关于蓝宝石屏幕应用及加工的详细解答
关于蓝宝石屏幕应用及加工的详细解答！
1、什么是蓝宝石？
蓝宝石的矿物名称叫刚玉，是一种质地非常坚硬的物质，光学上呈透明状，一般看起来像是玻璃或者钻石。
2、蓝宝石非常珍贵吗？
蓝宝石有很多种形态，其中一种是人们常说的宝石。其实蓝宝石有很多种颜色，包括黄色、粉红色、橙色、绿色和红色等等。红色的蓝宝石也常常被人称为红宝石，较为常见的蓝宝石都是蓝色。
3、用蓝宝石制造的显示屏是否也是蓝色的？
蓝宝石呈现不同的颜色是因为其中的杂质，蓝宝石中含有铁、钛、铬、铜、镁等金属让其呈现不同的颜色。用于显示屏制造的蓝宝石晶体是经过提纯的，纯度非常高，所以是没有颜色的。
4、蓝宝石玻璃用于哪些用途？
大部分人造蓝宝石都用于工业生产工序，一些彩色蓝宝石则用于激光应用。红色蓝宝石含有钛和铬，所以可以被调整到合适的波长，常常被用来制造红外激光。
蓝宝石玻璃还被用来制造防护性玻璃窗，例如防弹玻璃以及用于高压诊断、科学设备的观察玻璃窗。超市常用的条码扫描器外面覆盖的那层玻璃状物体也是蓝宝石玻璃。
蓝宝石玻璃最最普遍的用途是用于生产异常坚固且耐划的透镜或手表镜面。劳力士的手表镜面就是很厚的一层蓝宝石玻璃。苹果iPhone 5S的home键以及TouchID指纹识别感应器也覆盖有激光切割的蓝宝石玻璃透镜。
5、未来蓝宝石玻璃可能用在哪些用途之上？
一些高端智能手机已经采用蓝宝石玻璃显示屏了，比如手工打造的Vertu Ti，就配备了3.7
寸蓝宝石玻璃显示屏，不过目前来看，蓝宝石玻璃屏的成本不适合那些大规模量产的智能手机。
6、为何要用蓝宝石玻璃取代传统玻璃？
相比普通玻璃，蓝宝石玻璃明显要硬的多，在耐划方面更是要远远胜出。对于显示屏和照相机镜头而言，这两个特性非常重要。
业界一般用莫氏(Mohs)这个单位来衡量物质的硬度。滑石的硬度是1莫氏，钻石是10莫氏。玻璃一般是5.5至7莫氏，而蓝宝石玻璃的硬度达到了9莫氏，仅仅比钻石差一点。也就是说，绝大部分的物体硬度都比蓝宝石玻璃低，也就很难划伤蓝宝石玻璃为材质的手机显示屏了。
目前很多智能手机都采用康宁大猩猩玻璃来制造显示屏。
7、蓝宝石玻璃显示屏的成本大约是多少？
蓝宝石玻璃之所以没有普遍应用于智能手机显示屏制造，很大一部分原因在于成本过高。
8、蓝宝石手机屏钻孔磨边的加工方法
北京海普瑞森科技发展有限公司研发的精密光学特种加工中心，是一款专业针对蓝宝石、陶瓷等脆硬材料的精加工，并且提供免费打样服务，目前主要是蓝宝石手机面板钻孔、磨边等。
目前，普通精雕机在面对蓝宝石、陶瓷等脆硬材料的磨边、打孔加工时,一直存在裂纹、崩边、加工时间长等效率低下问题，加上蓝宝石、陶瓷等材质本身韧性就较差，重压时质感非常脆，加工难度非常大。针对上述问题，北京海普瑞森科技发展有限公司潜心研发的这款精密光学特种加工中心，是特别针对超硬超脆等材料如蓝宝石、陶瓷等材质的高速、高效、高光洁度的加工中心，是可高效磨边、打孔的一款新型加工中心。
海普瑞森精密光学特种加工中心特别采用了世界独创的“空气静压+内置超声”主轴，具有超稳定的性能表现，超长的使用寿命和免维护的特点。效率是同类进口装备德玛吉、兄弟、法兰克等品牌设备的2.5倍以上，售价不到进口装备的三分之一。
将于2016年9月6-9深圳会展中心举办的第18届中国国际光电博览会上，海普瑞森将携这款精密光学特种加工中心亮相，将面对客户现场演示这款精密光学特种加工中心，也诚挚欢迎各盖板企业和蓝宝石加工领域的厂家前来了解，展位号8L08.
