CN103177972A - 蓝宝石衬底材料的退火工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种标准化的蓝宝石衬底材料的退火工艺。包括以下步骤：A将蓝宝石衬底材料放入电加热炉；B第一次升温：电加热炉升温至300℃~500℃，恒温10~60分钟；C第二次升温：电加热炉升温至700℃~900℃，恒温10~60分钟；D第三次升温：电加热炉升温至960℃~1550℃，恒温60~240分钟；E第一次降温：电加热炉降温至700℃~900℃，恒温10~60分钟；F第二次降温：电加热炉降温至300℃~500℃，恒温10~60分钟；G第三次降温：关闭电加热炉，使其自然冷却。采用本发明提供的技术方案，能生产出符合行业标准的蓝宝石衬底材料，且大幅提高成品率。

Description

蓝宝石衬底材料的退火工艺
技术领域
本发明涉及一种蓝宝石衬底材料的退火工艺。
背景技术
目前，国内的LED行业非常火爆，LED衬底材料一般有蓝宝石衬底、碳化硅衬底及硅衬底三种，其中蓝宝石衬底应用最广泛，因为其加工方法以及加工成本等与其他两种相比较都有不小的优势。因此蓝宝石衬底材料的加工是LED全产业链中非常重要的一环，成熟的生产技术显得尤为关键。但技术壁垒的存在加上市场的高度不成熟，形成了信息的蔽塞，使得业内缺乏蓝宝石衬底材料加工工艺尤其是退火环节的标准化工艺流程，导致业内蓝宝石衬底材料次品率高，生产效率偏低。
发明内容
本发明的目的是提供一种标准化的蓝宝石衬底材料的退火工艺，填补了行业空白。采用本退火工艺制造出得蓝宝石衬底材料，成品率高，各方面参数完全能够满足甚至优于行业标准。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种蓝宝石衬底材料的退火工艺，包括以下步骤：
    A将蓝宝石衬底材料放入电加热炉；
B第一次升温：电加热炉升温至300℃~500℃，恒温10~60分钟；
C第二次升温：电加热炉升温至700℃~900℃，恒温10~60分钟；
D第三次升温：电加热炉升温至960℃~1550℃，恒温60~240分钟；
E第一次降温：电加热炉降温至700℃~900℃，恒温10~60分钟；
F第二次降温：电加热炉降温至300℃~500℃，恒温10~60分钟；
G第三次降温：关闭电加热炉，使其自然冷却。
作为优选方案，
所述步骤A中蓝宝石衬底材料为需要进行单面加工的材料；
所述步骤D为，电加热炉升温至1200℃~1550℃，恒温60~240分钟。
作为一种改进，
所述步骤D为，电加热炉升温至1200℃~1450℃，恒温90~180分钟。
作为优选：
所述步骤A中蓝宝石衬底材料为需要进行双面加工的材料；
所述步骤D为，电加热炉升温至960℃~1200℃，恒温60~240分钟。
作为一种改进方案：
所述步骤A中蓝宝石衬底材料为需要进行双面加工的材料；
所述步骤D为，电加热炉升温至1020℃~1180℃，恒温90~180分钟。
作为优选：
所述步骤B、C、D中，升温速率为每5分钟升高1℃。
作为优选:
所述步骤E、F、G中，降温速率为每5分钟降低1℃。
作为一种改进：
步骤A中所述蓝宝石衬底材料在电加热炉中竖放并加以固定。
作为另一改进方案，
在退火步骤之前还包括以下步骤：
A1用酸性清洗液对蓝宝石衬底材料进行清洗；
A2对蓝宝石衬底材料进行脱水、烘干。
通过本发明提供的技术方案，蓝宝石衬底材料经退火后可以完全解决晶片在加工中出现的弯曲与翘曲，达到翘曲度warp≤8μm，弯曲度bow≤8μm，完全符合行业标准，且成品率很高，达到98%以上，大幅提高了生产效率。
具体实施方法
下面将结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详述。
第一实施例：
首先，将需要双面加工的蓝宝石衬底材料洗净烘干后放入电加热炉；
