蓝宝石衬底简介

1、蓝宝石衬底简介外延部2010-12-16一一.LED蓝宝石简介蓝宝石简介 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-和-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.二二.蓝宝石晶体结构蓝宝石晶体结构蓝宝石切面图晶体结构图上视图三

2、三. .蓝宝石蓝宝石(Al2O3)(Al2O3)特性特性分子式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=4.785 , c=12.991莫氏硬度9 (仅次于钻石:10)熔点2045沸点3000热膨胀系数5.810 -6 /K 比热0.418W.s/g/k 热导率25.12W/m/k折射率no =1.768 ne =1.760 长晶长晶: 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,便于掏棒加工掏棒掏棒: 以特定方式从蓝宝石晶体中掏取出蓝宝石晶棒滚磨滚磨: 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品检:

3、 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 机械加工四四.蓝宝石晶棒制造工艺流程蓝宝石晶棒制造工艺流程 晶棒晶棒 基片基片定向定向: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切片:将蓝宝石晶棒切成薄薄的晶片研磨研磨: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 机械加工五五.蓝宝石衬

4、底的应用蓝宝石衬底的应用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(Pattern Sapphire Substrate简称PSS

5、) 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。 OFRoughnessThicknessBOW TTVLTV TIRwarp orientatiiondiameterlengthorientationfront Ra(nm)back Ra(nm)蓝晶43010m-6m0m10m0.200.0550.80.05mm16.01mm00.250.2nm0.81.2m科瑞43015m-10m0m10m10m10m10m0.200.150.80.1mm16.01.0mm00.200.2nm0.51.0m晶美43015m-6m6m