專利名稱：一種GaN基外延片襯底的回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種GaN基外延片襯底的回收方法。
背景技術(shù)：
隨著發(fā)光二極管、光探測器等光電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，基于三氧化二鋁或碳化硅等襯底的GaN基外延片的產(chǎn)能得到了空前的提高。在生長GaN基外延片時，部分外延片的外觀或者光電參數(shù)無法滿足后續(xù)生產(chǎn)要求，需要對其進(jìn)行報(bào)廢或者降級處理。由于襯底材料在外延片的成本中占了相當(dāng)大的比重，因此業(yè)界正在興起對報(bào)廢的外延片的襯底進(jìn)行回收。傳統(tǒng)的GaN基外延片襯底回收方法一般包括干法刻蝕法和濕法腐蝕法。干法刻蝕方法一般使用能與GaN反應(yīng)的強(qiáng)氧化氣體氯氣，在一定的壓強(qiáng)、氣體流量和等離子體環(huán)境下，對GaN進(jìn)行物理化學(xué)性刻蝕。濕法腐蝕方法一般采用熱的堿溶液對GaN進(jìn)行腐蝕。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題:現(xiàn)有技術(shù)中采用干法刻蝕法回收GaN基外延片的襯底時，由于有等離子體偏壓作用，會對外延片的襯底形成一定的損傷；采用濕法腐蝕方法回收GaN基外延片的襯底時，由于外延片的GaN比較穩(wěn)定，濕法腐蝕很難獲得高的腐蝕速率，使得去除GaN而回收襯底的產(chǎn)能很難提聞。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種GaN基外延片襯底回收方法。所述技術(shù)方案如下:本發(fā)明實(shí)施例提供了一種GaN基外延片襯底的回收方法，所述方法包括:將GaN基外延片放入真空的反應(yīng)腔內(nèi)；向所述反應(yīng)腔內(nèi)通入還原氣體和催化氣體，以使所述GaN基外延片的GaN在真空下發(fā)生還原反應(yīng)。具體地，所述還原氣體為氫氣。具體地，所述催化氣體為氯化氫氣體。具體地，所述還原反應(yīng)的反應(yīng)溫度為900°C 1100°C。優(yōu)選地，在向所述反應(yīng)腔內(nèi)通入還原氣體和催化氣體，以使所述GaN基外延片的GaN在真空下發(fā)生還原反應(yīng)時，所述方法還包括:采用真空泵將所述反應(yīng)腔內(nèi)的氣體泵出。優(yōu)選地，所述方法還包括:收集所述真空泵泵出的氣體。本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:通過將GaN基外延片放入真空的反應(yīng)腔內(nèi)，向反應(yīng)腔內(nèi)通入還原氣體和催化氣體，以使GaN基外延片的GaN發(fā)生還原反應(yīng)，將GaN基外延片的GaN還原成單質(zhì)鎵和氨氣，從而與襯底分離。該方法在高溫環(huán)境下對襯底材料無物理和化學(xué)性損傷，保持了襯底的完整性，且該方法原理簡單，過程可控，可以使GaN的分解速率較高，從而提高了襯底回收的速度。


為了 更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種GaN基外延片襯底的回收方法流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。實(shí)施例本發(fā)明實(shí)施例提供了一種GaN基外延片襯底的回收方法，參見圖1，該方法包括:步驟101:將GaN基外延片放入真空的反應(yīng)腔內(nèi)。具體地，GaN基外延片一般包括襯底、以及依次層疊在襯底上的η型GaN層、多量子講層和P型GaN層。具體地，襯底可以為三氧化二鋁襯底或者是碳化硅襯底。步驟102:向反應(yīng)腔內(nèi)通入還原氣體和催化氣體，以使GaN基外延片的GaN在真空下發(fā)生還原反應(yīng)。具體地，在本實(shí)施例中，還原氣體可以為氫氣。具體地，在本實(shí)施例中，催化氣體可以為氯化氫氣體。具體地，還原反應(yīng)的反應(yīng)溫度為900°C 1100°C。具體地，向反應(yīng)腔內(nèi)通入氯化氫氣體和氫氣時，根據(jù)下列的還原反應(yīng)，GaN基外延片的GaN在氯化氫氣體和氫氣的作用下，在900°C 1100°C的高溫下，會分解為單質(zhì)鎵和氨氣:GaN+HCl f +H2 f ^ NH3 +GaCl (I)2GaCl+H2 — 2HCl+2Ga(2)上述反應(yīng)方程式(I)和(2)可以簡化為下式的反應(yīng)式(3):2GaN+3H2 — 2ΝΗ3 +2Ga(3)具體地，在上述 反應(yīng)中，氯化氫氣體為催化氣體。