基于PSS衬底外延片的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种基于PSS衬底外延片的处理方法，包括以下步骤：S1、将包含有PSS衬底的外延片在真空烤盘炉内进行烘烤，去除外延片表面的水氧与有机杂质；S2、通入氢气和氮气的混合气体进行烘烤，分解PSS衬底表面的GaN层；S3、烘烤结束后，使用浓硫酸和双氧水混合液清洗PSS衬底表面残留的颗粒。本发明专利技术解决了PSS衬底无法完整回收、再重新使用的问题，使用本发明专利技术可以完整地、不损失图形地还原PSS衬底，使该衬底重新投入外延使用，从而降低了生产成本，具备非常巨大的商业价值。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于PSS衬底外延片的处理方法，包括以下步骤：S1、将包含有PSS衬底的外延片在真空烤盘炉内进行烘烤，去除外延片表面的水氧与有机杂质；S2、通入氢气和氮气的混合气体进行烘烤，分解PSS衬底表面的GaN层；S3、烘烤结束后，使用浓硫酸和双氧水混合液清洗PSS衬底表面残留的颗粒。本专利技术解决了PSS衬底无法完整回收、再重新使用的问题，使用本专利技术可以完整地、不损失图形地还原PSS衬底，使该衬底重新投入外延使用，从而降低了生产成本，具备非常巨大的商业价值。【专利说明】基于PSS衬底外延片的处理方法
本专利技术涉及半导体发光器件
，特别是涉及一种基于PSS衬底外延片的处理方法。
技术介绍
在LED(Light Emitting Diode,发光二极管)及其他光电子器件的制造过程中，蓝宝石衬底的应用日益广泛，其通常分为平整蓝宝石衬底和PSS衬底(PatternSapphireSubstrate，图形化蓝宝石衬底)。其中，PSS衬底是在平整蓝宝石衬底上，加工出具有一定形状、且尺寸在微纳米量级的图形阵列而制成，它可以显著改善LED外延层的晶体质量，并且能在LED衬底面形成一种散射和反射效果来增加光的取出率，进而显著提高LED芯片的性能，因此，PSS衬底越来越广泛地应用于LED外延片的生长过程中。参图1所示，PSS衬底就是在蓝宝石衬底11上生长干法刻蚀用掩膜，用标准的光刻制程将掩膜刻出PSS图形12，利用ICP刻蚀技术刻蚀蓝宝石，并去掉掩膜，再在其上生长GaN材料，使GaN材料的纵向发展变为横向。一方面可以有效减少GaN外延材料的位元错密度，从而减小有源区的非辐射复合，提升内量子效率，减小反向漏电流，提高LED的寿命；另一方面有源区发出的光，经GaN和蓝宝石衬底接口多次散射，改变了全反射光的出射角，增加了倒装LED的光从蓝宝石衬底出射的几率，从而提高了光的提取效率。在外延过程中，由于工艺开发、机械故障、人为操作等因素，会产生不良品，而目前大多数外延公司针对这种不良品都只能直接报废处理，无法进一步生产，造成大量损失。现有的蓝宝石衬底回收方法通常通过物理的方法来研磨蓝宝石衬底上的外延层获得蓝宝石平片。采用现有的蓝宝石衬底回收方法来回收PSS衬底，无法还原其原有的图形化形貌，只能得到蓝宝石平片，用于重新制造PSS蓝宝石衬底的成本很高，且不能多次回收等，一般外延厂商也不具备这种回收的条件。因此，针对上述技术问题，有必要提供一种基于PSS衬底外延片的处理方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于PSS衬底外延片的处理方法。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供的技术方案如下:一种基于PSS衬底外延片的处理方法，所述方法包括以下步骤:S1、将包含有PSS衬底的外延片在真空烤盘炉内进行烘烤，去除外延片表面的水氧与有机杂质；S2、通入氢气和氮气的混合气体进行烘烤,分解PSS衬底表面的GaN层；S3、烘烤结束后，使用浓硫酸和双氧水混合液清洗PSS衬底表面残留的颗粒。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤SI中烘烤温度为260°C _280°C，烘烤时间为20min_60mino作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S2中氢气和氮气的体积比例为1:10-1:5。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S2具体包括:S21、提升真空烤盘炉内温度达到第一温度，通入氢气和氮气的混合气体进行烘烤，预分解PSS衬底表面的GaN层，所述第一温度大于或等于1050°C ；S22、提升真空烤盘炉内温度达到第二温度，通入氢气和氮气的混合气体进行烘烤，完全分解PSS衬底表面的GaN层,所述第二温度大于第一温度。