最新LED用藍(lán)寶石襯底.

1、LED藍(lán)寶石襯底i：藍(lán)寶石詳細(xì)介紹盔寶仆的組成為氧化鋁(A1QJ，是由三個(gè)氧原獷和兩個(gè)鋁原/以共價(jià)鍵 些式結(jié)合而成，英晶體結(jié)構(gòu)刃六方晶格結(jié)構(gòu)它常被應(yīng)用的切Ifli冇A- Plane, C-Plane及R-Plane.山丁藍(lán)寶石的光學(xué)穿透帶很寬，從近紫外光(190nm)到中紅外線都具有很好的透光性因此被大量用在光學(xué)元件、紅 外裝置、高強(qiáng)度鐳射鏡片材料及光罩材料上,它具有高聲速.耐高漏、 抗腐蝕-Bi硬度、高透光性、熔點(diǎn)奇(2045D等特點(diǎn),它是一種相當(dāng) 難加工的材料因此常被用來作為光電元件的材料。目前超高亮度d/ffi光LED的品質(zhì)取決丁氮化傢磊品(GaN)的材料品質(zhì).而氮化傢磊品品質(zhì)則 與所使

2、用的藍(lán)寶右基板衣面加工品質(zhì)息息相關(guān)藍(lán)寶們(單li/iAlA )Cft*與III- V和II-VI族沉積薄膜之間的晶格常數(shù)失配率小,同時(shí)符合GaN磊 品制程中耐高溫的要求,使得藍(lán)寶石晶片成為制作白/藍(lán)/綠光LED的關(guān)鍵 材料.卜圖則分別為藍(lán)寶仃的切而圖；晶體結(jié)構(gòu)圖上視圖；品體結(jié)構(gòu)側(cè)視圖:AlQs分Z結(jié)構(gòu)圖；益寶仃結(jié)晶血示意圖A1Q分Z結(jié)構(gòu)圖晶體結(jié)構(gòu)國上視圖藍(lán)寶荷切面圖c-Aws晶體結(jié)構(gòu)側(cè)視圖藍(lán)寶石結(jié)晶面示意圖最常用來做GaN需品的是5i(0001)這個(gè)不具極性的I叭所以GaN的極性 將由制程決定(a)圖從C軸俯看(b)圖從C軸側(cè)看藍(lán)寶石(Al203)特性表分子式AO3密度3. 98克/立方厘米晶

3、體結(jié)構(gòu)六方晶格晶格常數(shù)a=4. 785人,c=12. 991A莫氏硬度9(僅次于鉆石：10)熔點(diǎn)20459沸點(diǎn)3000 r熱膨脹系數(shù)5.8X10 -6 ZK比熱0.418W. s/g/k熱導(dǎo)率25. 12W/i)/k (0 1009)折射率no =1. 768 ne =1. 760dn/dt13x10 T /K(e633nm)透光特性T=80% (0. 35p m)介電常數(shù)11. 5(/7c), 9. 3(c)( ( (C) )(0001)2藍(lán)寶石晶體的生長方法藍(lán)寶石晶體的牛長方法常川的冇三種：1:提拉法(Czochralski method),簡稱CZ法先將原料加熱至熔點(diǎn)后熔化形 成熔體，再

4、利用 m晶籽晶接觸到熔體衣面，在籽晶與熔體的固液界面上因 溫度差而形成過冷。于是熔體開始在籽晶表面凝固并生長和籽晶相同品體結(jié) 構(gòu)的單晶。籽晶同時(shí)以極緩慢的速度往I拉升，并伴隨以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)， 隨右籽品的向上拉升，熔體逐漸凝固于籽品的液固界面上，進(jìn)而形成軸對 稱的單晶晶錠品體生長示惠圖如卜：提拉法(Czochralski ethod)之原理示意圖Seed Crvstal2:泡生法(Kyropoulos method),簡稱KY法, 其原理 與提拉法(Czochralsk imet hod)類似先將原料加熱 至熔點(diǎn)后熔化形成熔體，再以單品Z籽晶(SeedCrystal.又稱籽晶棒)接觸到熔體農(nóng)面

5、,在籽 晶與熔體的固液界面上開始生長和籽晶相同屈體結(jié)構(gòu) 的單晶，晶種以極緩慢的速度往上拉升.但在品種往I拉晶 段時(shí)間以形成品頸，待慘體與籽晶界面的凝 固速率穩(wěn)定丿二 杠品便不M拉升，也沒何件旋傳，僅 以控制冷卻速率方式來使單晶從I方逐漸往卜凝固， 最后;疑固成幣個(gè)單晶品錠.晶體4:氏示意圖如凱氏長晶法(Kyropoulos method)之原理示意圖nlPumping ySeedCrucibleHeatingUnit 3:熱交換法(Heat Exchanger Method)，簡稱HEM法，在熱交換法生長 監(jiān)寶右品體的過程屮.上11圳底部放置籽品的地方是低淚區(qū)，當(dāng)圳中 的原料全部淞化后.籽晶除

6、接觸熔體處略融外，N余部分保持不變。隨苕調(diào)節(jié)通入的氮?dú)饬鞒手饾u增人，低溫區(qū)逐漸向上擴(kuò)人，熔體門上 部的需溫I乂至卜部的低溫區(qū)行成了 個(gè)溫度梯度分血，其梯度的人小 與通入的氧氣屋有關(guān)。固液界血的位置產(chǎn)生了 個(gè)口下向I:的推移過 程，實(shí)現(xiàn)了品體生氏。岡為溫度的分布與直力場相反，人1而熔體中沒 有對流作用發(fā)生,保證了品體在穩(wěn)定狀態(tài)下生長,有利于獲得高質(zhì)量 的藍(lán)寶石晶體。品體生長示意圖如卜：itro熱交換法生長藍(lán)宅石晶體原理示意1爐體2保溫屏.3上蓋.4旬圳.5籽晶.6熱交換器.7催管,8真空泵,9氨氣,10熱電偶,笛高溫計(jì)3藍(lán)寶石襯底加工流程藍(lán)寶石基片的原材料是晶棒，晶棒山藍(lán)寶石晶 體加工而成其相關(guān)制造流程如下：藍(lán)寶石晶棒制造工藝流程銘寶石品棒加I流程利用丘晶爐生長尺寸大且高品質(zhì)的單晶藍(lán)寶石晶體確保益寶仃品體在掏悸機(jī)臺上的疋確位宜，便J掏林加匸以m式從藍(lán)卞石晶體小掏取出藍(lán)寶石晶祥用外関暗床進(jìn)行品棒的外圓磨削,得到粘確的外圓尺寸梢度晶體晶棒確保晶樸胡質(zhì)以及以及掏取施的晶桂尺寸與方位是否合客八規(guī)格藍(lán)寶石基片制造工藝流程定向:在切片機(jī)上準(zhǔn)確泄位藍(lán)寶石晶棒的位置,以便于梢準(zhǔn)切片加工4:將藍(lán)寶石陽棒切成薄的晶丿v研磨：左除切片時(shí)造成的品片切割損傷丿丄及改善品片的半坦度 旦倒角：將晶片邊緣修樓成圓弧狀改弁薄片邊緣的機(jī)械強(qiáng)度，避免 Z