蓝宝石衬底制作工艺流程简要说明
LED用蓝宝石衬讲义底介绍
晶体
机械加工
晶棒
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
目前大部分的蓝光/绿光/白光LED产品都是以日本台湾为代表的使用蓝宝 石基板进行MOCVD磊晶生产的产品.使得蓝宝石基板有很大的普遍性, 以美国Cree公司使用SiC为基板为代表的LED产品则跟随其后.
2:图案化蓝宝石基板 (Pattern Sapphire Substrate简称PSS)
以蚀刻(在蓝宝石C面干式蚀刻/湿式蚀刻)的方式,在蓝宝石基板上设计制 作出微米级或纳米级的具有微结构特定规则的图案,藉以控制LED之输 出光形式(蓝宝石基板上的凹凸图案会产生光散射或折射的效果增加 光的取出率),同时GaN薄膜成长于图案化蓝宝石基板上会产生横向磊 晶的效果,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。与成长于一般蓝宝 石基板的LED相比,亮度增加了70%以上.目前台湾生产图案化蓝宝石有 中美矽晶、合晶、兆晶，兆达.蓝宝石基板中2/4英寸是成熟产品,价 格逐渐稳定,而大尺寸(如6/8英寸)的普通蓝宝石基板与2英寸图案化 蓝宝石基板处于成长期,价格也较高,其生产商也是主推大尺寸与图案 化蓝宝石基板,同时也积极增加产能.目前大陆还没有厂家能生产出图 案化蓝宝石基板.
蓝宝石(Al2O3)特性表
Al2O3 3.95-4.1克/立方厘米 六方晶格 a=4.785Å , c=12.991Å 9 (仅次于钻石:10) 2045℃ 3000℃ 5.8×10 -6 /K 0.418W.s/g/k 25.12W/m/k (@ 100℃) no =1.768 ne =1.760 13x10 -6 /K(@633nm) T≈80% (0.3～5μm) 11.5(∥c), 9.3(⊥c)
蓝宝石衬底简介
外延部 2010-12-16
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.
<10 μ m
0.20°±0.05
50.8± 0.05mm
16.0± 1mm
0°±0. 25°
<0.2nm
0.8～ 1.2μ m
科 瑞
430±15 μ m
<10 μ m
<10 μ m
<10 μ m
<10 μ m
0.20°±0.1
50.8± 0.1mm
16.0± ;0.2nm
0.5～ 1.0μ m
晶 美
430±15 μ m
<10 μ m
<10 μ m
<10 μ m
<15 μ m
0.20°±0.1
50.8± 0.25mm
16.0± 1.0mm
0°±0. 25°
<1nm
0.8～ 1.3μ m
谢 谢！
晶棒
机械加工
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
人工蓝宝石加工介绍
蓝宝石结晶面示意图
最常用来做GaN磊晶的是C面(0001)这个不具极性的面,所以GaN的极性 将由制程决定 (a)图从C轴俯看 (b)图从C轴侧看
图9:纳米图案化蓝宝石基板图
• 在半导体产业的发展中, 一般将Si、Ge 称为第一代电子材 料 • 而将GaA s、InP、GaP、InA s、A lA s 及其合金等称为 第二代电子材料; • 宽禁带(E g> 213eV ) 半导体材料近年来发展十分迅速, 成 为第三代电子材料, 主要包括SiC、ZnSe、金刚石和GaN 等. • 同第一、二代电子材料相比宽禁带半导体材料具有禁带宽 度大, 电子漂移饱和速度高, 介电常数小, 导热性能好等特 点,抗辐射、高频、大功率和高密度 • 非常适合制作集成的电子器件; 而利用其特有的禁带宽度, 还可以制作蓝、绿光和紫外光的发光器件和光探测器件.