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S21中第一温度为1050°C-120(TC，烘烤时间为 20min_60mino作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S22中第二温度为1300°C -1400°C，烘烤时间为 90min_180min。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S21具体为:提升真空烤盘炉内温度达到1150°C，通入氢气和氮气的混合气体进行烘烤30min,预分解PSS衬底表面的GaN层。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S22具体为:提升真空烤盘炉内温度达到1400°C，通入氢气和氮气的混合气体进行烘烤120min,完全分解PSS衬底表面的GaN层。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S3中浓硫酸和双氧水的体积比为3:1，清洗温度为90°C _100°C，清洗时间为10min-15min。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S3中浓硫酸和双氧水混合液清洗PSS衬底的清洗温度为90°C，清洗时间为IOmin。本专利技术具有以下有益效果:通过将外延片进行烘烤和清洗的方法对PSS衬底进行回收，解决了 PSS衬底无法完整回收、再重新使用的问题，使用本专利技术可以完整地、不损失图形地还原PSS衬底，使该衬底重新投入外延使用，从而降低了生产成本，具备非常巨大的商业价值。【专利附图】【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中PSS衬底的结构示意图；图2为本专利技术基于PSS衬底外延片的处理方法的工艺流程图；图3为本专利技术一【具体实施方式】中外延片的结构示意图；图4为本专利技术一【具体实施方式】中外延片烘烤后的PSS衬底结构示意图；图5为图4中PSS衬底清洗后的结构示意图；图6为本专利技术一【具体实施方式】基于PSS衬底外延片的处理方法中的温度控制曲线图。【具体实施方式】为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。参图2所示，本专利技术公开了一种基于PSS衬底外延片的处理方法，外延结束后，部分外延片报废，使用真空烤盘炉分解外延片上的GaN层，然后清洗烘烤后的PSS衬底表面，清洗后的PSS衬底可以重新使用。具体包括以下步骤:S1、将包含有PSS衬底的外延片在真空烤盘炉内进行烘烤，去除外延片表面的水氧与有机杂质。本步骤中烘烤温度为260°C _280°C，烘烤时间为20min-60min。S2、通入氢气和氮气的混合气体(体积比例为1:10-1:5)进行烘烤，分解PSS衬底表面的GaN层。该步骤具体包括:S21、提升真空烤盘炉内温度达到1050°C -1200°C，通入氢气和氮气的混合气体进行烘烤20min-60min,预分解PSS衬底表面的GaN层；S22、提升真空烤盘炉内温度达到1300°C -1400°C，通入氢气和氮气的混合气体进行烘烤90min-180min,完全分解PSS衬底表面的GaN层。S3、烘烤结束后，使用浓硫酸和双氧水混合液清洗PSS衬底表面残留的颗粒。浓硫酸和双氧水的体积比为3:1，清洗温度为90°C _100°C，清洗时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于PSS衬底外延片的处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、将包含有PSS衬底的外延片在真空烤盘炉内进行烘烤，去除外延片表面的水氧与有机杂质；S2、通入氢气和氮气的混合气体进行烘烤，分解PSS衬底表面的GaN层；S3、烘烤结束后，使用浓硫酸和双氧水混合液清洗PSS衬底表面残留的颗粒。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆昊宇，陈伟，刘慰华，
申请(专利权)人：聚灿光电科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：