蓝宝石生长方法
一、蓝宝石生长 1.1 蓝宝石生长方法 1.1.1 焰熔法Verneuil (flame fusion) 最早是1885年由弗雷米（E. Fremy）、弗尔（E. Feil） 和乌泽（Wyse）一起，利用氢氧火焰熔化天然的红宝石粉末 与重铬酸钾而制成了当时轰动一时的“ 日内瓦红宝石”。后 来于1902年弗雷米的助手法国的化学家维尔纳叶（Verneuil） 改进并发展这一技术使之能进行商业化生产。因此，这种方 法又被称为维尔纳叶法。 1）基本原理 焰熔法是从熔体中生长单晶体的方法。其原料的粉末在 通过高温的氢氧火焰后熔化，熔滴在下落过程中冷却并在种 晶上固结逐渐生长形成晶体。 2）合成装置与条件、过程 焰熔法的粗略的说是利用氢及氧气在燃烧过程中产生 高温，使一种疏松的原料粉末通过氢氧焰撒下焰融，并落在 一个冷却的结晶杆上结成单晶。下图是焰熔生长原料及设备 简图。这个方法可以简述如下。图中锤打机构的小锤7按一 定频率敲打料筒，产生振动，使料筒中疏松的粉料不断通过 筛网6，同时，由进气口送进的氧气，也帮助往下送粉料。 氢经入口流进，在喷口和氧气一起混合燃烧。粉料在经过高温火焰被熔融而落在一个温度较低的结晶杆2上结成晶体了。炉体4设有观察窗。可由望远镜8观看结晶状况。为保持晶体的结晶层在炉内先后维持同一水平，在生长较长晶体的结晶过程中，同时设置下降机构1，把结晶杆2缓缓下移。 焰熔法合成装置由供料系统、燃烧系统和生长系统组成，合成过程是在维尔纳叶炉中进行的。 A.供料系统 原料：成分因合成品的不同而变化。原料的粉末经过充分拌匀，放入料筒。如果合成红宝石，则需要Al2O 粉末和少量的 Cr2O3参杂，Cr2O3用作致色剂，添加量为 1-3%。三氧化 3 二铝可由铝铵矾加热获得。料筒：圆筒，用来装原料，底部有筛孔。料筒中部贯通有
蓝宝石基本知识
蓝宝石基本知识 1、蓝宝石介绍 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.它常被应 用的切面有A-Plane,C-Plane及R-Plane.由于蓝宝石的光学穿 透带很宽,从近紫外光(190nm)到中红外线都具有很好的透光性. 因此被大量用在光学元件、红外装置、高强度镭射镜片材料及 光罩材料上，它具有高声速、耐高温、抗腐蚀、高硬度、高透 光性、熔点高（2045℃）等特点，它是一种相当难加工的材料，因此常被用来作为光电元件的材料。目前超高亮度白/蓝光LE D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. 2、蓝宝石晶体的生长方法常用的有两种: 1:柴氏拉晶法(Czochralski method),简称CZ法.先将原料加热至熔点后熔化形成熔汤，再利用一单晶晶种接触到 熔汤表面，在晶种与熔汤的固液界面上因温度差而形成过冷。 于是熔汤开始在晶种表面凝固并生长和晶种相同晶体结构的单
晶。晶种同时以极缓慢的速度往上拉升，并伴随以一定的转速旋转，随着晶种的向上拉升，熔汤逐渐凝固于晶种的液固界面上，进而形成一轴对称的单晶晶锭. 2:凯氏长晶法(Kyropoulos method),简称KY法,大陆称之为泡生法.其原理与柴氏拉晶法(Czochralskimethod)类似，先将原料加热至熔点后熔化形成熔汤，再以单晶之晶种(SeedC rystal，又称籽晶棒)接触到熔汤表面，在晶种与熔汤的固液界面上开始生长和晶种相同晶体结构的单晶，晶种以极缓慢的速度往上拉升，但在晶种往上拉晶一段时间以形成晶颈，待熔汤与晶种界面的凝固速率稳定后，晶种便不再拉升，也没有作旋转，仅以控制冷却速率方式来使单晶从上方逐渐往下凝固，最后凝固成一整个单晶晶碇. 蓝宝石基片的原材料是晶棒,晶棒由蓝宝石晶体加工而成 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
