[发明专利]蓝宝石衬底晶片清洗液

说明书

技术领域

本发明涉及蓝宝石晶体材料加工技术领域，具体涉及一种蓝宝石衬底晶片清洗液。

背景技术

蓝宝石单晶(Sapphire)，又称白宝石，分子式为Al₂O₃，透明，与天然宝石具有相同的光学特性和力学性能，有着很好的热特性，极好的电气特性和介电特性，并且防化学腐蚀，对红外线透过率高，有很好的耐磨性，硬度仅次于金刚石，达莫氏9级，在高温下仍具有较好的稳定性，熔点为2030℃，所以被广泛应用于工业、国防、科研等领域，越来越多地用作固体激光、红外窗口、半导体芯片的衬底片、精密耐磨轴承等高技术领域中零件的制造材料。

作为继si、GaAs之后的第三代半导体材料的GaN，其在器件上的应用被视为20世纪90年代后半导体最重大的事件，使得半导体发光二极管(LED)和激光器上了一个新的台阶。由于GaN是很难制备的材料，必须在其它衬底材料上生长薄膜。作为GaN的衬底材料有多种，包括蓝宝石、碳化硅、硅、氧化镁、氧化锌等，其中蓝宝石是最主要的衬底材料(90％)，目前已能在蓝宝石上外延出高质量的GaN材料，并已研制出GaN基蓝色发光二极管及激光二极管。

随着对LED发光性能要求不断提高，以及蓝宝石衬底晶片向大直径、高品质方向的发展，从而对蓝宝石衬底晶片的表面质量要求越来越严，这主要是因为蓝宝石衬底晶片表面的杂质沾污会严重影响LED的质量和成品率。在目前的LED生产中，50％以上的废品是由于表面污染导致的，由于在衬底片生产中几乎每道工序存在清洗问题，所以蓝宝石衬底晶片清洗的优劣对最终LED的发光性能有着严重的影响。

现有技术对蓝宝石衬底晶片的清洗主要采用丙酮、氢氟酸、硫酸、双氧水、酸、氧化性化学试剂等，但这些物质对有机物和颗粒的去除能力弱、对操作者的人身安全产生了安全威胁，并环境污染严重。

随着LED产业和蓝宝石衬底晶片精密加工的发展，对清洗液提出了更加苛刻和多样性的要求，其主要发展要求和趋势是：1、降低成本，这是LED产业发展的要求；2、提高表面洁净度，降低表面颗粒数：3、提高清洗效率，可以缩短加工时间，提高生产效率：4、环保，对环境无污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种抛光效率高，环保污染物的蓝宝石衬底晶片清洗液。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种蓝宝石衬底晶片清洗液，由以下重量份数的组分制成：去离子水75-85份、表面活性剂4-6份、纳米碳化钛1.5-2.5份、二甲基酮肟4-6份、纯碱2-4份、大豆分离蛋白4-6份、蛭石粉1-2份、壬二酸4-6份、紫甘薯花青素4-6份、茶叶提取物1.5-2.5份、乙二醇0.4-0.6份、乙酸异戊酯3-5份、羟丙基-β-环糊精1.5-2.5份、叔丁醇5-15份；

各组分的较佳重量份数为：去离子水80份、表面活性剂5份、纳米碳化钛2份、二甲基酮肟5份、纯碱3份、大豆分离蛋白5份、蛭石粉1.5份、壬二酸5份、紫甘薯花青素5份、茶叶提取物2份、乙二醇0.5份、乙酸异戊酯4份、羟丙基-β-环糊精2份、叔丁醇10份；

所述表面活性剂是由以下重量份数的组分制成：石墨烯微片5份、尿素0.2份、硬脂酸0.5份、丙酮20份、荆芥油0.1份、二乙氨基乙醇0.5份、肉桂醛二乙缩醛3份；制备时，将原料一同送入反应釜中，在温度为40℃的釜温下连续搅拌40分钟制得。

上述石墨烯微片是以立体的蜂窝方式长晶生成(如同金刚石矿类)，而每一个碳原子的四个价电子都形成共价键被束缚住了，不能形成定向移动的电子流，于是就不能导电，生成后石墨碳晶体利用湿式纳米研磨方式，以单一方向研磨,产生厚度为纳米化，面积为微米化的石墨烯微片；该石墨烯微片厚度最小化约为5nm，研制后的产品本身具有高电阻抗，不导电，不导热，作为表面活性剂成分，能够彻底除去污染物。

上述清洗液的制备方法如下：

1)分别称取上述各自重量份的各种组分；

2)将去离子水、叔丁醇加入到搅拌釜中，然后顺次加入纯碱、大豆分离蛋白、纳米碳化钛及蛭石粉搅拌至均匀；

3)向步骤2)中的均匀混合物中顺次加入表面活性剂、乙二醇、乙酸异戊酯、羟丙基-β-环糊精、二甲基酮肟、壬二酸、紫甘薯花青素及茶叶提取物，搅拌均匀，即得所述蓝宝石衬底晶片清洗液。

其中在上述步骤2)和3)中，搅拌速度可为40-lOOrpm/min，优选为60-80rpm/min。