一种图形化外延结构激光剥离装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种图形化外延结构激光剥离装置，它包括基片、整型结构、透射率调整结构、图形化外延结构、气体传输系统、紫外光源、剥离室以及进光窗口，剥离室两侧分别设计有气体传输系统，剥离室上面设计有进光窗口，紫外光源设计在进光窗口外侧上方，图形化外延结构设计在剥离室内，图形化外延结构上设计有一层基片，图形化外延结构包括外延结构、蓝宝石衬底、图形化结构、斜界面、平界面，外延结构上面均匀设计有若干个图形化结构，图形化结构是由两个斜界面形成的V型槽状结构，相邻两个图形化结构之间通过平界面相连。优点是设计巧妙，操作方便，实现图形化衬底剥离，提高剥离良率。

【技术实现步骤摘要】
一种图形化外延结构激光剥离装置
本技术涉及用于激光剥离装置，尤其涉及一种图形化外延结构激光剥离装置。
技术介绍
氮化镓基材料及光电子器件材料，近年来尤其在光电子器件等领域用途越来越广泛，尤其目前的MicroLED，在照明、显示等领域具有更加重要的应用价值。在所有这些应用过程中，材料生长质量对于器件性能具有重要影响，如果要提高器件性能，同质外延是一个最重要的解决方案，但是同质外延厚膜衬底价格昂贵，使其无法获得全面应用，目前常用的图形化衬底成为了一种主要途径，图形化衬底对于释放材料外延生长过程中的应力，具有重要意义。但是在MOCVD等技术制备MicroLED等材料或在芯片器件加工过程中，需要进行激光剥离，剥离工艺对于剥离条件、光束质量以及剥离整个过程中，温度场的分布以及激光剥离光束的强度分布条件，都有重要要求。尤其对于图形化衬底，在剥离过程中，由于图形化结构区域与平面结构区域，材料结构不同，所需光束能量也不同，因此如何进行高质量激光剥离，具有重要意义。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供一种图形化外延结构激光剥离装置，可以实现图形化衬底剥离，提高剥离良率。一种图形化外延结构激光剥离装置，它包括基片、整形结构、透射率调整结构、图形化外延结构、气体传输系统、紫外光源、剥离室以及进光窗口，剥离室两侧分别设计有气体传输系统，剥离室上面设计有进光窗口，紫外光源设计在进光窗口外侧上方，图形化外延结构设计在剥离室内，图形化外延结构上设计有一层基片，图形化外延结构包括外延结构、蓝宝石衬底、图形化结构(图形化结构就是一种微结构)、斜界面、平界面，外延结构上面均匀设计有若干个图形化结构，图形化结构是由两个斜界面形成的V型槽状结构，相邻两个图形化结构之间通过平界面相连，外延结构上面设计有蓝宝石衬底且蓝宝石衬底位于图形化结构、斜界面、平界面上方，基片位于蓝宝石衬底上面，基片上面设计有若干个整形机构，整形机构与图形化结构一一对应设计，相邻的整形机构之间设计有透射率调整结构且透射率调整结构位于基片上面，进光窗口位于整形机构和透射率调整结构上方。所述的图形化结构可以由金属有机化学气相沉积(MOCVD)的LED结构组成，也可以由分子束外延的LD材料结构组成，衬底包括但不限于蓝宝石衬底，为图形化衬底(PSS)，外延结构的材料可以为单晶材料，也可以为多层复合外延材料，其厚度最少应为1微米。所述的气体传输系统包括进气管、排气管，剥离室上方两侧角位置分别安装有一个进气管，剥离室两侧壁中间偏下位置分别安装有一个排气管。所述的基片为对于紫外光源激射激光波长透明材料(所谓透明，就是无吸收，这个是半导体学的术语)，包括但不限于蓝宝石、石英或氟化钙的宽带隙材料。所述的透射率调整结构与整形结构的边缘处相接触安装，且在整形结构周边形成过渡光场。(所谓透射率调整结构，就是增透膜与增发膜设定的透光率)。所述的透射率调整结构为高反射介质膜或多层膜任意结构；透射率调整结构根据需要调整反射率，包括但不限于蓝宝石、氟化钙的材料。(因为激光剥离，局部剥离，或者部分剥离，这个就需要光的调节)。所述的紫外光源包括但不限于准分子激光器、全固态激光器；紫外光源为脉冲激光器或连续激光器，紫外光源为单波长或多波长；紫外光源的光斑尺寸应为100nm到1mm之间。(简单的说，激光器的类型，脉宽，波长等参数可以多样化)。所述的整形结构为凸透镜、凹透镜或者菲涅耳透镜结构；所述整形结构尺寸应为对应发光波长的五分之一以上。所述图形化结构为蓝宝石图形化结构，其尺寸及周期均应大于发光波长三分之一或100nm以上。所述的蓝宝石衬底是图形化衬底结构，可以为外延面单面图形化衬底结构，也可以两面均为图形化结构。(图形化结构，对于衬底而言，可以在一侧图形化，也可以两侧图形化)。所述蓝宝石衬底的上面还设计有背面图形化结构；根据需要对光调制或补偿，背面图形化结构与图形化结构形状设计为相同或不同，尺寸相同或不同。所述的透射率调整结构(3)中间设计有空心结构，空心结构是圆形、椭圆形或三角形的一种。本技术的优点是设计巧妙，操作方便，实现图形化衬底剥离，提高剥离良率。附图说明图1为本技术第一个实施例附图。图2为本技术第二个实施例附图。图3为本技术的透射率调整结构的示意图。具体实施方式下面结合实施例参照附图进行详细说明，以便对本技术的技术特征及优点进行更深入的诠释。实施例一，本技术的结构示意图如附图1所示。首先通过调整进气管(51)、排气管(52)与剥离室(7)内温控系统，使之达到适合激光剥离条件。