至少两种的混合物；

(4)将热处理后的废弃蓝宝石衬底采用第一溶液清洗；其中，清洗温度＜120℃；

(5)将步骤(4)得到的废弃蓝宝石衬底采用氧化性溶液清洗，即得到再生蓝宝石衬底；

其中，所述第一溶液选用碱溶液，或所述第一溶液选用磷酸和/或硫酸；所述氧化性溶液选用硫酸、硝酸、双氧水中的一种或多种的混合物。

作为上述技术方案的改进，步骤(3)中，所述混合气体为氢气和氮气的混合物；混合气体中氢气所占体积比为5～10％；

热处理时间为6～10h。

作为上述技术方案的改进，步骤(2)中和步骤(4)中，所述第一溶液选用NaOH溶液和/或KOH溶液，其浓度为10～15wt％；

清洗温度为30～50℃，清洗时间为100～150min。

作为上述技术方案的改进，步骤(2)和步骤(4)中，所述第一溶液选用磷酸和硫酸的混合物；

其中，磷酸的质量浓度为80～90％，硫酸的质量浓度为90～98％；磷酸与硫酸的体积比为(1～2)：1；

清洗温度为80～100℃，清洗时间为40～80min。

作为上述技术方案的改进，步骤(5)中，所述氧化性溶液为硫酸和双氧水的混合溶液；