且反應(yīng)生成的單質(zhì)鎵以固體的形式脫離外延片而沉積于反應(yīng)腔內(nèi)，從而便于被回收利用。通過采用氫氣將GaN還原成單質(zhì)鎵和氨氣，生成的單質(zhì)鎵和氨氣會脫離襯底，從而得到完好的襯底。優(yōu)選地，在向反應(yīng)腔內(nèi)通入還原氣體和催化氣體，以使GaN基外延片的GaN在真空下發(fā)生還原反應(yīng)時，該方法還包括:采用真空泵將反應(yīng)腔內(nèi)的氣體泵出。通過設(shè)置真空泵，可以將反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣泵出。
進(jìn)一步地，該方法還包括:收集真空泵泵出的氣體。具體地，可以收集被真空泵泵出的氨氣，對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行回收利用。具體地，本實(shí)施例提供襯底回收方法在實(shí)際運(yùn)用中，可以通過優(yōu)化反應(yīng)腔的真空度和/或通入氣體的流量等工藝參數(shù)來提高GaN基外延片的GaN的分解速率，從而提高襯底的回收速度。本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:通過將GaN基外延片放入真空的反應(yīng)腔內(nèi)，向反應(yīng)腔內(nèi)通入還原氣體和催化氣體，以使GaN基外延片的GaN發(fā)生還原反應(yīng)，將GaN基外延片的GaN還原成單質(zhì)鎵和氨氣，從而與襯底分離。該方法在高溫環(huán)境下對襯底材料無物理和化學(xué)性損傷，保持了襯底的完整性，且該方法原理簡單，過程可控，可以使GaN的分解速率較高，從而提高了襯底回收的速度。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種GaN基外延片襯底的回收方法，其特征在于，所述方法包括: 將GaN基外延片放入真空的反應(yīng)腔內(nèi)； 向所述反應(yīng)腔內(nèi)通入還原氣體和催化氣體，以使所述GaN基外延片的GaN在真空下發(fā)生還原反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述還原氣體為氫氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述催化氣體為氯化氫氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述還原反應(yīng)的反應(yīng)溫度為900。。 1100。。。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在向所述反應(yīng)腔內(nèi)通入還原氣體和催化氣體，以使所述GaN基外延片的GaN在真空下發(fā)生還原反應(yīng)時，所述方法還包括: 采用真空泵將所述反應(yīng)腔內(nèi)的氣體泵出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 收集所述真空泵泵出的氣體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種GaN基外延片襯底的回收方法，屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括將GaN基外延片放入真空的反應(yīng)腔內(nèi)；向所述反應(yīng)腔內(nèi)通入還原氣體和催化氣體，以使所述GaN基外延片的GaN在真空下發(fā)生還原反應(yīng)。本發(fā)明通過將GaN基外延片放入真空的反應(yīng)腔內(nèi)，向反應(yīng)腔內(nèi)通入還原氣體和催化氣體，以使GaN基外延片的GaN發(fā)生還原反應(yīng)，將GaN基外延片的GaN還原成單質(zhì)鎵和氨氣，從而與襯底分離。該方法在高溫環(huán)境下對襯底材料無物理和化學(xué)性損傷，保持了襯底的完整性，且該方法原理簡單，過程可控，可以使GaN的分解速率較高，從而提高了襯底回收的速度。
文檔編號H01L21/02GK103137439SQ20131002187
公開日2013年6月5日 申請日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月21日
發(fā)明者皮智華, 劉榕, 張建寶 申請人:華燦光電股份有限公司