提拉法加工工艺： （1）将原料加热熔融至熔汤 (2)利用一籽晶(单晶晶种）插入到 熔汤中（温度适宜籽晶不会融化） (3）慢慢向上提拉和转动晶杆，同 时缓慢降低加热功率，籽晶就会不 断长粗。控制好加热功率就能够得 到所需直径的晶体。
泡生法的加工工艺与提拉法的区别：加工工艺大致相同，但泡生法开始提拉， 旋转晶杆至籽晶缩颈形成晶肩，停止提拉保持旋转，控制熔体温度缓慢冷却， 待结晶。
热交换法装置示意图
热交换法的工艺流程 将装有原料的坩埚放在热交换器中心，籽 晶置于坩埚底部中心处并固定于热交换器 一端，加热坩埚内的原料至完全熔化。 由于氦气流过热交换器起冷却作用，籽 晶并不熔化。待温场稳定后逐渐加大氦气 流量，氦气从熔体中带走的热量随之增大， 使熔体延籽晶逐渐凝固并长大，同时逐渐 降低加热温度直至整个坩埚内的熔体全部 凝固。
除红宝石以外的所有刚玉宝石的通称
蓝宝石LED衬底工艺流程
热导
衬底作为芯片散热的主要 通道，将芯片产生的热量 传导至外部。
光学特性
衬底对芯片的光学性能有 影响，如光的吸收、反射 和折射等。
LED衬底材料的种类
蓝宝石
常用作LED衬底材料，具有较高的硬度、化学稳定 性和高热导率。
硅
具有高热导率、低成本和成熟的半导体制造工艺。
碳化硅
具有高热导率、高硬度、高化学稳定性和高抗腐 蚀性。
蓝宝石LED衬底工艺流程
• 引言 • LED衬底概述 • 蓝宝石LED衬底制备工艺流程 • 工艺流程中的关键技术 • 工艺流程中的问题与解决方案 • 结论
01
引言
主题简介
01
蓝宝石LED衬底是LED产业中的重 要组成部分，其工艺流程涉及多 个环节和关键技术。
02
蓝宝石LED衬底具有优异的光学 、热学和机械性能，广泛应用于 照明、显示、背光等领域。
晶体切割
将晶体切割成适当的大小 和形状，以满足后续加工 需求。
切割与研磨的关键技术
切片
抛光
使用刀片或激光将衬底切成适当的大 小。
通过抛光剂和抛光盘对衬底表面进行 抛光，以提高表面光洁度和平整度。
研磨
通过研磨剂和研磨盘对衬底表面进行 研磨，以去除切割痕迹和表面缺陷。
抛光处理的关键技术
选择性抛光
根据衬底表面的不同区域选择不 同的抛光参数，以实现局部抛光。
研究更精确的光刻技术
随着LED芯片尺寸的不断减小，需要更精确的光刻技术来制作更精细 的图案。
发展新型蓝宝石衬底材料
为了满足LED行业的发展需求，需要研究和发展新型蓝宝石衬底材料， 提高其性能和稳定性。
深入研究退火处理技术
退火处理对蓝宝石衬底的性能有很大影响，需要进一步深入研究退火 处理技术，优化退火工艺参数，提高蓝宝石衬底的性能。
图形化蓝宝石衬底工艺研究进展_黄成强
0
引言
［1 ］
［1 － 4 ］ 。 短程光学通信和生物传感器 由于蓝宝石的低成本、热稳定性、化学稳定性
氮化镓 （ GaN ） 基 LED 体积小、 重量轻、 寿 命长 ，广泛用 于 显 示、 指 示 灯、 背 光 灯、 固 态 照明、交通信号灯、 全彩打印机、 汽车前向照明、
基金项目： 国家自然科学基金资助项目 （ 60727003 ） mail： b_chen@ 139． com 通信作者： 陈波，EJuly 2012
Abstract： Patterned sapphire substrate （ PSS ） can significantly enhance the brightness of the LED． The PSS is made through the combination of photolithography and etching． The study on PSS mainly focuses on photolithography，etching and the mechanism of brightness enhancement by PSS． At present，microscale PSSLED showed 30% higher luminous power than a flat substrate LED and the microscale PSS was applied in common． The development of PSS technology has experienced from striated pattern to hemispherical and coneshaped pattern，from wet etching to dry etching，from microscale to nanoscale． For the excellent effect on the brightness，nanoscale PSS will be widely applied． Key words： patterned sapphire substrate （ PSS ） ； light emitting diode （ LED ） ； lithography； nanoimprint lithography （ NIL） ； etching EEACC： 4260D
蓝宝石衬底详细介绍PPT课件
2:图案化蓝宝石基板 (Pattern Sapphire Substrate简称PSS)
以蚀刻(在蓝宝石C面干式蚀刻/湿式蚀刻)的方式,在蓝宝石基板上 设计制作出微米级或纳米级的具有微结构特定规则的图案,藉以控 制LED之输出光形式(蓝宝石基板上的凹凸图案会产生光散射或折 射的效果增加光的取出率),同时GaN薄膜成长于图案化蓝宝石基 板上会产生横向磊晶的效果,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。与成长于一般蓝宝石基板的LED相比,亮度增加了70%以上. 目前台湾生产图案化蓝宝石有中美矽晶、合晶、兆晶，兆达.蓝宝 石基板中2/4英寸是成熟产品,价格逐渐稳定,而大尺寸(如6/8英 寸)的普通蓝宝石基板与2英寸图案化蓝宝石基板处于成长期,价格 也较高,其生产商也是主推大尺寸与图案化蓝宝石基板,同时也积 极增加产能.目前大陆还没有厂家能生产出图案化蓝宝石基板.
