蓝宝石衬底基准参考
蓝宝石衬底介绍
蓝宝石衬底介绍LED用衬底材料一般有蓝宝石衬底，碳化硅衬底及硅衬底三种，其中蓝宝石衬底应用最广泛，因为其加工方法以及加工成本等与其他两种相比较都有不小的优势。
虽说在晶格匹配上面是氮化镓衬底砷化镓衬底最为匹配，但其生产加工方法要比碳化硅及硅等都更难上加难。
当前用于GaN基LED的衬底材料比较多，但是能用于商品化的衬底目前只有两种，即蓝宝石和碳化硅衬底。
其它诸如GaN、Si、ZnO衬底还处于研发阶段，离产业化还有一段距离。
一、红黄光LED红光LED以GaP(二元系)、AlGaAs(三元系)和AlGaInP(四元系)为主，主要采用GaP和GaAs作为衬底，未产业化的还有蓝宝石Al2O3和硅衬底。
1、GaAs衬底：在使用LPE生长红光LED时，一般使用AlGaAs外延层，而使用MOCVD生长红黄光LED时，一般生长AlInGaP外延结构。
外延层生长在GaAs衬底上，由于晶格匹配，容易生长出较好的材料，但缺点是其吸收这一波长的光子，布拉格反射镜或晶片键合技术被用于消除这种额外的技术问题。
2、GaP衬底：在使用LPE生长红黄光LED时，一般使用GaP外延层，波长范围较宽565-700nm;使用VPE生长红黄光LED时，生长GaAsP外延层，波长在630-650nm 之间;而使用MOCVD时，一般生长AlInGaP外延结构，这个结构很好的解决了GaAs衬底吸光的缺点，直接将LED结构生长在透明衬底上，但缺点是晶格失配，需要利用缓冲层来生长InGaP和AlGaInP结构。
另外，GaP 基的III-N-V材料系统也引起广泛的兴趣，这种材料结构不但可以改变带宽，还可以在只加入0.5 %氮的情况下，带隙的变化从间接到直接，并在红光区域具有很强的发光效应(650nm)。
采用这样的结构制造LED，可以由GaNP 晶格匹配的异质结构，通过一步外延形成LED结构，并省去GaAs衬底去除和晶片键合透明衬底的复杂工艺。
二、蓝绿光LED用于氮化镓研究的衬底材料比较多，但是能用于生产的衬底目前只有二种，即蓝宝石Al2O3和碳化硅SiC衬底。
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
蓝宝石衬底基片工艺检测质量指标、方法及设备的研究进展
蓝宝石衬底基片工艺检测质量指标、方法及设备研究蓝宝石（α-Al203）晶体具有硬度高（莫氏９级）、熔点高（2045℃）、光透性好、热稳定性好、化学性质稳定等优良特性，而在国防、航空航天、工业以及生活领域中得到广泛应用，特别适于作为LED(Light Emitting Diode )衬底材料[1-2]。
蓝宝石衬底基片，其质量对后续GaN外延层的生长以及制备蓝光二极管的性能和成品率有很大的影响[3-4]，高品质LED产品的生产首先要保证衬底基片的质量。
生产高质量衬底基片，不仅要改进衬底基片制备工艺技术，衬底基片质量的检测技术也是一个非常重要的环节。
研究蓝宝石衬底基片检测技术，不仅可以通过质量检测来筛选合格的衬底基片，更重要的是通过检测发现衬底基片制备工艺技术的不足，推动衬底基片加工技术的发展和提升衬底基片的质量。
蓝宝石衬底基片的每道工序都有相应的检测质量指标。
检测就是根据衬底基片的标准或检测规程对晶体原料、中间产品、成品进行观察，适时进行测量，并把所得到的特性值和规定值作比较，判定衬底基片合格与不合格的技术性检查活动。
目前关于硅单晶质量检测方面的研究较多，有的已经成为标准规范，但针对用作第三代半导体材料GaN衬底片的蓝宝石衬底基片质量检测方面的研究和文献资料却很少。
鉴此，本文将蓝宝石衬底基片的工艺检测分为四个主要部分来描述：生长工艺、掏棒切片工艺、研磨抛光工艺和清洗工艺，对蓝宝石衬底基片的质量检测指标、检测方法及检测设备的发展现状和趋势等方面问题进行了深入研究，并结合工程实际进行了系统地分析，对蓝宝石衬底基片的检测技术的发展做出了引导性的总结。
1 生长工艺质量指标及检测蓝宝石单晶生长过程中的质量指标主要分为宏观质量检测指标和微观质量检测指标，宏观质量指标主要包括：1）固体包裹物/气泡空腔，固体包裹物是晶体中某些与基质晶体不同的物相所占据的区域，气泡空腔则是晶体内部类似于固体包裹物中间空洞的结构。
