一种蓝宝石衬底及其加工方法及发光二极管的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种蓝宝石衬底及其加工方法及发光二极管的制备方法，本发明专利技术的蓝宝石衬底加工方法将蓝宝石晶棒自垂直于A面的中心轴线A轴沿周向旋转90

【技术实现步骤摘要】
一种蓝宝石衬底及其加工方法及发光二极管的制备方法


[0001]本专利技术涉及集成电路制造
，具体涉及一种蓝宝石衬底及其加工方法及发光二极管的制备方法。

技术介绍

[0002]GaN材料单晶生长难度大、成本高。目前主要采用成本低廉的C面蓝宝石衬底外延生长技术获得。外延生长完成后再沿着一定的晶格方向切割成一个个的芯粒。蓝宝石属于六方晶系，本身具有各项异性的特点，在不同的方向上晶体的性质不同。主要晶面C、A、M、R具有不同的材料硬度，尤其是R面材料硬度明显低于A&M面，所以R面在入切方向上的分布将会对衬底材料切割过程的面型形成具有决定性的作用。
[0003]传统的切割技术采用A面入切，因其R面面积在中心入切方向两侧分布相对均匀，线切参数调整难度较小的优势被业界广泛采用。同时也使得线切后晶圆的面型在入切方向和线锯方向上都呈现出类似S型的翘曲形态，最终成品的面型极易受到后续磨抛加工时面内厚度磨除差异性影响，片间面型的一致性差，使得外延生长的体验较差，外延生长质量不均。