第一次升温：电加热炉升温至300℃，恒温10分钟；
第二次升温：电加热炉升温至700℃，恒温10分钟；
第三次升温：电加热炉升温至960℃，恒温240分钟；
第一次降温：电加热炉降温至700℃，恒温10分钟；
第二次降温：电加热炉降温至300℃，恒温10分钟；
第三次降温：关闭电加热炉，使其自然冷却。
本实施例中，经过退火的蓝宝石衬底材料总厚度偏差TTV=2.92μm，翘曲度warp=4.63μm，弯曲度bow=4.82μm，成品率≥98％。
第二实施例：
首先，将需要双面加工的蓝宝石衬底材料用酸性清洗液洗净烘干后放入电加热炉；
第一次升温：电加热炉升温至400℃，恒温30分钟；
第二次升温：电加热炉升温至800℃，恒温30分钟；
第三次升温：电加热炉升温至1080℃，恒温180分钟；
第一次降温：电加热炉降温至800℃，恒温30分钟；
第二次降温：电加热炉降温至400℃，恒温30分钟；
第三次降温：关闭电加热炉，使其自然冷却。
本实施例中，经过退火的蓝宝石衬底材料总厚度偏差TTV=2.71μm，翘曲度warp=3.24μm，弯曲度bow=3.12μm，成品率≥98％。
第三实施例：
首先，将需要双面加工的蓝宝石衬底材料用酸性清洗液洗净烘干后放入电加热炉；
第一次升温：电加热炉升温至400℃，恒温20分钟；
第二次升温：电加热炉升温至800℃，恒温20分钟；
第三次升温：电加热炉升温至1120℃，恒温120分钟；
第一次降温：电加热炉降温至400℃，恒温20分钟；
第二次降温：电加热炉降温至400℃，恒温20分钟；
第三次降温：关闭电加热炉，使其自然冷却。
其中，升温速率为每5分钟升高1℃，降温速率为每5分钟降低1℃。
本实施例中，经过退火的蓝宝石衬底材料总厚度偏差TTV=2.64μm，翘曲度warp=3.23μm，弯曲度bow=4.12μm，成品率≥98％。
第四实施例：
首先，将需要双面加工的蓝宝石衬底材料用酸性清洗液洗净烘干后放入电加热炉；
第一次升温：电加热炉升温至500℃，恒温60分钟；
第二次升温：电加热炉升温至900℃，恒温60分钟；
第三次升温：电加热炉升温至1200℃，恒温60分钟；
第一次降温：电加热炉降温至900℃，恒温60分钟；
第二次降温：电加热炉降温至500℃，恒温60分钟；
第三次降温：关闭电加热炉，使其自然冷却。
其中，升温速率为每5分钟升高1℃，降温速率为每5分钟降低1℃。
本实施例中，经过退火的蓝宝石衬底材料总厚度偏差TTV=1.97μm，翘曲度warp=4.88μm，弯曲度bow=4.93μm，成品率≥98％。
第五实施例：
首先，将需要单面加工的蓝宝石衬底材料洗净烘干后放入电加热炉；
第一次升温：电加热炉升温至300℃，恒温10分钟；
第二次升温：电加热炉升温至700℃，恒温10分钟；
第三次升温：电加热炉升温至1200℃，恒温240分钟；
第一次降温：电加热炉降温至700℃，恒温10分钟；
第二次降温：电加热炉降温至300℃，恒温10分钟；
第三次降温：关闭电加热炉，使其自然冷却。
本实施例中，经过退火的蓝宝石衬底材料总厚度偏差TTV=2.83μm，翘曲度warp=5.61μm，弯曲度bow=7.74μm，成品率≥98％。
第六实施例：
首先，将需要单面加工的蓝宝石衬底材料用酸性清洗液洗净烘干后放入电加热炉；
第一次升温：电加热炉升温至400℃，恒温30分钟；
第二次升温：电加热炉升温至800℃，恒温30分钟；
第三次升温：电加热炉升温至1280℃，恒温180分钟；
第一次降温：电加热炉降温至800℃，恒温30分钟；
第二次降温：电加热炉降温至400℃，恒温30分钟；
第三次降温：关闭电加热炉，使其自然冷却。
本实施例中，经过退火的蓝宝石衬底材料总厚度偏差TTV=1.69μm，翘曲度warp=5.17μm，弯曲度bow=6.08μm，成品率≥98％。
第七实施例：
首先，将需要单面加工的蓝宝石衬底材料洗净烘干后放入电加热炉；