蓝宝石缺陷产生机理及改进方法研究
蓝宝石缺陷产生机理及改进方法研究 在蓝宝石晶体的制备过程中，常见的晶体缺陷主要有晶体开裂、气泡与空腔、杂质及色心、位错等，缺陷的产生极大影响了晶体的使用性能。文章从几种缺陷的产生机理着手，提出了有效降低晶体中缺陷率的措施，对生长大尺寸、高质量的蓝宝石晶体具有重要意义。 标签：蓝宝石单晶；晶体缺陷；产生机理；改进方法 Abstract：In the process of sapphire crystal preparation，the common crystal defects mainly include crystal crack，bubble and cavity，impurity and color center，dislocation，and so on. Based on the mechanism of several defects，this paper puts forward effective measures to reduce the defect rate in crystals，which is of great significance for the growth of large-size and high-quality sapphire crystals. Keywords：sapphire single crystal；crystal defect；generation mechanism；improving method 1 概述 蓝宝石（Sapphire），又称白宝石或刚玉。蓝宝石晶体的热学性能以及光学性能优良，化学性质稳定，广泛应用于光学和微电子领域，尤其是用作高亮度GaN 基发光二极管（LED）的外延基片材料。LED市场的迅猛发展，要求生长出大尺寸、高质量、性能稳定的蓝宝石晶体，这就对蓝宝石生长技术提出了更高要求。但在蓝宝石单晶的生长过程中，往往会产生一些显著影响蓝宝石性能的缺陷，比如位错、杂质及色心、气泡、晶体裂纹等。 2 几种常见的晶体缺陷产生机理 2.1 晶体裂纹 在生长过程中晶体内部各种应力的产生将引起应变，当应变大于晶体本身的塑性极限时，晶体将产生裂纹。晶体中的应力主要包括以下三种： （1）热应力：热应力是由于晶体受热不均匀而存在温度差异，导致晶体各处膨胀或收缩变形不一致，晶体各部分间相互约束而产生的一种内应力。因此只要晶体内存在温度梯度，就会存在热应力。 （2）化学应力：晶体中各种组分不均匀分布造成的。 （3）机械应力：晶体生长过程中的机械振动造成的。 在蓝宝石单晶生长过程中，热应力是所有应力中最重要的一种形式，导致晶
不同生长方法的蓝宝石颜色问题浅析