一般采用光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、氦氖激光器等，通过光学显微镜法、SEM法、氦氖激光法等方法对缺陷的形貌、分布情况和尺寸大小进行检测分析，实际操作中需要对晶体的不同区域进行取样分析，这样才能较全面的得到缺陷含量的整体状况；2）裂隙裂纹，采用日本理学X-ray衍射仪（D/max-ⅡB型），通过X一ray粉末衍射分析法进行检测，此方法也较好的用于固体包裹物和气泡空腔的检测方法；3)纯度，晶体内有效成分Al2O3和杂质成分在晶体中所占的比例关系，半导体材料GaN衬底用蓝宝石单晶纯度要达到99.999%以上。
astm f2358 蓝宝石衬底的特征测量标准指南
astm f2358 蓝宝石衬底的特征测量标准指南ASTM F2358 蓝宝石衬底的特征测量标准指南ASTM F2358是美国材料和试验协会（ASTM）发布的一项技术标准，旨在为蓝宝石衬底的特征测量提供指导。
蓝宝石衬底在多个领域中都具有重要的应用，如电子、光学和医疗器械等，因此其质量和特征测量的标准化显得尤为重要。
本文将从多个角度深入探讨ASTM F2358标准，希望能够为您全面理解和应用这一标准提供帮助。
1. 背景介绍ASTM F2358标准是针对蓝宝石衬底的特征测量而制定的。
蓝宝石衬底是一种用于支撑和保护其他材料的基板材料，其特征测量对于确保其他材料的性能和稳定性具有重要意义。
ASTM F2358标准的制定旨在规范蓝宝石衬底的特征测量方法，以确保其质量和可靠性。
2. 标准内容概述ASTM F2358标准主要包括蓝宝石衬底特征测量的一般原则、测量方法和设备要求等内容。
其中，关于测量方法的规定包括了蓝宝石衬底表面形貌、尺寸、厚度、结构等多个方面的具体测量方法，以及相应的测量设备要求。
该标准的发布，为蓝宝石衬底的特征测量提供了统一的标准和方法，有利于提高其质量和可信度。
3. 标准应用领域ASTM F2358标准适用于多个领域，包括但不限于电子、光学、医疗器械等领域。
在电子领域，蓝宝石衬底常用于制备集成电路等器件，其表面形貌、尺寸和厚度等特征直接影响器件的性能和稳定性。
在光学领域，蓝宝石衬底可用于制备激光器、光学镜片等产品，其质量和特征测量对于保证产品的光学性能至关重要。
在医疗器械领域，蓝宝石衬底常用于制备手术刀片等产品，其表面形貌和结构特征直接关系到产品的使用效果和安全性。
ASTM F2358标准的适用范围广泛，对于确保相关产品的质量和性能具有重要意义。
4. 个人观点和理解从本标准的制定背景和内容来看，我个人认为ASTM F2358标准的发布对于推动蓝宝石衬底行业的规范化和标准化具有重要意义。
作为一种重要的基板材料，蓝宝石衬底在多个领域中都具有广泛的应用前景，其质量和特征测量的标准化将有助于提高产品质量和可靠性，推动相关行业的发展和进步。
蓝宝石衬底基片工艺质量检测指标及方法的研究进展
・江苏省自然科学基金项目（ＢＫ２００８１９７）；江苏省高校科研成果产业化推进项目（ＪＨｌ０－Ｘ０４８）；江苏省“青蓝工程”项目；江苏省新型环保重点 实验室开放课题基金项目（ＡＥ２０１１２０）；江苏省生态环境材料重点建设实验室开放课题资助项目（ＥＭＬ２０１２０１３）；国际科技合作聘专重点资助项目 ８７
在研磨抛光加工过程中，经常会在晶片表面留下 裂纹、断裂带、凹坑、凸起和夹杂物等表面缺陷，通过 研究可将表面缺陷分为以下几种类型：１）凹缺陷，即 向内的缺陷，如沟槽、划道、裂纹、鸦爪、边缘崩边、缺 口、凹坑和条纹等；２）凸缺陷，即向外的缺陷，如火山 口、夹杂物、飞边、附着物和小丘等；３）混合缺陷，即部 分向外和部分向内的缺陷，如环形坑、折叠、划痕、切 削残余和桔皮等；４）区域缺陷和外观缺陷，即几何尺 寸很难测量的缺陷，如划痕、腐蚀、磨曲、麻点、裂纹、 斑点和斑纹。５）区域沾污／微粒沾污，即表面上局部 区域的外来物质，表现为颜色变化、色斑、斑点和水迹 等引起的云雾状外观，经检验前的预处理，９０％的衬
仅需要优良的衬底基片制备工艺技术，衬底基片质量 的检测技术也是一个非常重要的环节。研究蓝宝石 衬底基片检测技术，不仅是通过质量检测来筛选合格 的衬底基片，更重要的是通过检测发现衬底基片制备
工艺技术的不足，推动衬底基片加工技术的发展和提 升衬底基片的质量。
熔点高（２ ０４５℃）、光透性好、热稳定性好和化学性质 稳定等优良特性，在国防、航空航天、工业以及生活领 域中得到广泛应用，特别适合作ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ
底基片检测技术的发展做出了引导性的总结。
１
高宽（ＦＨＷＭ）值较小，说明晶体晶格结构非常完整。 其他晶体生长缺陷检测指标包括：成色、多晶现 象、透过光谱、亚晶界、Ｂｕｒｇｅｒｓ矢量，以及孪晶等。晶 体生长过程中宏观缺陷将导致后续加工过程中衬底 基片的直接报废，所以晶体检测过程中不允许出现宏 观缺陷。微观缺陷在衬底基片加工过程中容易导致
4英寸单面抛光蓝宝石衬底技术规格书
文件名称：4英寸单面抛光蓝宝石衬底技术规格书 编号：xxx.xxx 版本号：xxxx 页码1文件名称文件编号4英寸单面抛光蓝宝石衬底技术规格书XXX.XXX3.3 Lasermark要求3.3.1 打在非使用面、字迹清晰可见、打头字母代表厂家3.3.2 位置、大小要求如下图Marking位置：距离Flatlength边缘约1mmMarking内容：字母+数字如ABCD1234***总体尺寸：约1mm（字高）*12mm（总宽度）文字方向：从左至右朝上如ABCD1234***编制审核批准编制日期审核日期批准日期文件名称：4英寸单面抛光蓝宝石衬底技术规格书 编号：xxx.xxx 版本号：xxxx 页码2文件名称文件编号4英寸单面抛光蓝宝石衬底技术规格书XXX.XXX 4 使用要求4.1 可直接使用于外延反应炉生长；4.2 可先制作图形加工，再使用于外延反应炉生长。
5 包装要求5.1 产品包装：采用防静电袋包装两层，内、外层都抽真空，下图所示，标签上的内容包括Spec、LOTNO、WaferNO、CassetteNO、QTY，每盒25片。
并帖上标签，如标签材质为无尘纸。
编制审核批准编制日期审核日期批准日期文件名称：4英寸单面抛光蓝宝石衬底技术规格书 编号：xxx.xxx 版本号：xxxx 页码3文件名称文件编号4英寸单面抛光蓝宝石衬底技术规格书XXX.XXX5.2运输包装：外壳为纸箱包装，内放为间隔放置，如下图所示，防震材料为聚苯乙烯泡沫板，保证在运输中不因碰撞、摔伤,而造成破裂、变形、吸潮等有害缺陷；包装无泄漏。
6 每批供货时必须有质量书6.1抽取比例为10%6.2质量书内容为第3项中的所有项目，另外还需提供规格检测结果wafermapping图、外观检测结果wafermapping图。
6.3质量书可以是电子版或纸版。
7 相关文件文件名称：4英寸单面抛光蓝宝石衬底技术规格书 编号：xxx.xxx 版本号：xxxx 页码4。
6寸蓝宝石衬底指标
6寸蓝宝石衬底指标蓝宝石是宝石中的一种，因其深蓝色的宝石色泽而得名。
它是一种稀有的宝石，具有非常高的价值。
在珠宝业中，蓝宝石是最受欢迎的宝石之一，其质量和价格主要由其重量、颜色、透明度、切割以及衬底等因素决定。
本文将重点介绍6寸蓝宝石衬底指标，以及其重要性和影响因素。
蓝宝石的衬底是指宝石底部的部分，与宝石的其他部分形成一个完整的整体。
衬底可以影响宝石的外观、重量、透明度和稳定性等方面。
下面将介绍6寸蓝宝石衬底指标的几个重要方面。
首先，6寸蓝宝石衬底的重量对于宝石的总重量至关重要。
衬底的重量会直接影响到整颗宝石的总重量，并从一定程度上决定了宝石的价值。
一般来说，重量较高的蓝宝石衬底意味着宝石更稳定，更耐用，而且更有价值。
其次，衬底的颜色也是6寸蓝宝石的一个重要指标。
蓝宝石的颜色是其最重要的特征之一，它会直接影响到宝石的市场价值。
衬底的颜色应该与蓝宝石的主体颜色相匹配，使整体呈现出美观和谐的外观。
透明度是衡量蓝宝石质量的另一个重要因素，衬底的透明度会对蓝宝石的整体视觉效果产生重要影响。
衬底应该具有高透明度，以便观察整颗宝石的内部结构和光线折射效果。
透明度高的蓝宝石衬底在阳光下会显得更加明亮和闪耀。
切割也是蓝宝石衬底指标的一个关键方面。
切割是为了使蓝宝石更好地展示其自然之美，衬底的切割质量直接关系到宝石的光线折射和反射效果。
一个优质的切割衬底可以增强宝石的火彩效果，使宝石呈现出更加明亮和闪亮的外观。
此外，蓝宝石的衬底还应具备一定的稳定性，以确保宝石能够长时间保持其原有的美丽和完整性。
衬底的稳定性取决于它的硬度和抗磨损性。
较高硬度和抗磨损性的衬底可以防止宝石在使用过程中出现划痕和磨损。
综上所述，6寸蓝宝石衬底指标对于蓝宝石的质量和价值具有重要影响。
衬底的重量、颜色、透明度、切割和稳定性等方面需要被综合考虑。