当紫外光源(6)发出的激光进入到剥离室(7)，经过整形结构(2)整形，通过整形结构(2)与周边有局部透过率调整薄膜(3)(透射率调整结构的一种)，形成一个从中心到边缘非均匀且光强可调的光斑，穿过基片(1)(蓝宝石基片)，到达蓝宝石衬底(41)与外延结构(40)的界面，界面包括图形化结构(42)与外延结构(40)的斜界面(43)，蓝宝石衬底(41)与外延结构(40)之间的平界面(44)，由于斜界面(43)与平界面(44)的边界条件不同，所需的光能量密度也不同，通过上述结构对光能量密度调制，形成从图形化结构(42)中心区域到边缘的一个光强过度区域，使样品可以实现剥离，且有效降低所产生应力。剥离所采用的激光，可以为连续光，也可以为脉冲激光，其波长为150nm～400nm之间，其紫外光源(6)的光斑尺寸应为100nm到1mm之间。所述整形机构(2)尺寸应为对应发光波长的五分之一以上。蓝宝石图形化结构尺寸及其周期均应大于发光波长三分之一或100nm以上。所述蓝宝石图形化结构高度应为50nm以上，可以为周期结构，也可以为非周期结构。也可以根据需要做具体调整。所述整形机构(2)可以为凸透镜、凹透镜或菲涅耳透镜。实施例二，结构图如图2所示。本实施例与实施例1不同之处，就在于在蓝宝石衬底(41)正面生长完外延结构(40)之后，在其背面也做抛光，并加工形成背面图形化结构(45)，与正面图形化结构(42)形状可以相同，也可以不同，尺寸可以相同，也可以不同，这种结构的作用就在于可以对光调制或补偿，比如当光斑经过基片(1)达到样品上表面时，如果背面图形化结构(45)是一个半球形透镜结构，则可以对光二次聚焦，由此形成局部高能量密度。另外，对于光的调整也发生了改变，除了整形结构(2)，局部透过率调整薄膜(3)采用空心结构，由此在调整透过率的同时，也对光进行整形。所述的透射率调整结构(3)中间设计有空心结构，空心结构是圆形、椭圆形或三角形的一种。本实施例中，可以通过微钠加工以及镀膜技术，在蓝宝石衬底(40)背面加工出局部对应特定光波长如266nm与355nm两种波长高透光区域，这样直接在图形化(42)区域形成高透光及高光强密度区域，而在其余部位只通过355nm波长，实现空间光强及波长可调。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图形化外延结构激光剥离装置，其特征在于，它包括基片(1)、整形结构(2)、透射率调整结构(3)、图形化外延结构(4)、气体传输系统(5)、紫外光源(6)、剥离室(7)以及进光窗口(8)，剥离室两侧分别设计有气体传输系统，剥离室上面设计有进光窗口，紫外光源设计在进光窗口外侧上方，图形化外延结构设计在剥离室内，图形化外延结构上设计有一层基片，图形化外延结构包括外延结构(40)、蓝宝石衬底(41)、图形化结构(42)、斜界面(43)、平界面(44)，外延结构上面均匀设计有若干个图形化结构，图形化结构是由两个斜界面形成的V型槽状结构，相邻两个图形化结构之间通过平界面相连，外延结构上面设计有蓝宝石衬底且蓝宝石衬底位于图形化结构、斜界面、平界面上方，基片位于蓝宝石衬底上面，基片上面设计有若干个整形机构，整形机构与图形化结构一一对应设计，相邻的整形机构之间设计有透射率调整结构且透射率调整结构位于基片上面，进光窗口位于整形机构和透射率调整结构上方。

【技术特征摘要】
1.一种图形化外延结构激光剥离装置，其特征在于，它包括基片(1)、整形结构(2)、透射率调整结构(3)、图形化外延结构(4)、气体传输系统(5)、紫外光源(6)、剥离室(7)以及进光窗口(8)，剥离室两侧分别设计有气体传输系统，剥离室上面设计有进光窗口，紫外光源设计在进光窗口外侧上方，图形化外延结构设计在剥离室内，图形化外延结构上设计有一层基片，图形化外延结构包括外延结构(40)、蓝宝石衬底(41)、图形化结构(42)、斜界面(43)、平界面(44)，外延结构上面均匀设计有若干个图形化结构，图形化结构是由两个斜界面形成的V型槽状结构，相邻两个图形化结构之间通过平界面相连，外延结构上面设计有蓝宝石衬底且蓝宝石衬底位于图形化结构、斜界面、平界面上方，基片位于蓝宝石衬底上面，基片上面设计有若干个整形机构，整形机构与图形化结构一一对应设计，相邻的整形机构之间设计有透射率调整结构且透射率调整结构位于基片上面，进光窗口位于整形机构和透射率调整结构上方。2.根据权利要求1所述的一种图形化外延结构激光剥离装置，其特征在于，所述的气体传输系统(5)包括进气管(51)、排气管(52)，剥离室上方两侧角位置分别安装有一个进气管(51)，剥离室两侧壁中间偏下位置分别安装有一个排气管(52)。3.根据权利要求1所述的一种图形化外延结构激光剥离装置，其特征在于，所述的基片(1)为紫外光源激射激光波长透明材料，为蓝宝石、石英或氟化钙的宽带隙材料一种。4.根据权利要求1所述的一种图形化外延结构激光剥离装置，其特征在于，所述的透射率调整结构(3)与整形结构(2)的边缘处相接触安装，且在整形结构(2)周边形成过渡光场；所述的透射率调整结构(3)为高反射介质膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：何小峰，李成明，何秀平，陈建锋，
申请(专利权)人：南通中铁华宇电气有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32