不同生长方法的蓝宝石颜色问题浅析 (2013-03-06 18:24:26) 转载▼ 标签： 分类：蓝宝石晶体 蓝宝石晶体 颜色问题 掺杂问题 杂谈 蓝宝石晶体生长 前言 恭祝大家在新的一年里有新的气象；好久不发表文章了，在这就说说为何停顿这么久时间吧！首先肯定不会是因为接到某些官员的恐吓电话而不写博文了，是因为有很多更值得忙的事；这些就在最近的博文里慢慢论述吧！ 在我的《笑话连篇——真假自动化》（2012-09-15 10:25:34）的评论中有这么一段留言“............HEM 的创始人Fred Schmid差不多80岁了，天才的人物还奋战在第一线搞技术，国人惭愧啊！”。 不管是洋人还是国人，Fred Schmid作为一个晶体生长的老工程师是值得尊敬。不过这么舔洋人屁眼的话语我实在看不过去。说这话的人实在是没有什么专业知识，也没见过什么世面。如果Fred Schmid能称上天才人物的话，中国晶体生长界有太多人需要用“宇宙无敌”来形容了。 为了防止有人再发表“碳是黑色的，掺入蓝宝石晶体，晶体应该也是黑色.........”的笑话，就给大家分析一下不同方法生长出来的蓝宝石的颜色问题。 我讲的未必都对，听不听是你的事，怎么讲是我的事。 宝石材料的显色机理 众所周知，白光是一种混合光，由各种波长（各种颜色）混合显色的结果。当白光入射的时候，如所有的光都通过的时候，则蓝宝石为无色；全部反射，则呈现白色；部分吸收，则呈现剩余光的颜色。例如：吸收红光蓝宝石呈现青色；吸收黄光蓝宝石呈现紫色色；吸收绿光呈现蓝色；反之则反。
杂质离子的引入方式 蓝宝石材料呈现颜色的时候，一定是引入了杂质离子。杂质离子的引入途径只有两个：途径化铝原料中的杂质；途径2是热场包括保温、发热体和坩埚引入的杂质。
蓝宝石晶体生长技术回顾
蓝宝石晶体生长技术回顾 (2011-07-12 15:21:18) 转载 分类：蓝宝石晶体 标签： 蓝宝石 晶体生长 技术 历史 杂文 杂谈 引言 不少群众提出意见，博主说了这多不行的，能不能告诉广大投身蓝宝石长晶事业的什么设备行？说实话，这真的是为难我了！怎么讲？举个例子吧，Ky技术设备在Mono手里还真的是Ky，但到了你手里可能就是YY了。 可能你觉得受打击了，可是没有办法啊，事实如此啊，实话听 起来往往比较刺耳！本博主前面发表的《从缺陷的角度谈谈蓝宝石生长方向的选择》博文，迄今为止只有寥寥无几群众真正看出精髓所在..................................不服气群众可以留言谈谈自己了解了什么？ 古人云“博古通今”、“温故知新”，我觉得很有道理，技术之道也是如此。如果没有对以往技术的熟练掌握、熟知精髓所在，没有
对以往技术的总结提炼，你就不可能对一个新技术真正的掌握。任何新技术新设备到你手里，充其量你只是一个熟练操作工而已。 还觉得不信的话，我就在这篇博文里用大家认为最古老的火焰法宝石生长的经验理论总结来给大家进行目前流行的衬底级蓝宝石晶体生长进行理论指导。 蓝宝石晶体生长技术简介
焰熔法（flame fusion technique）&维尔纳叶法（Verneuil technique） 1885年由弗雷米（E. Fremy）、弗尔（E. Feil）和乌泽（Wyse）一起，利用氢氧火焰熔化天然的红宝石粉末与重铬酸钾而制成了当时轰动一时的“日内瓦红宝石”。后来于1902年弗雷米的助手法国的化学家维尔纳叶（Verneuil）改进并发展这一技术使之能进行商业化生产。因此，这种方法又被称为维尔纳叶法。 弗雷米（E. Fremy）、弗尔（E. Feil）和乌泽（Wyse）这几个哥们实际上就是做假珠宝的，一群有创新精神的专业人士。 博主对两类造假者比较佩服，一类是以人造珠宝以假乱真的，一类是造假文物的。首先、他们具有很高的专业素养；其次、他们也无关民生大计；还有利于社会财富的再分配。 至于火焰法简单的描述我就不啰嗦了，我讲讲一些你所不知道的火焰法长宝石的一些前人总结；这些总结和经验对今天的任何一种新方法长蓝宝石单晶都是有借鉴意义的。 100多年来火焰法工作者在气泡、微散射，晶体应力和晶体生长方向的关系，晶体生长方向与缺陷、成品率之间的关系做了大量的数据总结，可以讲在各个宝石生长方法中研究数据是最完备的。在这篇博文里我只讲讲个人认为对其他方法有借鉴意义的一些总结。