4 蓝宝石基板应用种类 广大外延片厂家使用的蓝宝石基片分为三种:
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.
由于无极性ＧａＮ具有比传统c轴ＧａＮ更具有潜力来制作高效率元件, 而许多国际大厂与研究单位都加大了对此类磊晶技术的研究与生产.因 此对于R-plane 或M-Plane 蓝宝石基板的需求与要求也是相应地增 加.
蓝宝石衬底详细介绍
4 蓝宝石基板应用种类 广大外延片厂家使用的蓝宝石基片分为三种:
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) 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。
蓝宝石结晶面示意图
最常用来做GaN磊晶的是C面(0001)这个不具极性的面,所以GaN的极性 将由制程决定 (a)图从C轴俯看 (b)图从C轴侧看
蓝宝石(Al2O3)特性表
分子式 密度 晶体结构 晶格常数 莫氏硬度 熔点 沸点 热膨胀系数 比热
Al2O3 3.95-4.1克/立方厘米 六方晶格 a=4.785Å , c=12.991Å 9 2045℃ 3000℃ 5.8×10 -6 /K 0.418W.s/g/k (仅次于钻石:10)
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
蓝宝石二氧化硅涂层工艺流程
蓝宝石二氧化硅涂层工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor.I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!蓝宝石二氧化硅涂层工艺流程详解在高科技领域，尤其是在光学、半导体和微电子行业中，蓝宝石因其优异的物理和化学性质，如高硬度、高熔点、良好的热稳定性和透明度，被广泛用于制造基板和窗口材料。
蓝宝石衬底加工流程
蓝宝石基片制造工艺流程 晶棒
机械加工
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: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
蓝宝石衬底加工流程 蓝宝石衬底加工流程
蓝宝石基片的原材料是晶棒,晶棒由蓝宝石晶 体加工而成.其相关制造流程如下: 蓝宝石晶体 晶棒
晶棒
基片
蓝宝石晶棒制造工艺流程
蓝宝石晶棒加工流程
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
LED各流程工艺详解
LED各流程工艺详解LED（Light Emitting Diode）是一种能够发光的二极管，具有高效能、长寿命、低能耗等优点，在照明、显示、通信等领域有广泛应用。
下面详细介绍LED的各流程工艺：1.衬底制备：LED通常使用蓝宝石晶体作为衬底，通过切割、抛光等工艺制备出平整的衬底片。
2.堆栈生长：在蓝宝石衬底上先生长一层GaN（氮化镓）材料，再通过MOCVD（金属有机化学气相沉积）等方法，将P型和N型材料层逐层生长，形成LED所需的堆栈结构。
3.芯片划分：将大面积生长的LED芯片通过划分工艺，切割成一个个独立的芯片。
划分方法有机械划割、激光切割等。
4.金属化：在芯片表面通过光刻、蒸镀等工艺，将金属电极、排线等结构形成，用于电流的注入和导出。
5.调制层制备：通过激光蒸镀等方法，在芯片表面制备调制层，用于提高光的提取效率。
6.光学封装：将芯片与透明的封装材料相结合，形成一个封装好的LED器件，用于保护芯片，并增强光的聚光效果。
7.器件测试：对封装好的LED器件进行电性能测试，如电压、电流、亮度等参数的测量，以确保器件品质。
8.研磨和抛光：对芯片进行研磨和抛光工艺，以去除表面的缺陷和不平整，提高器件的外观和质量。
9.芯片封装：将LED芯片放置在封装基板上，通过自动焊接、高温银胶等工艺，将芯片与接线板相连接，形成最终的LED灯。
10.色坐标校正：通过色温仪等仪器，对封装好的LED灯进行色坐标校正，保证灯光的色彩质量和一致性。
