一種a面藍(lán)寶石的刻蝕方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種a面藍(lán)寶石的刻蝕方法。
【背景技術(shù)】
[0002]藍(lán)寶石的主要成分是Al2O3,俗稱剛玉，硬度僅次于金剛石，屬于三方晶系，六方結(jié)構(gòu)。目前是LED產(chǎn)業(yè)上游芯片生產(chǎn)所選襯底的主要材料。藍(lán)寶石對(duì)于GaN芯片的藍(lán)光有很好的透過性，有很高的機(jī)械強(qiáng)度，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐高溫下多種酸的侵蝕，有很好的抗熱沖擊能力，有很高的硬度、抗輻射能力和介電常數(shù)。
[0003]藍(lán)寶石的以上特點(diǎn)決定了它在能在很多行業(yè)得到很多的應(yīng)用。但是由于它在LED行業(yè)應(yīng)用中，與GaN芯片生長(zhǎng)時(shí)還存在晶格失配，所以人們也不斷的尋找減少他們之間的晶格失配的方法，現(xiàn)在用得最多是機(jī)械刻蝕法，一方面，由于藍(lán)寶石的高硬度特性，也給機(jī)械刻蝕帶來了不便，另一方面，刻蝕藍(lán)寶石的目的之一是減少晶界缺陷，而機(jī)械刻蝕方法則是漫無目的的，相反，化學(xué)濕法刻蝕則是目的性非常強(qiáng)。
[0004]目前，藍(lán)寶石的刻蝕主要采用機(jī)械刻蝕法，但該方法存在對(duì)設(shè)備強(qiáng)度要求大、對(duì)晶界刻蝕無目的性等技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的為了解決上述藍(lán)寶石的刻蝕過程中對(duì)設(shè)備強(qiáng)度要求大、對(duì)晶界刻蝕無目的性等技術(shù)問題而提供一種a面藍(lán)寶石的刻蝕方法，該刻蝕方法具有無需高強(qiáng)度精準(zhǔn)設(shè)備和對(duì)晶界刻蝕目的性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案
一種a面藍(lán)寶石的刻蝕方法，具體包括如下步驟:
(1)、按體積比計(jì)算，濃硫酸:濃磷酸為3:1的比例，將濃硫酸和濃磷酸混合后，所得的混合酸加熱到溫度160°C后，將a面藍(lán)寶石放入其中，保持溫度為160°C持續(xù)20min，然后自然冷卻，將混合酸倒出來，最后取出a面藍(lán)寶石，首先經(jīng)過酒精的清洗，然后控制300C，40KHZ的條件下進(jìn)行超聲清洗，最后吹干，即得經(jīng)酸處理后的a面藍(lán)寶石；
所述濃硫酸，其質(zhì)量百分比濃度為95-98%，所述濃磷酸為質(zhì)量百分比濃度為85%的磷酸水溶液；
(2)、將片狀固體NaOH放入到容器中加熱至溫度為325-340°C至其全部融化澄清，將步驟(I)所得的經(jīng)酸處理后的a面藍(lán)寶石放入其中，保持溫度為325-340°C持續(xù)lOmin，此時(shí)不能讓容器自然冷卻，因?yàn)镹aOH會(huì)迅速凝固，導(dǎo)致a面藍(lán)寶石無法取出來；
上述保持溫度為325-340°C持續(xù)1min后，直接用鑷子立刻取出a面藍(lán)寶石或?qū)⑷萜髦械腘aOH迅速倒出來后將a面藍(lán)寶石取出，取出的a面藍(lán)寶石首先經(jīng)過酒精清洗，然后進(jìn)行超聲清洗，最后吹干，即完成了 a面藍(lán)寶石的刻蝕。
[0007]上述a面藍(lán)寶石的刻蝕方法，同樣適用于r面藍(lán)寶石的化學(xué)濕法刻蝕。
[0008]本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的一種a面藍(lán)寶石的刻蝕方法，由于采用了非機(jī)械刻蝕的化學(xué)濕法刻蝕技術(shù)對(duì)a面藍(lán)寶石進(jìn)行刻蝕，在刻蝕后的SEM掃描圖像中，可以觀察到對(duì)a面藍(lán)寶石晶界的刻蝕上效果尤為突出，絕大部分晶界均被刻蝕掉。
[0009]進(jìn)一步，經(jīng)本發(fā)明的a面藍(lán)寶石的刻蝕方法所得的a面藍(lán)寶石的刻蝕效果均勻性好，品質(zhì)良好，良率高。
【附圖說明】
[0010]圖1、經(jīng)實(shí)施例1的刻蝕方法所得的a面藍(lán)寶石表面的SEM圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面通過具體實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步闡述，但并不限制本發(fā)明。