蓝宝石切割工艺研究
蓝宝石切割工艺研究 蓝宝石材料因其优良的特性，成为多个特定行业领域广泛使用的基础材料，但是其高硬度特性也决定了其切割方面的难度，提高对蓝宝石的切割工艺水平，对于蓝宝石材料的应用意义重大。本文主要就蓝宝石的切割工艺进行了研究。 现代科学技术的飞速发展，推动着各行各业的不断进步，行业领域的建设发展都是以相应的基础建设材料为基础的，尤其是一些特殊行业领域，如航空航天、微电子、光电子等，其技术的革新往往伴随着对于材料的更高要求，为了适应行业领域的发展，质量优良，性能符合要求标准的材料至关重要。蓝宝石因其本身的优良特性，成为许多行业领域的重要材料，而如何对其实现有效切割也成为一个十分重要的问题。 一、蓝宝石概述 在光电子和微电子等行业领域中，蓝宝石晶体发挥着十分重要的作用，除此之外，在一些对于材料性能要求十分苛刻的行业领域中，也经常能看到蓝宝石晶体的应用。这主要是以为蓝宝石晶体具有十分突出的物理特性、化学特性以及光学特性。在种类十分繁多的氧化物晶体中，蓝宝石晶体具
有最高的硬度值，而且在高温环境下，蓝宝石依然具有极高的强度，同时其透过率与热属性也十分优秀。在介电特性和热透性以及电气特性以及防腐蚀方面蓝宝石晶体也具有十分显著的优势。但是作为一种硬脆材料，除了碳化硅和金刚石之外，蓝宝石晶体的硬度是所有物质中最大的，具有8.5左右的莫氏硬度值，而且其晶格结构表现出极高的同向性，再加上极强的分子结合，使得在需要对其进行切割时具有很大的难度，很难有效高效地对其进行切割，这在一定程度上限制了蓝宝石晶体地实际应用。 二、蓝宝石多线切割概论 传统的蓝宝石切割工艺是对棒状或者锭状的蓝宝石晶体采用内圆切割的技术，将其切成片状。这种切割方法对蓝宝石晶体材料的损耗比较严重，不仅出片率和效率比较低，而且晶片表面也因为切割工艺的缺陷出现质量下降的问题，致使无法利用切割出的蓝宝石进行高耐磨性和脆性、以及高硬度的材料。线切割技术在蓝宝石晶体切割过程中的应用，大大满足了当前各个行业领域发展对于蓝宝石晶片的高要求，利用线切割技术得到的蓝宝石晶片，不仅能够实现低损耗，而且能够实现大片经。多线切割技术最初应用的时候，使用的游离磨粒的方法，通过线带动碳化硅等游离磨粒实现对蓝宝石晶体的切割。但是，游离磨粒的缺点在于其体积十分小，所以其与蓝宝石晶体的实际接触面积十分有限，造成
数种蓝宝石晶体生长方法
蓝宝石晶体的生长方法 自1885年由Fremy、Feil和Wyse利用氢氧火焰熔化天然红宝石粉末与重铬酸钾而制成了当时轰动一时的“日内瓦红宝石”，迄今人工生长蓝宝石的研究已有100多年的历史。在此期间，为了适应科学技术的发展和工业生产对于蓝宝石晶体质量、尺寸、形状的特殊要求，为了提高蓝宝石晶体的成品率、利用率以及降低成本，对蓝宝石的生长方法及其相关理论进行了大量的研究，成果显著。至今已具有较高的技术水平和较大的生产能力，为之配套服务的晶体生长设备——单晶炉也随之得到了飞速的发展。随着蓝宝石晶体应用市场的急剧膨胀，其设备和技术也在上世纪末取得了迅速的发展。晶体尺寸从2吋扩大到目前的12吋。 低成本、高质量地生长大尺寸蓝宝石单晶已成为当前面临的迫切任务。