11.应用测试：对封装好的LED灯进行一系列的应用测试，如光效测试、信号传输测试等，以确保灯具满足设计要求。
12.产品包装：对测试合格的LED灯进行包装，标记产品型号、规格等信息，并进行质量检查，最后进行包装。
以上是LED的各流程工艺的详解。
LED制造过程中需要注意工艺参数的控制，以确保器件的品质和性能。
同时，随着技术的进步，LED工艺也在不断发展和改进，以提高光电转换效率，降低成本，满足不同应用场合的需求。
蓝宝石衬底加工制程
Application ProcessFor PSS (Patterned Sapphire Substrate)AM Technology Co., LtdThe Leader of Abrasive Machining TechnologyChapter 1 : 什么是PSS?PSS（图形衬底）是一项基于光萃取原理而新开发的技术，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。
现在很多磊晶工厂已经采用这项技术于生产白光LED、BLU 蓝白光LED等高端LED产品。
这项技术需要更高的精度与更高质量的蓝宝石衬底，我们把这 种衬底称为PSS（图形衬底）。
1Chapter 1 : 什么是 PSS?不同图形状态下的光萃取率对比常规 萃取率η≈28% 1分离阵列 萃取率η ≈ 40% 1.43倍矩形 萃取率η ≈ 58% 2.1倍半球形 萃取率η ≈ 63% 2.25倍关键字：光萃取率2Chapter 1 : 什么是PSS?光萃取实验结果比较3Chapter 2 : PSS加工流程图晶棒检查 -EPD，气泡 Ingot inspection –EPD，Bubble 定向 Azimuth angle inspection -α, β 切片 Multi wire sawing-LTV, Bow清洗 Cleaning after wire sawing双面研磨 - LTV, TTV, Bow Double side lapping倒角 Edge grinding清洗 Cleaning退火 Annealing -Bow control上蜡 Wax mounting on ceramic block单面研磨 - LTV, TTV, Bow Diamond polishing (Dia. slurry)去蜡 Demounting清洗 Cleaning after Lapping退火 Annealing -Bow control无蜡垫吸附 Mounting in Template单面抛光- LTV, Bow, TTV Final polishing (CMP)清洗 Cleaning after polishing一次清洗 1st –step cleaning一次检查 - LTV, TTV, Bow 1st step inspection二次清洗 2nd step cleaning二次检查 2nd step inspection包装 Packing4Chapter 2 : PSS加工流程详细说明-AM可以提供的服务 Step 1：双面研磨-精密双面研磨机 Step 2：上蜡-液体蜡粘片机 Step 3：单面研磨-精密单面研磨机 Step 4：CMP抛光1-CMP抛光机 Step 5：CMP抛光2-CMP抛光机双面研磨量 120um 单面研磨量30um 抛光量10um 最终基板厚度陶瓷衬盘5Chapter 3 : PSS加工流程详细说明Step1:双面研磨（ Double side Lapping ）设备名称：精密双面研磨机项目 游心轮规格及数量 研磨盘 研磨料 装片数量 洁净室要求 ADL-800 12B×5L 铸铁研磨盘 GC/BC #240～#320 2英寸-12片×5=60片/盘 4英寸-4片×5=20片/盘 灰区 ADL-1200 16B×5L 铸铁研磨盘 GC/BC #240～#320 4英寸-12片×5=60片/盘 6英寸-4片×5=20片/盘 灰区6Chapter 3 : PSS加工流程详细说明Step1:双面研磨（ Double side Lapping ）ADL-800（12B）ADL-1200 （16B）7Chapter 3 : PSS加工流程详细说明Step1:双面研磨（ Double side Lapping ）上盘-上盘、下盘、内环和外环4-wa y独立驱动-驱动更加稳定，更 好的控制晶片TTV/Bow内环外环下盘-液晶触摸屏-操作更方便 -5段式压力控制8Chapter 3 : PSS加工流程详细说明Step2:上蜡（ Wax Bonding ）设备名称：液体蜡粘片机项目 类型 蜡类型 上蜡精度 洁净室要求 AWB-100 手动上蜡机 液体蜡 ≦2um 千级 AWB-1300 全自动液体上蜡机 液体蜡 ≦2um 千级9Step2:上蜡（Wax Bonding）10-高速甩蜡，蜡层厚度1～2um -转速分段控制，可以瞬间加速到6000rpm-气囊加压-保证无气泡Chapter 3 : PSS 加工流程详细说明Step2:上蜡（Wax Bonding ）11Chapter 3 : PSS加工流程详细说明Step3:单面研磨（Single side Lapping）项目ASL-910F（36英寸）ASL-1200F（48英寸）陶瓷盘规格Φ360mmΦ457.2mm陶瓷盘数量44研磨盘树脂铜盘树脂铜盘研磨液3um金刚石研磨液3um金刚石研磨液装片数量2英寸-17片×4=60片/盘4英寸-9片×4=36片/盘4英寸-6片×4=24片/盘6英寸-3片×4=12片/盘设备名称：精密单面研磨机12Chapter 3 : PSS加工流程详细说明Step3:单面研磨（Single side Lapping）-自动车刀修盘装置13Chapter 3 : PSS 加工流程详细说明Step3:单面研磨（Single side Lapping ）3um 金刚石液研磨后晶片检测图4英寸蓝宝石晶片粗糙度检测值表面观测图3D图14Chapter 3 : PSS加工流程详细说明Step4:CMP抛光（CMP Polishing）项目ASP-910（36英寸）ASP-1200（48英寸）陶瓷盘规格Φ360mmΦ457.2mm陶瓷盘数量44抛光盘不锈钢盘+抛光垫不锈钢盘+抛光垫抛光液SiO2抛光液SiO2抛光液装片数量2英寸-17片×4=60片/盘4英寸-9片×4=36片/盘4英寸-6片×4=24片/盘6英寸-3片×4=12片/盘设备名称：CMP抛光机15Chapter 3 : PSS加工流程详细说明Step4:CMP抛光（CMP Polishing）液晶触摸屏16Chapter 3 : PSS 加工流程详细说明Step4:CMP 抛光（CMP Polishing ）CMP 抛光后晶片检测图4英寸蓝宝石晶片粗糙度检测值表面观测图3D图17国外主要蓝宝石客户：ILJIN DISPLAY-韩国 WORLDEX-韩国 TPS-韩国BRIDGE STONE –日本 CRYSTALWISE –台湾MONOCRYSTAL –俄罗斯国内加工蓝宝石衬底客户青岛嘉星晶电 浙江露笑光电 国内SiC 衬底客户 中科院物理所苏州天科合达蓝光半导体有限公司 上海硅酸盐所 国内GaN 衬底客户苏州纳米所Chapter 4 : 主要客户清单（Customer List ）18目前AM在北京和苏州成立技术服务中心，有熟练技术人员数名，专门负责设备的安装调试和售后技术服务。
蓝宝石工艺流程
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蓝宝石衬底方法
蓝宝石衬底方法我折腾了好久蓝宝石衬底方法，总算找到点门道。
说实话，刚开始接触这事儿的时候，我完全是瞎摸索。
我就只知道蓝宝石衬底是个挺重要的东西，可具体怎么做，心里一点谱都没有。
我最开始的尝试那叫一个惨啊。
我想着，这衬底不就是要把材料放到蓝宝石上面嘛，就随随便便地把要衬底的材料往上一放，结果可想而知。
就像盖房子，你地基都没打好，直接往上摞砖头，那房子肯定不稳啊。
这时候我才意识到，在放材料之前，得先把蓝宝石表面处理好。
那怎么处理呢？我尝试了好几种化学试剂。
有一种试剂吧，我觉得应该会把蓝宝石表面的脏东西去掉，让它变得干净又平整。
可我没控制好浓度，用多了，结果把蓝宝石表面给搞坏了一部分，就好像本来好好的一块地，你施肥施多了，把地都给烧坏了。
