一种激光剥离结构制造技术

本发明专利技术涉及一种激光剥离结构，它包括蓝宝石衬底、图形化结构、外延片、衬底转移缓冲层、目标基板、目标基板浸润层、目标基板图形化结构、目标基板缓冲层、激光剥离室、主剥离激光器、辅助剥离激光器，蓝宝石衬底和目标基板安装在激光剥离室内，蓝宝石衬底和目标基板之间从上往下依次设计有目标基板浸润层、目标基板缓冲层、衬底转移缓冲层、外延片，激光剥离室外侧设计有两个激光器，一个为主剥离激光器，另一个为辅助剥离激光器，主剥离激光器照射进入到蓝宝石衬底图形化结构位置处时，辅助剥离激光器围绕激光剥离室旋转运动。优点是设计巧妙，操作方便，结构紧凑，减小激光剥离过程中产生的应力，避免外延片变形。

A Laser Peeling Structure

The invention relates to a laser stripping structure, which comprises a sapphire substrate, a graphical structure, an epitaxy sheet, a substrate transfer buffer layer, a target substrate, a target substrate wetting layer, a target substrate graphical structure, a target substrate buffer layer, a laser stripping chamber, a main stripping laser, an auxiliary stripping laser, a sapphire substrate and a target substrate installed in a laser stripping chamber, and a sapphire substrate and a target substrate are installed in a laser stripping chamber. There are two lasers in the outer side of the laser stripping chamber. One is the main stripping laser, the other is the auxiliary stripping laser. When the main stripping laser irradiates into the position of the sapphire substrate patterned structure, the auxiliary stripping laser is used to strip the sapphire substrate. The device rotates around the laser stripping chamber. The advantages are ingenious design, convenient operation and compact structure, which can reduce the stress produced during laser peeling and avoid the deformation of the epitaxy sheet.