第一次升温：电加热炉升温至400℃，恒温20分钟；
第二次升温：电加热炉升温至800℃，恒温20分钟；
第三次升温：电加热炉升温至1380℃，恒温120分钟；
第一次降温：电加热炉降温至800℃，恒温20分钟；
第二次降温：电加热炉降温至400℃，恒温20分钟；
第三次降温：关闭电加热炉，使其自然冷却。
其中，升温速率为每5分钟升高1℃，降温速率为每5分钟降低1℃。
本实施例中，经过退火的蓝宝石衬底材料总厚度偏差TTV=1.73μm，翘曲度warp=2.22μm，弯曲度bow=3.10μm，成品率≥98％。
第八实施例：
首先，将需要单面加工的蓝宝石衬底材料洗净烘干后放入电加热炉；
第一次升温：电加热炉升温至500℃，恒温60分钟；
第二次升温：电加热炉升温至900℃，恒温60分钟；
第三次升温：电加热炉升温至1550℃，恒温60分钟；
第一次降温：电加热炉降温至900℃，恒温60分钟；
第二次降温：电加热炉降温至500℃，恒温60分钟；
第三次降温：关闭电加热炉，使其自然冷却。
其中，升温速率为每5分钟升高1℃，降温速率为每5分钟降低1℃。
本实施例中，经过退火的蓝宝石衬底材料总厚度偏差TTV=1.92μm，翘曲度warp=3.96μm，弯曲度bow=3.87μm，成品率≥98％。
为了进一步保证成品率，在上述实施例中，蓝宝石在电加热炉中优选竖放并加以固定。
由上述实施例可知，蓝宝石衬底材料采用本发明提供的退火工艺退火后加工晶片可以达到总厚度偏差TTV≤5μm，翘曲度warp≤8μm，弯曲度bow≤8μm，且成品率达到98％以上，完全符合行业标准。

Claims (9)

1.一种蓝宝石衬底材料的退火工艺，包括以下步骤：
    A将蓝宝石衬底材料放入电加热炉；
B第一次升温：电加热炉升温至300℃~500℃，恒温10~60分钟；
C第二次升温：电加热炉升温至700℃~900℃，恒温10~60分钟；
D第三次升温：电加热炉升温至960℃~1550℃，恒温60~240分钟；
E第一次降温：电加热炉降温至700℃~900℃，恒温10~60分钟；
F第二次降温：电加热炉降温至300℃~500℃，恒温10~60分钟；
G第三次降温：关闭电加热炉，使其自然冷却。
2.根据权利要求1所述的蓝宝石衬底材料的退火工艺，其特征在于：
所述步骤A中蓝宝石衬底材料为需要进行单面加工的材料；
所述步骤D为，电加热炉升温至1200℃~1550℃，恒温60~240分钟。
3.根据权利要求2所述的蓝宝石衬底材料的退火工艺，其特征在于：
所述步骤D为，电加热炉升温至1200℃~1450℃，恒温90~180分钟。
4.根据权利要求1中任意一项所述的蓝宝石衬底材料的退火工艺，其特征在于：
所述步骤A中蓝宝石衬底材料为需要进行双面加工的材料；
所述步骤D为，电加热炉升温至960℃~1200℃，恒温60~240分钟。
5.根据权利要求4中任意一项所述的蓝宝石衬底材料的退火工艺，其特征在于：
所述步骤A中蓝宝石衬底材料为需要进行双面加工的材料；
所述步骤D为，电加热炉升温至1020℃~1180℃，恒温90~180分钟。
6.根据权利要求1~5中任意一项所述的蓝宝石衬底材料的退火工艺，其特征在于:所述步骤B、C、D中，升温速率为每5分钟升高1℃。
7.根据权利要求1~5中任意一项所述的蓝宝石衬底材料的退火工艺，其特征在于:所述步骤E、F、G中，降温速率为每5分钟降低1℃。
8.根据权利要求1~5所述的蓝宝石衬底材料的退火工艺，其特征在于:所述步骤A中所述蓝宝石衬底材料在电加热炉中竖放并加以固定。
9.根据权利要求1~5中任意一项所述的蓝宝石衬底材料的退火工艺，其特征在于在退火步骤之前还包括以下步骤：
A1用酸性清洗液对蓝宝石衬底材料进行清洗；
A2对蓝宝石衬底材料进行脱水、烘干。
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