总体说来，蓝宝石晶体生长方式可划分为溶液生长、熔体生长、气相生长三种，其中熔体生长方式因具有生长速率快，纯度高和晶体完整性好等特点，而成为是制备大尺寸和特定形状晶体的最常用的晶体生长方式。目前可用来以熔体生长方式人工生长蓝宝石晶体的方法主要有焰熔法、提拉法、区熔法、导模法、坩埚移动法、热交换法、温度梯度法、泡生法等。而泡生法工艺生长的蓝宝石晶体约为目前市场份额的70%。LED蓝宝石衬底晶体技术正属于一个处于正在发展的极端，由于晶体生长技术的保密性，其多数晶体生长设备都是根据客户要求按照工艺特点定做，或者采用其他晶体生长设备改造而成。下面介绍几种国际上目前主流的蓝宝石晶体生长方法。
图9 蓝宝石晶体的生长技术发展 1 凯氏长晶法(Kyropoulos method) 简称KY法，中国大陆称之为泡生法。泡生法是Kyropoulos于1926年首先提出并用于晶体的生长，此后相当长的一段时间内，该方法都是用于大尺寸卤族晶体、氢氧化物和碳酸盐等晶体的制备与研究。上世纪六七十年代，经前苏联的Musatov改进，将此方法应用于蓝宝石单晶的制备。该方法生长的单晶，外型通常为梨形，晶体直径可以生长到比坩锅内径小10～30mm的尺寸。其原理与柴氏拉晶法(Czochralski method)类似，先将原料加热至熔点后熔化形成熔汤，再以单晶之晶种（Seed Crystal，又称籽晶棒）接触到熔汤表面，在晶种与熔汤的固液界面上开始生长和晶种相同晶体结构的单晶，晶种以极缓慢的速度往上拉升，但在晶种往上拉晶一段时间以形成晶颈，待熔汤与晶种界面的凝固速率稳定后，晶种便不再拉升，也没有作旋转，仅以控制冷却速率方式来使单晶从上方逐渐往下凝固，最后凝固成一整个单晶晶碇，图10即为泡生法(Kyropoulos method)的原理示意图。泡生法是利用温度控制来生长晶体，它与柴氏拉晶法最大的差异是只拉出晶颈，晶身部分是靠着温度变化来生长，少了拉升及旋转的干扰，比较好控制制程，并在拉晶颈的同时，调整加热器功率，使熔融的原料达到最合适的
蓝宝石应力
蓝宝石应力 1. 概述 在晶体生长过程中晶体内存在的应力将引起应变，当应变超过了晶体材料本身塑性形变的屈服极限时，晶体将发生开裂。一般来说，根据晶体内应力的形成原因，可将其分为三类：热应力，化学应力和结构应力。 1.1热应力 蓝宝石晶体在从结晶温度冷却至室温过程中并不发生相结构的转变，因此，晶体内应力主要是由温度梯度引起的热应力。晶体热应力正比于晶体内的温度梯度、晶体热膨胀系数及晶体直径。最大热应力总是出现在籽晶与新生晶体的界面区域，较大热应力一般出现在结晶界面、放肩、收尾及直径发生突变的部位，在等径部位热应力相对较小。 1.2结构应力 由特定材料构建成的一个功能性物体叫做结构，在结构的材料内部纤维受到结构自身重力或者外界作用力下，纤维会产生变形，这种变形的能量来自于材料所受的应力，这种应力就叫结构应力。 2. 产生因素 晶体全开裂主要与晶体的生长速率和冷却速率有关，生长速率或冷却速率过快，必将使晶体整体的热应力过大。当热应力值超过屈服应力时，裂纹大量萌生，不断扩展，相互交织造成晶体整体碎裂，具有此种裂纹的晶体已失去使用价值，应当严格避免。通过相关理论分析和多次实验证明，采用匀速的降温程序，降温速率控制在1.5～3.0 K／h的范围