【技术实现步骤摘要】
一种激光剥离结构
本专利技术涉及激光剥离领域，具体涉及一种激光剥离结构。
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，本专利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。一种激光剥离结构，它包括蓝宝石衬底、图形化结构、外延片、衬底转移缓冲层、目标基板、目标基板浸润层、目标基板图形化结构、目标基板缓冲层、激光剥离室、主剥离激光器、辅助剥离激光器，蓝宝石衬底上设计有目标基板，蓝宝石衬底和目标基板安装在激光剥离室内，蓝宝石衬底和目标基板之间从上往下依次设计有目标基板浸润层、目标基板缓冲层、衬底转移缓冲层、外延片，外延片与蓝宝石衬底之间安装有图形化结构，目标基板浸润层与目标基板之间安装有图形化结构，激光剥离室外侧设计有两个激光器，一个为主剥离激光器，另一个为辅助剥离激光器，主剥离激光器所发射激光进入到蓝宝石衬底图形化结构位置处时，辅助剥离激光器所发射激光围绕主剥离激光器所发射激光主轴旋转运动。所述的外延片为单层或多层，为激光器结构或LED，在生长完外延片后，在外延片上面生长衬底转移缓冲层，衬底转移缓冲层是金属金层或非金属Si层。所述的目标基板为Si衬底、GaN衬底或者GaAs衬底，目标基板上面带有图形化结构，并且有将图形化结构掩盖住的目标基板浸润层，目标基板浸润层是AlN、GaN或SiO2的单层或复合层，最后在浸润层上面生长目标基板缓冲层，目标基板缓冲层是金属金层或非金属Si层，通过外延生长或通过磁控溅射或者ebeam电子束热蒸发获得。所述的外延片与目标基板经过键和合并为一体，在氮气或氩气等惰性气体环境下键和、高温条件下键或者低温键和条件下键和。所述的辅助剥离激光器激射激光围绕主剥离激光器所发射激光光轴旋转运动的旋转速率最少为1周/0.1秒。所述的两个键和缓冲层（衬底转移缓冲层和目标基板缓冲层）的厚度应为10nm到25微米。所述的图形化结构或者目标基板图形化结构至少为一个；图形化结构或者目标基板图形化结构为任意结构；图形化结构或者目标基板图形化结构为周期性或者非周期性排列；图形化结构或者目标基板图形化结构的高度为10nm～5微米。所述的两个激光器的波长为相同或者不同，波长范围为193.5nm～400nm，两个激光器的光斑大小相同或不同，两个激光器是脉冲激光器或者是连续激光器；光斑大小为100nm～1mm。所述的外延片的厚度可以从1um到1mm。本专利技术的优点是设计巧妙，操作方便，结构紧凑，减小激光剥离过程中产生的应力，避免外延片变形。附图说明图1是本专利技术的示意图。图中，1、蓝宝石衬底，2、图形化结构，3、外延片，4、衬底转移缓冲层，5、目标基板，6、目标衬底浸润层，7、目标基板图形化结构，8、目标衬底缓冲层，9、激光剥离室，10、主剥离激光器，11、辅助剥离激光器。具体实施方式参照附图1，一种激光剥离结构，它包括蓝宝石衬底1、图形化结构2、外延片3、衬底转移缓冲层4、目标基板5、目标基板浸润层6、目标基板图形化结构7、目标基板缓冲层8、激光剥离室9、主剥离激光器10、辅助剥离激光器11，蓝宝石衬底1上设计有目标基板5，蓝宝石衬底1和目标基板5安装在激光剥离室9内，蓝宝石衬底1和目标基板5之间从上往下依次设计有目标基板浸润层6、目标基板缓冲层8、衬底转移缓冲层4、外延片3，外延片3与蓝宝石衬底1之间安装有图形化结构2，目标基板浸润层6与目标基板5之间安装有图形化结构2，激光剥离室9外侧设计有两个激光器，一个为主剥离激光器10，另一个为辅助剥离激光器11，主剥离激光器10照射进入到蓝宝石衬底上图形化结构2位置处时，辅助剥离激光器11所发射激光围绕主剥离激光器10所发射激光主轴旋转运动。第一步：蓝宝石衬底1，上面有图形化结构2，生长为外延片3结构，外延片可以为单层，也可以为多层，可以为激光器结构，也可以为LED，在生长完外延结构后，在外延结构上面生长转移缓冲层，这个缓冲层可以是金属的，比如金，也可以是非金属的，比如Si。第二步：在转移目标衬底5上，目标衬底5可以为但不限于Si衬底，也可以为GaN或者GaAs衬底，目标衬底上面带有图形化结构7，并且有将图形化结构掩盖住的目标衬底浸润层6，目标衬底浸润层可以是AlN，GaN或SiO2等材质，可以是单层，也可以是复合层，最后在浸润层上面生长目标衬底缓冲层8，缓冲层可以是金、可以是Si，可以通过外延生长，也可以通过磁控溅射或者ebeam电子束热蒸发获得。第三步，外延层与目标衬底经过键和合并为一体，可以在氮气等惰性气体环境下键和，也可以在其它惰性气体等条件下键和，可以是高温键和，也可以是低温键和。第四步，利用激光剥离，两个激光器，一个为主剥离激光器10，一个为辅助剥离激光器，在主剥离激光器10所发射激光传输进入到衬底图形化结构位置处时，辅助剥离激光器9围绕主剥离激光器10所发射激光主轴旋转运动，旋转速率最少为1周/0.1秒。两个键和缓冲层（衬底转移缓冲层和目标基板缓冲层）的厚度应为10nm到25微米。所述的图形化结构或者目标基板图形化结构至少为一个；图形化结构或者目标基板图形化结构为任意结构；图形化结构或者目标基板图形化结构为周期性或者非周期性排列；图形化结构或者目标基板图形化结构的高度为10nm～5微米。外延片与目标衬底缓冲层结构，可以是单层，也可以是多层，可以是金属多层，也可是非金属多层。两者可以相同，也可以不同。两个激光器波长可以相同，也可以不同，波长范围为193.5nm～400nm，两者光斑大小可以相同，也可以不同，可以是脉冲激光器，也可以是连续激光器。光般大小为100nm～1mm。外延层的厚度可以从1um到1mm。这种结构最大的好处，就在可以减小激光剥离过程中产生的应力，避免外延片变形。本专利技术中，蓝宝石衬底1为常规衬底，图形化结构2在蓝宝石衬底1上面，在外延生长过程中，可以用来减缓外延片3的应力，衬底结构缓冲层4在转移过程中可以进一步可以实现与转移目标基板5之间的应力，目标衬底浸润层6、目标基板图形化结构7以及目标衬底缓冲层8的作用，在衬底转移过程中，可以进一步减小转移目标基板6与外延层3之间的应力。本专利最大的好处，就是在研制小型垂直结构的功率器件过程中，在移除蓝宝石衬底过程中，可以进一步提高外延层质量，进一步可以提高光电子器件质量和性能，提高发光效率，延长使用寿命，在光电子器件领域具有重要意义。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光剥离结构，其特征在于，它包括蓝宝石衬底、图形化结构、外延片、衬底转移缓冲层、目标基板、目标基板浸润层、目标基板图形化结构、目标基板缓冲层、激光剥离室、主剥离激光器、辅助剥离激光器，蓝宝石衬底上设计有目标基板，蓝宝石衬底和目标基板安装在激光剥离室内，蓝宝石衬底和目标基板之间从上往下依次设计有目标基板浸润层、目标基板缓冲层、衬底转移缓冲层、外延片，外延片与蓝宝石衬底之间安装有图形化结构，目标基板浸润层与目标基板之间安装有图形化结构，激光剥离室外侧设计有两个激光器，一个为主剥离激光器，另一个为辅助剥离激光器，主剥离激光器所发射激光进入到蓝宝石衬底图形化结构位置处时，辅助剥离激光器所发射激光围绕主剥离激光器所发射激光主轴旋转运动。

【技术特征摘要】
1.一种激光剥离结构，其特征在于，它包括蓝宝石衬底、图形化结构、外延片、衬底转移缓冲层、目标基板、目标基板浸润层、目标基板图形化结构、目标基板缓冲层、激光剥离室、主剥离激光器、辅助剥离激光器，蓝宝石衬底上设计有目标基板，蓝宝石衬底和目标基板安装在激光剥离室内，蓝宝石衬底和目标基板之间从上往下依次设计有目标基板浸润层、目标基板缓冲层、衬底转移缓冲层、外延片，外延片与蓝宝石衬底之间安装有图形化结构，目标基板浸润层与目标基板之间安装有图形化结构，激光剥离室外侧设计有两个激光器，一个为主剥离激光器，另一个为辅助剥离激光器，主剥离激光器所发射激光进入到蓝宝石衬底图形化结构位置处时，辅助剥离激光器所发射激光围绕主剥离激光器所发射激光主轴旋转运动。2.根据权利要求1所述的一种激光剥离结构，其特征在于，所述的外延片为单层或多层，为激光器结构或LED，在生长完外延片后，在外延片上面生长衬底转移缓冲层，衬底转移缓冲层是金属金层或非金属Si层。3.根据权利要求1所述的一种激光剥离结构，其特征在于，所述的目标基板为Si衬底、GaN衬底或者GaAs衬底，目标基板上面带有图形化结构，并且有将图形化结构掩盖住的目标基板浸润层，目标基板浸润层是AlN、GaN或SiO2的单层或复合层，最后在浸润层上面生长目标基板缓冲层，目标基板缓...

【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：发明
国别省市：江苏,32