一种衬底片无氧退火炉、退火方法以及衬底片技术

本发明专利技术提供一种衬底片无氧退火炉、退火方法以及衬底片，衬底片无氧退火炉包括底座和架设于底座上的真空罐，通过在真空罐中开设水道夹层，利用远离底座开设的进水管口和靠近底座开设的出水管口，在水泵的驱动下分别用于导入冷却水和导出冷却水，以将水道夹层中的冷却水循环，在真空罐中还固设有内炉箱，内炉箱内安设有若干加热棒，通过加热棒可控制内炉箱内温度，另外，在内炉箱的侧壁分别穿设有一氧化碳气体充气管和氮气充气管，一氧化碳气体通过充气管进入内炉箱中，通过一氧化碳气体的通入可以使衬底片在退火工艺中处于无氧环境，解决了在有氧环境中退火导致衬底片品质下降的问题。在有氧环境中退火导致衬底片品质下降的问题。在有氧环境中退火导致衬底片品质下降的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种衬底片无氧退火炉、退火方法以及衬底片


[0001]本专利技术涉及衬底片加工的
，特别涉及一种衬底片无氧退火炉、退火方法以及衬底片。

技术介绍

[0002]蓝宝石衬底片是加工蓝光二极管的重要材料，在半导体领域具有举足轻重的地位。通常，GaN基材料和器件的外延层主要生长在蓝宝石衬底上，蓝宝石衬底的生产技术成熟、器件质量较好，加上蓝宝石的稳定性很好，能够运用在高温生长过程中，蓝宝石的机械强度高，易于处理和清洗。因此，大多数工艺一般都以蓝宝石作为衬底材料。
[0003]在显示及电子器件中，蓝宝石衬底厚度仅有几百微米，在蓝宝石衬底的切割、双面研磨过程中，尽管部分的加工应力会在下一道加工工序释放，但是这种应力释放是无序释放，同时未释放的加工应力会在晶片表面集聚，影响蓝宝石晶片的翘曲程度，严重的内应力会在后道加工过程产生破裂片和崩边，影响整个加工循环的晶片质量，蓝宝石衬底晶片加工过程中，研磨作业后需要进行退火处理，退火前需对衬底进行清洗，将清洗干净后的衬底放入退火炉中进行高温退火，以去除加工过程中所残余的应力，并消除残余应力所引起的衬底片形变。
[0004]目前行业内传统的退火方式均为有氧退火方式，有很多缺点：
[0005]1、因为退火过程中，需逐步升温至1450
‑
1550℃，然后通过自然降温到室温后取出衬底片，这段降温时间非常长，尤其是从800
‑
1000℃降低到100℃这段降温非常缓慢，严重影响设备产出效率，需要更多的设备来增加产能，设备利用率低下，设备投入成本上升；
[0006]2、因为退火过程中，衬底片接触到氧气，会将研磨后未完全清洗干净，残留在表面的微尘，形成高温氧化过程，烧结在衬底片表面，影响衬底片透光率，严重的会产生明显的颜色发暗，表面污点等情况，造成衬底片品质下降，产品损失，制造成本上升的问题。