内，晶体生长速率为1.0～5.0 mm／h；依据蓝宝石晶体退火工艺，晶体强度与温度的变化关系，在10～30 K／h范围内设计晶体的冷却程序，完成晶体的退火和冷却。此晶体生长速率及冷却程序，可使晶体的整体碎裂得到有效控制。 在晶体生长中时常发现在晶体的引晶、放肩及晶体直径突变等部位发生裂纹萌生，并沿特定的晶面扩展。具有该种裂纹的晶体虽然仍可利用，但会使器件的尺寸受到一定的限制，降低晶体坯料的利用率，故应尽力避免。 此种裂纹的形成与泡生法晶体生长控制工艺密切相关。在晶体生长的引晶和放肩阶段主要是通过调节热交换器的散热能力来控制晶体生长，在籽晶和新生晶体的界面区域，受热交换器工作流体温度的影响较显著，温度梯度较大。同时，在此阶段需不断的调整晶体的生长 状态，造成此位置晶体外形不规则以及较高的缺陷浓度等都极易引起应力集中，裂纹萌生的机率也相对较大。在后续实验中，本实验室采用加长籽晶杆长度，增加温度梯度过渡区长度和恒定热交换器工作流体温度等措施来控制该区域的裂纹萌生，并取得了较好的效果。 3. 检测方法 检测工具为应力仪。 台式应力仪：S-18应力测试仪应用范围广泛。该仪器可以从水平或垂直角度，对玻璃和塑料配件进行检测，大多运用于品控。S-18有足够大的使用空间供各种产品进行测量。测量过程中，主要通过手持被测物体在偏光下进行观察测量。 标准配置的S-18包括一个光源，一个装有四分之一波盘的分析器和另一个装有四分之一波盘的偏光装置。S-18应力仪中已经置入了一块全波盘。 S-18应力测试仪使用时要垂直放置。机身上有2对橡胶脚垫减震器，便于从水平或垂直方向操作。 应力仪功能的优越点 应力仪是一种无损检测应力情况的机器，便于人们在生产国产中更直观的判别样品的应力情况。做好分析应力的情况，更好的改进生产工艺，做出更好的产品。 应力仪的操作简便易学，机器性能一般可以稳定维持3-5年。
蓝宝石晶体生长工艺研究
蓝宝石晶体生长工艺研究 【摘要】蓝宝石晶体具有硬度大、熔点高、物理化学性质稳定的特点,是优质光功能材料和氧化物衬底材料,广泛用于电子技术,军事、通信、医学等国防民用, 科学技术等领域。自19 世纪末, 法国化学家维尔纳叶采用焰熔法获得了蓝宝石晶体后,人工生长蓝宝石工艺不断发展, 除了焰熔法外还有冷坩埚法、泡生法、温度梯度法、提拉法、热交换法、水平结晶法、弧熔法、升华法、导模法、坩埚下降法等。本文主要对应用较为广泛的焰熔法、提拉法、泡生法、热交换法、导模法、下降法、等生长工艺进行论述。 【关键词】蓝宝石晶体晶体生长工艺研究蓝宝石晶体的化学成分是氧化铝(a -AI2O3 ),熔点高达2050C,沸点3500C,硬度仅次于金刚石为莫氏硬度9，是一种重要的技术晶体。蓝宝石晶体在光学性能、机械性能和物理化学性质方面表现出了优异性能,因此被各行业广泛应用,同时随着现代科学技术的发展,对蓝宝石晶体的质量要求也不断提升,这就对蓝宝石晶体生长工艺提出了新的挑战。 焰熔法。确切来讲焰熔法是由弗雷米、弗尔、乌泽在
1885 年发明的，后来法国化学家维尔纳叶改进、发 展并投入生产使用。焰熔法是以Al2O3 粉末为原 料，置于设备上部，原料在撒落过程中通过氢及氧气 在燃烧过程中产生的高温火焰，熔化，继续下落，落 在设备下方的籽晶顶端，逐渐生长成晶体。焰熔法生 产设备主要有料筒、锤打机构、筛网、混合室、氢气 管、氧气管、炉体、结晶杆、下降机构、旋转平台等 组成。锤打机构使料筒振动，与筛网合作使粉料少 量、等量或周期性的下落；氧气与粉末一同下降、氢气与氧气混合燃烧；在炉体设有观察窗口可通过望远镜查看结晶状况，下降机构控制结晶杆的移动，旋转平台为晶体生长平台，下方置以保温炉。焰熔法具有生长速度快、设备简单、产量大的优点，但是生产出的晶体缺陷较多，适用于对蓝宝石质量要求不高的晶体生产。 提拉法。提拉法能够顺利地生长某些易挥发的化合物，应用较为广泛。提拉法工艺：将原料装入坩埚中熔化为熔体，籽晶放入坩埚上方的提拉杆籽晶夹具中，降低提拉杆使籽晶插入熔体中，在合适的温度下籽晶不会熔掉也不会长大，然后转动和提升晶体，当加热功率降低时籽晶就会生长，通过对加热功率的调节和提升杠杆的转动即可使籽晶生长成所需的晶体。