技术实现思路

[0004]为了解决
技术介绍
中的至少一个技术问题，本专利技术提供一种蓝宝石衬底加工方法及由此获得的蓝宝石衬底，以及基于该蓝宝石衬底的发光二极管的制备方法，本专利技术的蓝宝石衬底加工方法沿M向对蓝宝石晶棒进行切割，获得面型一致的蓝宝石衬底，并且能够有效降低切割难度，节省线网消耗。
[0005]根据本专利技术的一实施例，提供一种蓝宝石衬底加工方法，该方法包括以下步骤：
[0006]提供一蓝宝石晶棒，对所述蓝宝石晶棒进行预处理，以标记所述蓝宝石晶棒的A面；
[0007]将所述蓝宝石晶棒自垂直于所述A面的中心轴线A轴沿周向旋转90
°
以获得所述蓝宝石晶棒的M面，并沿所述M面固定所述蓝宝石晶棒；
[0008]沿垂直于所述M面的M轴方向切割所述蓝宝石晶棒，以获得蓝宝石衬底。
[0009]可选地，对所述蓝宝石晶棒进行预处理，还包括以下步骤：
[0010]以垂直于所述蓝宝石晶棒的C面的C轴为准，旋转所述蓝宝石晶棒；
[0011]确定所述蓝宝石晶棒的R向，并在所述蓝宝石晶棒上标识出所述R向；
[0012]将所述蓝宝石晶棒沿所述R向固定，沿所述蓝宝石晶棒的圆周方向，在与所述R向间隔90
°
的位置处标记所述A面。
[0013]可选地，沿垂直于所述M面的M轴方向切割所述蓝宝石晶棒还包括：
[0014]计算所述C面上不同段位的所述蓝宝石晶棒的R面的面积；
[0015]根据每一个段位上所述R面的面积，调整所述蓝宝石晶棒的切割参数。
[0016]可选地，根据每一个段位上所述R面的面积，调整所述蓝宝石晶棒的切割参数，还
包括：
[0017]计算所述R面相对所述M面的变软程度；
[0018]根据当前段位上所述R面的面积占比与所述变软程度的乘积，获得切割机台进给量的调整幅度系数；
[0019]根据所述调整幅度系数确定新的进给速度，其中新的进给速度＝切割相同面积的M面时的进给速度+调整幅度系数*2。
[0020]可选地，所述蓝宝石衬底加工方法还包括：对切割后的所述蓝宝石衬底进行研磨、抛光。
[0021]根据本专利技术的另一实施例，提供一种蓝宝石衬底，蓝宝石衬底采用本申请的蓝宝石衬底加工方法获得。
[0022]根据本专利技术的另一实施例，提供一种发光二极管的制备方法，包括以下步骤：
[0023]提供一生长衬底，所述生长衬底具有第一表面和第二表面，其中所述生长衬底为蓝宝石衬底，所述蓝宝石衬底由本申请所述的蓝宝石衬底加工方法获得；
[0024]在所述生长衬底的第一表面上生长外延层；
[0025]对具有所述外延层的所述蓝宝石衬底进行切割，得到若干个芯粒。
[0026]可选地，在所述生长衬底上生长外延层包括：
[0027]在所述生长衬底的第一表面之上生长第一半导体层；
[0028]在所述第一半导体层之上生长发光层；
[0029]在所述发光层之上生长第二半导体层；
[0030]其中，所述第一半导体层与所述第二半导体层的导电类型相反。
[0031]与现有技术相比，本专利技术的蓝宝石衬底及其加工方法及发光二极管的制备方法至少具备如下有益效果：
[0032]本专利技术的蓝宝石衬底加工方法通过蓝宝石晶棒标记的A面，将蓝宝石晶棒自垂直于A面的中心轴线A轴沿周向旋转90
°
，获得蓝宝石晶棒的M面，然后将M面粘贴固定至工作台上，沿垂直于M面的M轴方向切割蓝宝石晶棒，获得蓝宝石衬底。该方法沿M向切割蓝宝石晶棒，线切后能够获得几乎100％的同心圆面型的衬底，提高了衬底的面型一致性及均匀性，有利于后续外延层的生长。另外，在蓝宝石晶棒的切割过程中，利用M面的解理特性，优化调整参数，降低切割难度，降低了线网消耗，相比于现有技术线网消耗减少了近5％～20％，同时节省了加工时间，相比于现有技术能够节省近5％～20％的加工时间。
[0033]利用本专利技术上述方法获得的蓝宝石衬底进行外延生长能够获得均匀的外延层，有利于提高外延层质量，提高后续产品，例如发光二极管的成品良率。
附图说明
[0034]图1显示为为蓝宝石晶体的晶面结构示意图。
[0035]图2和图3显示为蓝宝石晶体的晶向和晶面示意图。
[0036]图4显示为蓝宝石晶棒中各个晶面在不同的磨盘转速下的材料去除率示意图。
[0037]图5显示为蓝宝石晶棒中R面在不同晶向上的分布示意图。
[0038]图6为本专利技术实施例一提供的蓝宝石衬底加工方法的流程示意图。
[0039]图7和图8显示为本专利技术实施例一提供的蓝宝石晶棒的示意图。
[0040]图9显示为将图8所示的蓝宝石晶棒固定至工作台的示意图。
[0041]图10显示为图9所示的蓝宝石晶棒切割获得的蓝宝石衬底。
[0042]图11显示为本专利技术实施例二提供的发光二极管制备方法的流程示意图。
[0043]图12显示为在蓝宝石衬底上生长外延层的结构示意图。
[0044]附图标记：
[0045]100
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
蓝宝石晶棒
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
403
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
切割道
[0046]101
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
缺口
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
500
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
外延层
[0047]200
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
工作台
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
501
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一半导体层
[0048]300
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
牺牲材料
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蓝宝石衬底加工方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一蓝宝石晶棒，对所述蓝宝石晶棒进行预处理，以标记所述蓝宝石晶棒的A面；将所述蓝宝石晶棒自垂直于所述A面的中心轴线A轴沿周向旋转90
°
以获得所述蓝宝石晶棒的M面，并沿所述M面固定所述蓝宝石晶棒；沿垂直于所述M面的M轴方向切割所述蓝宝石晶棒，以获得蓝宝石衬底。2.根据权利要求1所述的蓝宝石衬底加工方法，其特征在于，对所述蓝宝石晶棒进行预处理，还包括以下步骤：以垂直于所述蓝宝石晶棒的C面的C轴为准，旋转所述蓝宝石晶棒；确定所述蓝宝石晶棒的R向，并在所述蓝宝石晶棒上标识出所述R向；将所述蓝宝石晶棒沿所述R向固定，沿所述蓝宝石晶棒的圆周方向，在与所述R向间隔90
°
的位置处标记所述A面。3.根据权利要求1所述的蓝宝石衬底加工方法，其特征在于，沿垂直于所述M面的M轴方向切割所述蓝宝石晶棒还包括：计算所述C面上不同段位的所述蓝宝石晶棒的R面的面积占整段切断面积的面积占比；根据每一个段位上所述R面的面积占比，调整所述蓝宝石晶棒的切割参数。4.根据权利要求3所述的蓝宝石衬底加工方法，其特征在于，根据每一个段位上所述R面的面积，调整所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘增伟，张佳浩，李瑞评，曾柏翔，
申请(专利权)人：福建晶安光电有限公司，
类型：发明
国别省市：