蓝宝石衬底简介

一.LED蓝宝石简介蓝宝石的组成为氧化铝(Al2O3)，是由三个氧原子和两个铝原子以共价键型式结合而成，其晶体结构为六方晶格结构.。具有耐高温、抗腐蚀、高硬度、熔点高（2045℃）等特点。目前超高亮度白/蓝光LED的品质取决于氮化镓磊晶(GaN)的材料品质，而氮化镓磊晶品质则与所使用的蓝宝石基板表面加工品质息息相关，蓝宝石(单晶Al2O3)C面与Ⅲ-Ⅴ和Ⅱ-Ⅵ族沉积薄膜之间的晶格常数失配率小，同时符合GaN磊晶制程中耐高温的要求，使得蓝宝石晶片成为制作白/蓝/绿光LED的关键材料.二.蓝宝石晶体结构蓝宝石切面图晶体结构图上视图三.蓝宝石(Al2O3)特性分子式Al2O3密度3.95-4.1克/立方厘米晶体结构六方晶格晶格常数a=4.785Å,c=12.991Å莫氏硬度9(仅次于钻石:10)熔点2045℃沸点3000℃热膨胀系数5.8×10-6/K比热0.418W.s/g/k热导率25.12W/m/k折射率no=1.768ne=1.760长晶:利用长晶炉生长尺寸大且高品质的单晶蓝宝石晶体定向:确保蓝宝石晶体在掏棒机台上的正确位置,便于掏棒加工掏棒:以特定方式从蓝宝石晶体中掏取出蓝宝石晶棒滚磨:用外圆磨床进行晶棒的外圆磨削,得到精确的外圆尺寸精度品检:确保晶棒品质以及以及掏取后的晶棒尺寸与方位是否合客户规格机械加工四.蓝宝石晶棒制造工艺流程晶棒基片定向:在切片机上准确定位蓝宝石晶棒的位置,以便于精准切片加工切片:将蓝宝石晶棒切成薄薄的晶片研磨:去除切片时造成的晶片切割损伤层及改善晶片的平坦度倒角:将晶片边缘修整成圆弧状,改善薄片边缘的机械强度,避免应力集中造成缺陷抛光:改善晶片粗糙度,使其表面达到外延片磊晶级的精度清洗:清除晶片表面的污染物(如:微尘颗粒,金属,有机玷污物等)品检:以高精密检测仪器检验晶片品质(平坦度,表面微尘颗粒等),以合乎客户要求机械加工五.蓝宝石衬底的应用1:C-Plane蓝宝石基板这是广大厂家普遍使用的供GaN生长的蓝宝石基板面.这主要是因为蓝宝石晶体沿C轴生长的工艺成熟、成本相对较低、物化性能稳定,在C面进行磊晶的技术成熟稳定.2:R-Plane或M-Plane蓝宝石基板主要用来生长非极性/半极性面GaN外延薄膜,以提高发光效率.通常在蓝宝石基板上制备的GaN外延膜是沿c轴生长的，而c轴是GaN的极性轴，导致GaN基器件有源层量子阱中出现很强的内建电场，发光效率会因此降低，发展非极性面GaN外延，克服这一物理现象，使发光效率提高。3:图案化蓝宝石基板(PatternSapphireSubstrate简称PSS)以成长(Growth)或蚀刻(Etching)的方式,在蓝宝石基板上设计制作出纳米级特定规则的微结构图案藉以控制LED之输出光形式，并可同时减少生长在蓝宝石基板上GaN之间的差排缺陷，改善磊晶质量，并提升LED内部量子效率、增加光萃取效率。OFRoughnessThicknessBOWTTVLTVTIRwarporientatiiondiameterlengthorientationfrontRa(nm)backRa(nm)蓝晶430±10μm-6μm～0μm10μm0.20°±0.0550.8±0.05mm16.0±1mm0°±0.25°0.2nm0.8～1.2μm科瑞430±15μm-10μm～0μm10μm10μm10μm10μm0.20°±0.150.8±0.1mm16.0±1.0mm0°±0.20°0.2nm0.5～1.0μm晶美430±15μm-6μm～6μm10μm10μm10μm15μm0.20°±0.150.8±0.25mm16.0±1.0mm0°±0.25°1nm0.8～1.3μm六：常用衬底参数的认识谢谢！