废弃蓝宝石衬底的再生方法及蓝宝石衬底.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113782648A(43)申请公布日2021.12.10(21)申请号202111015732.4(22)申请日2021.08.31(71)申请人佛山市国星半导体技术有限公司地址528200广东省佛山市南海区狮山镇罗村朗沙广东新光源产业基地内光明大道18号(72)发明人李刚靳彩霞张文燕胡清富潘树林武杰(74)专利代理机构广州三环专利商标代理有限公司44202代理人胡枫李素兰(51)Int.Cl.H01L33/00(2010.01)H01L21/02(2006.01)H01L21/306(2006.01)权利要求书2页说明书6页(54)发明名称废弃蓝宝石衬底的再生方法及蓝宝石衬底(57)摘要本发明公开了一种废弃蓝宝石衬底的再生方法，其包括：将废弃蓝宝石衬底采用第一溶液清洗；在1100～1400℃下进行热处理；再用第一溶液清洗，最后用氧化性溶液清洗，即得到再生蓝宝石衬底。其中，热处理过程中维持混合气体气氛，所述混合气体为氢气、氮气、氯气或氯化氢中的至少两种的混合物；第一溶液选用碱溶液，或所述第一溶液选用磷酸和/或硫酸；氧化性溶液选用硫酸、硝酸、双氧水中的一种或多种的混合物。相应的，本发明还公开了一种蓝宝石衬底，其采用上述再生方法再生得到。实施本发明，可解决大尺寸废弃蓝宝石衬底的再生问题，同时本发明工序简单，再生效率高。CN113782648ACN113782648A权利要求书1/2页1.一种废弃蓝宝石衬底的再生方法，其特征在于，包括：(1)提供废弃蓝宝石衬底，所述废弃蓝宝石衬底上设有AlyInxGa1‑x‑y层和/或GaN层；(2)将所述废弃蓝宝石衬底采用第一溶液清洗；其中，清洗温度＜120℃；(3)将第一溶液清洗后的废弃蓝宝石衬底在1100～1400℃下进行热处理；热处理过程中维持混合气体气氛，所述混合气体为氢气、氮气、氯气或氯化氢中的至少两种的混合物；(4)将热处理后的废弃蓝宝石衬底采用第一溶液清洗；其中，清洗温度＜120℃；(5)将步骤(4)得到的废弃蓝宝石衬底采用氧化性溶液清洗，即得到再生蓝宝石衬底；其中，所述第一溶液选用碱溶液，或所述第一溶液选用磷酸和/或硫酸；所述氧化性溶液选用硫酸、硝酸、双氧水中的一种或多种的混合物。2.如权利要求1所述的废弃蓝宝石衬底的再生方法，其特征在于，步骤(3)中，所述混合气体为氢气和氮气的混合物；混合气体中氢气所占体积比为5～10％；热处理时间为6～10h。3.如权利要求1所述的废弃蓝宝石衬底的再生方法，其特征在于，步骤(2)中和步骤(4)中，所述第一溶液选用NaOH溶液和/或KOH溶液，其浓度为10～15wt％；清洗温度为30～50℃，清洗时间为100～150min。4.如权利要求1所述的废弃蓝宝石衬底的再生方法，其特征在于，步骤(2)和步骤(4)中，所述第一溶液选用磷酸和硫酸的混合物；其中，磷酸的质量浓度为80～90％，硫酸的质量浓度为90～98％；磷酸与硫酸的体积比为(1～2)：1；清洗温度为80～100℃，清洗时间为40～80min。5.如权利要求1所述的废弃蓝宝石衬底的再生方法，其特征在于，步骤(5)中，所述氧化性溶液为硫酸和双氧水的混合溶液；其中，硫酸的质量浓度为90～98％，双氧水的质量浓度为30～35％，硫酸与双氧水的体积比为(2～4)：1；清洗温度为100～120℃，清洗时间为20～40min。6.如权利要求1所述的废弃蓝宝石衬底的再生方法，其特征在于，步骤(3)中，将废弃蓝宝石衬底放置在高温炉中进行高温处理；相邻废弃蓝宝石衬底平行放置，且相邻废弃蓝宝石衬底之间的距离＞3cm。7.如权利要求1所述的废弃蓝宝石衬底的再生方法，其特征在于，步骤(4)包括：(4.1)将热处理后的废弃蓝宝石衬底采用第一溶液清洗；其中，清洗温度＜120℃；(4.2)将步骤(4.1)得到的废弃蓝宝石衬底在1100～1400℃下进行热处理；热处理过程中维持混合气体气氛，所述混合气体为氢气、氮气、氯气或氯化氢中的至少两种的混合物；(4.3)将步骤(4.2)得到的废弃蓝宝石衬底采用酸溶液清洗；其中，清洗温度为120～180℃，所述酸溶液为磷酸和/或硫酸。8.如权利要求7所述的废弃蓝宝石衬底的再生方法，其特征在于，所述废弃蓝宝石衬底上还设有AlN层。9.如权利要求7所述的废弃蓝宝石衬底的再生方法，其特征在于，步骤(4.3)中，所述酸溶液选用磷酸和硫酸的混合物；其中，磷酸的质量浓度为82～88％，硫酸的质量浓度为95～98％；磷酸与硫酸的体积比2CN113782648A权利要求书2/2页为(1～3)：1；清洗温度为140～180℃，清洗时间为60～90min。10.一种蓝宝石衬底，其特征在于，其由如权利要求1～9任一项所述的废弃蓝宝