[0012]實(shí)施例1
一種a面藍(lán)寶石的刻蝕方法，具體包括如下步驟:
(1)、按體積比計(jì)算，濃硫酸:濃磷酸為3:1的比例，將30ml濃硫酸和1ml濃磷酸混合后倒入燒杯中，將燒杯放在加熱板的中央進(jìn)行加熱，待加熱溫度達(dá)到160°C后，將a面藍(lán)寶石放入裝有混合酸的燒杯中，保持160°C持續(xù)20min，然后自然冷卻，將混合酸倒出來，最后取出a面藍(lán)寶石，首先經(jīng)過酒精的清洗，然后控制30°C，40KHZ的條件下進(jìn)行超聲清洗，最后吹干，即得經(jīng)酸處理后的a面藍(lán)寶石；
所述濃硫酸，其質(zhì)量百分比濃度為95-98%，所述濃磷酸為質(zhì)量百分比濃度為85%的磷酸水溶液；
(2)、將20g片狀固體NaOH裝進(jìn)燒杯中，放在加熱板上加熱至溫度為325_340°C，可以看到片狀固體NaOH全部融化澄清，得到氫氧化鈉液體，將步驟(I)所得的經(jīng)酸處理后的a面藍(lán)寶石放入氫氧化鈉液體中，保持溫度為325-340°C持續(xù)lOmin，此時(shí)不能讓燒杯自然冷卻，因?yàn)镹aOH會(huì)迅速凝固，導(dǎo)致a面藍(lán)寶石無法取出來；
上述保持溫度為325-340°C持續(xù)1min后，直接用鑷子立刻取出a面藍(lán)寶石或?qū)械腘aOH迅速倒出來后將a面藍(lán)寶石取出，取出的a面藍(lán)寶石首先經(jīng)過酒精清洗，然后進(jìn)行超聲清洗，最后吹干，即完成了 a面藍(lán)寶石的刻蝕。
[0013]采用飛鈉電鏡P1儀器對(duì)上述經(jīng)刻蝕后所得的a面藍(lán)寶石的表面進(jìn)行掃描，所得的掃描電鏡圖如圖1所示，從圖1中可以看出a面藍(lán)寶石表面已經(jīng)被刻蝕了，而且很均勻，由此表明了該化學(xué)濕法刻蝕對(duì)a面藍(lán)寶石刻蝕是非常有效的。
[0014]以上所述僅是本發(fā)明的實(shí)施方式的舉例，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種a面藍(lán)寶石的刻蝕方法，其特征在于具體包括如下步驟: (1)、按體積比計(jì)算，濃硫酸:濃磷酸為3:1的比例，將濃硫酸和濃磷酸混合后，所得的混合酸加熱到溫度160°C后，將a面藍(lán)寶石放入其中，保持溫度為160°C持續(xù)20min，然后自然冷卻，將混合酸倒出來，最后取出a面藍(lán)寶石，首先經(jīng)過酒精的清洗，然后控制300C，40KHZ的條件進(jìn)行超聲清洗，最后吹干，即得經(jīng)酸處理后的a面藍(lán)寶石； 所述濃硫酸的質(zhì)量百分比濃度為95-98%，所述濃磷酸為質(zhì)量百分比濃度為85%的磷酸水溶液； (2)、將片狀固體NaOH放入到容器中加熱至溫度為325-340°C至其全部融化澄清，將步驟(I)所得的經(jīng)酸處理后的a面藍(lán)寶石放入其中，保持溫度為325-340°C持續(xù)1min后，直接用鑷子立刻取出a面藍(lán)寶石或?qū)⑷萜髦械腘aOH迅速倒出來后將a面藍(lán)寶石取出，取出的a面藍(lán)寶石首先經(jīng)過酒精的清洗，然后進(jìn)行超聲清洗，最后吹干，即完成了 a面藍(lán)寶石的刻蝕。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種a面藍(lán)寶石的刻蝕方法，即首先將a面藍(lán)寶石在加熱到溫度160℃的由濃硫酸和濃磷酸組成的混合酸中保持20min，然后自然冷卻，將混合酸倒出來，最后取出a面藍(lán)寶石依次經(jīng)酒精清洗、超聲清洗、吹干，即得經(jīng)酸處理后的a面藍(lán)寶石；將片狀固體NaOH加熱至溫度為325-340℃至其全部融化澄清，將所得的經(jīng)酸處理后的a面藍(lán)寶石放入其中，保持溫度為325-340℃持續(xù)10min后，直接用鑷子立刻取出a面藍(lán)寶石或?qū)械腘aOH迅速倒出來后將a面藍(lán)寶石取出，再依次經(jīng)酒精清洗、超聲清洗、吹干，即完成了a面藍(lán)寶石的刻蝕。該刻蝕方法所得a面藍(lán)寶石品質(zhì)優(yōu)良。
【IPC分類】H01L21-02
【公開號(hào)】CN104658887
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510013617
【發(fā)明人】鄒軍, 房永征, 李龍, 孫孿鴻, 張燦云
【申請(qǐng)人】上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2015年1月12日