技术实现思路

[0007]基于此，本专利技术的目的是提供一种衬底片无氧退火炉、退火方法以及衬底片，以解决现有技术中，退火工艺耗时长，且在有氧环境中退火导致衬底片品质下降的问题。
[0008]根据本专利技术实施例提供的一种衬底片无氧退火炉，其特征在于，包括底座和架设于所述底座上的真空罐，所述真空罐包括真空罐本体、与所述真空罐本体活动连接的外炉门、以及分别开设于所述真空罐本体和所述外炉门中的水道夹层，所述真空罐还包括远离所述底座开设的进水管口和靠近所述底座开设的出水管口，所述进水管口和所述出水管口在水泵的驱动下分别用于导入冷却水和导出所述冷却水，以将所述水道夹层中的所述冷却水循环，所述真空罐本体内固设有内炉箱，所述内炉箱用于堆砌叠放有衬底片的匣铂，所述内炉箱内安设有若干加热棒，所述内炉箱的侧壁分别穿设有充气管和温度传感器，所述充气管包括一氧化碳气体充气管和氮气充气管，所述一氧化碳气体充气管和所述氮气充气管用于分别与所述真空罐本体上开设的对应的充气口连接，以实现一氧化碳气体和氮气充入
所述内炉箱中。
[0009]进一步的，所述内炉箱包括内炉箱本体、与所述内炉箱本体活动连接的内炉门、以及由所述内炉箱本体和所述内炉门分别向外延伸出的支撑部，所述真空罐本体朝远离所述底座的方向延伸出内炉箱支架，所述内炉箱支架用于将所述支撑部与所述真空罐本体连接。
[0010]进一步的，所述加热棒穿设于所述内炉箱本体远离所述底座的一侧，且所述加热棒远离所述底座的一端固设有陶瓷块，所述陶瓷块用于限制所述加热棒在竖直方向上的移动。
[0011]进一步的，所述真空罐本体远离所述外炉门的一侧穿设有陶瓷环接线过渡杆，所述加热棒远离所述底座的一端连接有导线，所述导线将若干所述加热棒串联，并与所述陶瓷环接线过渡杆的一端电性连接，所述陶瓷环接线过渡杆的另一端通过电源线与电气控制模块电性连接。
[0012]进一步的，所述内炉箱的材料为氧化铝，所述支撑部的材料为不锈钢，所述加热棒的材料为硅钼。
[0013]进一步的，所述支撑部上开设有避让孔和散热孔。
[0014]进一步的，所述真空罐还开设有真空气孔，通过真空气管将所述真空气孔与压缩机连接，所述压缩机在压缩电机的驱动下，将所述真空罐内的空气通过所述真空气管抽出。
[0015]进一步的，所述真空罐本体中设置有隔挡板，以将所述水道夹层按预设区域分隔。
[0016]本专利技术实施例的另一方面提供了一种衬底片退火方法，所述方法包括：
[0017]将清洗后的衬底片按平边定位方向朝下码放在匣铂内，并将装有所述衬底片的若干所述匣铂放入内炉箱内，其中，所述匣铂之间按预设间隙摆放；
[0018]在依次关闭内炉门和外炉门后，控制所述内炉箱加热棒升温，并根据温度传感器实时监测所述内炉箱内的温度，控制执行抽真空处理，以及一氧化碳气体和氮气的通断。
[0019]本专利技术实施例的另一方面提供了一种衬底片，其特征在于，由上述任一一项所述的衬底片无氧退火炉制备得到。
[0020]与现有技术相比：该衬底片无氧退火炉包括底座和架设于底座上的真空罐，通过在真空罐中开设水道夹层，利用远离底座开设的进水管口和靠近底座开设的出水管口，在水泵的驱动下分别用于导入冷却水和导出冷却水，以将水道夹层中的冷却水循环，达到使真空罐内迅速降温的目的，其中，在真空罐中还固设有内炉箱，内炉箱内安设有若干加热棒，通过加热棒可控制内炉箱内温度，另外，在内炉箱的侧壁分别穿设有一氧化碳气体充气管和氮气充气管，一氧化碳气体充气管和氮气充气管用于分别与真空罐本体上开设的对应的充气口连接，以实现一氧化碳气体和氮气充入内炉箱中，氮气的通入可以清洁内炉箱内部，而一氧化碳气体的通入可以使衬底片在退火工艺中处于无氧环境，解决了在有氧环境中退火导致衬底片品质下降的问题。
附图说明
[0021]图1为本专利技术第一实施例中的衬底片无氧退火炉的某一视角的结构示意图；
[0022]图2为本专利技术第一实施例中的衬底片无氧退火炉的某一视角的结构示意图；
[0023]图3为本专利技术第一实施例中的内炉箱的某一视角的结构示意图；
[0024]图4为本专利技术第二实施例中的一种衬底片退火方法的流程图。
[0025]以下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。
具体实施方式
[0026]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的若干实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。
[0027]需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0028]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种衬底片无氧退火炉，其特征在于，包括底座和架设于所述底座上的真空罐，所述真空罐包括真空罐本体、与所述真空罐本体活动连接的外炉门、以及分别开设于所述真空罐本体和所述外炉门中的水道夹层，所述真空罐还包括远离所述底座开设的进水管口和靠近所述底座开设的出水管口，所述进水管口和所述出水管口在水泵的驱动下分别用于导入冷却水和导出所述冷却水，以将所述水道夹层中的所述冷却水循环，所述真空罐本体内固设有内炉箱，所述内炉箱用于堆砌叠放有衬底片的匣铂，所述内炉箱内安设有若干加热棒，所述内炉箱的侧壁分别穿设有充气管和温度传感器，所述充气管包括一氧化碳气体充气管和氮气充气管，所述一氧化碳气体充气管和所述氮气充气管用于分别与所述真空罐本体上开设的对应的充气口连接，以实现一氧化碳气体和氮气充入所述内炉箱中。2.根据权利要求1中所述的衬底片无氧退火炉，其特征在于，所述内炉箱包括内炉箱本体、与所述内炉箱本体活动连接的内炉门、以及由所述内炉箱本体和所述内炉门分别向外延伸出的支撑部，所述真空罐本体朝远离所述底座的方向延伸出内炉箱支架，所述内炉箱支架用于将所述支撑部与所述真空罐本体连接。3.根据权利要求2中所述的衬底片无氧退火炉，其特征在于，所述加热棒穿设于所述内炉箱本体远离所述底座的一侧，且所述加热棒远离所述底座的一端固设有陶瓷块，所述陶瓷块用于限制所述加热棒在竖直方向上的移动。4.根据权利要求3中所述的衬底片无氧退火炉，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔思远，赵元亚，宋海涛，金从龙，
申请(专利权)人：江西兆驰半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：