只有具备优秀的衬底指标，一颗蓝宝石才能展现其最大的魅力，成为珠宝鉴赏爱好者们追逐的宝贝。
蓝宝石衬底片规格和数据
Байду номын сангаас
C轴（0001）± 0.2° 50.8±0.1mm 330μ m/430μ m±25μ m ≦ 10μ m ≦ 5μ m A轴（11-20）± 0.3° 16±0.8mm 精细抛光（开盒即用） finishing polishing epi-ready Ra＜0.3nm 精细研磨 Fine grind Ra＜1µm或 80/50polishing 100级洁净室冲氮包装25片盒装
台湾中美矽晶 规格 Specifications 高纯度单晶Al2O3，
C面（0001）±0.3° 0.20 ± 0.05° 0.0 ± 0.1° 50.8±0.15mm 430μ m±15μ m ＜10μ m ≦ 15μ m A面（11-20） 0.0 ± 0.2° RA≦ 3Å（即Ra≦ 0.3nm） Ra=0.5~1.0μ m 洁净室内真空冲氮包装
美国 Crystal systems 规格 Specifications 高纯度单晶Al2O3 >99.99%
俄罗斯 Cradley Crystals 高纯度单晶Al2O3 >99.99%
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SSP单面:Fine ground精研磨, Ra 0.4 to 1.0 um;DSP双面:Polished抛光
Edge condition边
Edge defects not to exceed SEMI M3-91,符合SEMI M3-91
TTV厚度变化
<15um
<10um
<10um
BOW挠度
<15um
<10um
<10um
Warp弯曲
<15um
<10um
<10um
Bubble & Color微气孔及色泽
None by visuபைடு நூலகம்l inspection in intensive light强光灯下不可见
Ground Boundary晶界
None by visual inspection in fluorescent light日光灯下不可见
Diameter直径
50.8mm ± 0.1mm / 76.2mm ± 0.25mm / 100.0 ± 0.40mm / 125.0 ± 0.3mm / 150.0 ± 0.3mm
Thickness厚度
330um ± 15um
430um ± 10um
650um ± 10um
Major Flat定位边
Cleanliness清洗
Free visible contamination无见任何可见杂物
Packaging包装
Packaged in a class 100 clean room environment, in cassettes of 25pcs or singlefluroware, under a nitrogen atmosphere. 100级洁净室真空冲氮包装,25片卡盒/单片币式
Crystal Materials晶体材料
99.995% High Purity, 2-3 GradeMonocrystallineAl2O3,高纯单晶
Wafer Surface Orientation晶向
C-axis(0001) offset to M (1-100) / A (11-20) 0.2°±0.05° / 0.3°±0.1° / ±0.25°
A-axis (1 1-2 0) ± 0.2°方向
Major Flat Length
16.0mm ± 1.0mm / 22.0mm ± 1.0mm / 32.5 ± 1.0mm / 47.5 ± 2.5mm长度
Minor次定位边
None无
Front Surface Finish正面状态
Epi-ready polished外延生长级抛光, Ra< 0.2nm
Note备注
R-plane (1-1 0 2), A-plane (1 1-20 ), and M-plane(1-1 00) are available; Customer's specification not listed above is also available upon request.同时我们生产R-面,A-面和M-面蓝宝石基片;我们接受客户的特殊规格的定货