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藍(lán)寶石晶體的技術(shù)狀況分析
2014-05-12 來(lái)源: 文字:[    ]

   ①藍(lán)寶石晶體生長(zhǎng)技術(shù)
   藍(lán)寶石生長(zhǎng)方法較多,包括泡生法、熱交換法、提拉法、導(dǎo)模法、坩堝下降法、水平區(qū)熔法、火焰法。
   目前,產(chǎn)業(yè)化、大尺寸的藍(lán)寶石晶體的生長(zhǎng)以泡生法為主,但能耗較高、一次性投資較大;采用熱交換法生長(zhǎng)的藍(lán)寶石晶體質(zhì)量好,但生長(zhǎng)成本高;采用提拉法生長(zhǎng)的藍(lán)寶石晶體尺寸有限、成本較高;成熟且能滿足LED 襯底要求的導(dǎo)模法技術(shù)主要由日本京瓷公司掌握;火焰法是滿足低端藍(lán)寶石應(yīng)用的主要方法;水平區(qū)熔法在晶體尺寸、質(zhì)量、成本上均無(wú)優(yōu)勢(shì);坩堝下降法能生長(zhǎng)大尺寸藍(lán)寶石晶體,且在生長(zhǎng)成本上具有較大的優(yōu)勢(shì),但有一定的技術(shù)難度。
   泡生法生長(zhǎng)原理示意圖如下:

   泡生法是目前生長(zhǎng)大尺寸藍(lán)寶石的主要方法之一,其使用鎢棒電阻加熱,鉬反射屏保溫。泡生法的生長(zhǎng)原理與提拉法類似,先將原料加熱至熔點(diǎn),然后下籽晶接觸熔體,籽晶以極其緩慢的速度往上拉升,一段時(shí)間后長(zhǎng)出晶頭(即放肩),待固液界面的凝固速率穩(wěn)定后,籽晶桿便不再拉升,也不做旋轉(zhuǎn),僅以控制冷卻速率的方式來(lái)使晶體從上方逐漸往下凝固,最后長(zhǎng)成一個(gè)完整晶錠。

   泡生法是利用溫度控制來(lái)生長(zhǎng)晶體的,它與提拉法最大的差異是只拉出放肩部分,等徑部分靠溫度變化來(lái)生長(zhǎng),并在放肩的同時(shí),調(diào)整加熱電壓,使熔體達(dá)到最合適的溫度范圍,讓生長(zhǎng)速度達(dá)到最理想化,長(zhǎng)出品質(zhì)最理想的藍(lán)寶石單晶。

   ②藍(lán)寶石晶體及元器件加工技術(shù)
   藍(lán)寶石晶體及元器件的加工主要包括晶圓棒的加工、毛坯晶圓片的切割和毛坯晶圓片的研磨拋光。晶圓棒的加工方式是以銑磨加工為主,主要以提高晶圓棒的晶向精度為主要發(fā)展方向。目前全世界用于藍(lán)寶石毛坯晶圓片切割的設(shè)備基本為多線切割機(jī),不僅可大大降低對(duì)晶體材料的損耗,還可獲得較高的表面質(zhì)量。此外,目前已有廠商研發(fā)生產(chǎn)了專門針對(duì)藍(lán)寶石的多線切割機(jī),切割的厚度可在0.3mm 左右,厚度均勻性好,偏差在0.02mm 以下;藍(lán)寶石晶圓片的加工工藝以
雙面研磨單面拋光為主,這種加工方式現(xiàn)在正在朝著高效率、低成本、高表面質(zhì)量發(fā)展。

 

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