这就是个惨痛的教训啊。
后来我学乖了，重新找了一种温和点的处理方法。
我小心地控制每一个步骤，就像是走钢丝一样，步步惊心。
在衬底材料的选择上，我也费了不少心思。
我试过好几种不同的材料，有些根本就结合不上去，就像是两个性格不合的人，怎么凑都凑不到一块儿。
经过无数次的试错，我才慢慢找到比较合适的材料。
还有温度这个因素，我一开始根本没重视。
在一次尝试衬底的时候，所有的前期准备我都觉得做得挺好的了，可出来的结果就是不理想。
后来我才发现是温度的问题。
这个温度啊，就好比是煮饭时候的火候，火候不对，饭就煮不好。
我开始一点点调整温度，试了很多不同的温度值，最后才找到一个比较理想的温度区间。
对于蓝宝石衬底方法，我还有个心得就是，整个过程中的环境也要重视起来。
要是周围太脏了，就像在灰尘满天飞的工地上做菜一样，那做出来的成品肯定会有问题。
所以要保持一个清洁、稳定的工作环境。
虽然我现在也不敢说自己对蓝宝石衬底方法完全掌握了，但这些都是我实实在在的摸索经验，希望能给要尝试这事儿的人一些帮助。
这中间还有好多小细节呢。
比如说顺序问题。
有的步骤顺序一旦弄错了，就像你穿衣服先穿外套再穿内衣一样别扭，整个衬底的效果就出不来。
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蓝宝石衬底制作工艺流程简要说明
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
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芯片
研磨:去除切片时造成的芯片切割损伤层及改善芯片的平坦度
倒角:将芯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:改善芯片粗糙度,使其表面达到外延片磊晶级的精度
清洗:清除芯片表面的污染物(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芯片品质(平坦度,表面微尘颗粒等),以合乎客户要求
柱状与孔状图形衬底对MOVPE生长GaN体材料及LED器件的影响
江洋罗毅汪莱李洪涛席光义赵维韩彦军
【摘要】：在柱状图形蓝宝石衬底(PSS-p)和孔状图形蓝宝石衬底(PSS-h)上外延了GaN体材料和LED结构并进行了详细对比和分析.X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)测试结果表明,PSS-h上体材料的晶体质量和表面形貌都优于PSS-p上体材料的特性,通过断面扫面电子显微镜(SEM)照片看出PSS-h上GaN的侧向生长是导致这种差异的原因.另外,基于PSS-p和PSS-h上外延的LED材料制作而成的器件结果表明,其20mA下光功率水平相比普通蓝宝石衬底(CSS)分别提高了46%和33%.通过变温光荧光谱(PL)分析发现,样品的内量子效率十分接近.因此,可以推断PSS-h上侧向外延中存留的空气隙则会影响光提取效率的提高.
【作者单位】：清华大学电子工程系集成光电子学国家重点实验室;
【关键词】：蓝宝石图形衬底氮化镓发光二极管侧向生长光提取效率内量子效率原子力显微镜体材料蓝宝石衬底晶体质量
【基金】：国家自然科学基金(批准号:60536020,60723002)国家重点基础研究发展计划“973”(批准号:2006CB302801,2006CB302804,2006CB302806,2006CB921106)国家高技术研究发展计划“863”(批准号:2006AA03A105)北京市科委重大计划(批准号:D0404003040321)资助的课题~~
1·引言利用GaN基大功率LED作为一种新型高效的固体光源,具有能耗小、高功率、寿命长、体积小、环保等显著优点,将成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的第三代照明工具,被公认为21世纪最具发展前景的高技术领域之一[1,2].目前使用最广泛的外延GaN材料的衬底是成本较低的蓝。