蓝宝石衬底制作工艺流程简要说明
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
蓝宝石晶体生长设备
大规格蓝宝石单晶体生长炉技术说明 一、项目市场背景 α-Al2O3单晶又称蓝宝石，俗称刚玉，是一种简单配位型氧化物晶体。蓝宝石晶体具有优异的光学性能、机械性能和化学稳定性，强度高、硬度大、耐冲刷，可在接近2000℃高温的恶劣条件下工作，因而被广泛的应用于红外军事装置、卫星空间技术、高强度激光的窗口材料。其独特的晶格结构、优异的力学性能、良好的热学性能使蓝宝石晶体成为实际应用的半导体GaN/Al2O3发光二极管(LED)，大规模集成电路SOI和SOS及超导纳米结构薄膜等最为理想的衬底材料。低成本、高质量地生长大尺寸蓝宝石单晶已成为当前面临的迫切任务。 蓝宝石晶体生长方式可划分为溶液生长、熔体生长、气相生长三种，其中熔体生长方式因具有生长速率快，纯度高和晶体完整性好等特点，而成为是制备大尺寸和特定形状晶体的最常用的晶体生长方式。目前可用来以熔体生长方式人工生长蓝宝石晶体的方法主要有熔焰法、提拉法、区熔法、坩埚移动法、热交换法、温度梯度法和泡生法等。但是，上述方法都存在各自的缺点和局限性，较难满足未来蓝宝石晶体的大尺寸、高质量、低成本发展需求。例如，熔焰法、提拉法、区熔法等方法生长的晶体质量和尺寸都受到限制，难以满足光学器件的高性能要
求；热交换法、温度梯度法和泡生法等方法生长的蓝宝石晶体尺寸大，质量较好，但热交换法需要大量氦气作冷却剂，温度梯度法、泡生法生长的蓝宝石晶体坯料需要进行高温退火处理，坯料的后续处理工艺比较复杂、成本高。 二、微提拉旋转泡生法制备蓝宝石晶体工艺技术说明 微提拉旋转泡生法制备蓝宝石晶体方法在对泡生法和提拉法改进的基础上发展而来的用于生长大尺寸蓝宝石晶体的方法，主要在乌克兰顿涅茨公司生产的 Ikal-220型晶体生长炉的基础上改进和开发。晶体生长系统主要包括控制系统、真空系统、加热体、冷却系统和热防护系统等。微提拉旋转泡生法大尺寸蓝宝石晶体生长技术主要是通过调控系统内的热量输运来控制整个晶体的生长过程，因此加热体与热防护系统的设计，热交换器工作流体的选择、散热能力的设计，晶体生长速率、冷却速率的控制等工艺问题对能否生长出品质优良的蓝宝石晶体都至关重要。 微提拉旋转泡生法制备蓝宝石晶体，生长设备集水、电、气于一体，主要由能量供应与控制系统、传动系统、晶体生长室、真空系统、水冷系统及其它附属设备等组成。传动系统作为籽晶杆(热交换器)提拉和旋转运动的导向和传动机构，与立柱相连位于炉筒之上，其主要由籽晶杆(热交换器)的升降、旋转装置组成。提拉传动装置由籽晶杆(热交换器)的快速及慢速升降系统两部分组成。籽晶杆(热交换器)的慢速升降系统由稀土永磁直流力矩电机，通过谐波减速器与精密滚珠丝杠相连，经滚动直线导轨导向，托动滑块实现籽晶杆(热交换器)在拉晶过程中的慢速升降运动。籽晶杆(热交换器)的快速升降系统由快速伺服电机经由谐波减速器上的蜗杆、蜗杆副与谐波的联动实现。籽晶杆的旋转运动由稀土永磁式伺服电机通过楔形带传动实现。该传动系统具有定位精度高、承载能力大，速度稳定、可靠，无振动、无爬行等特点。采用精密加热，其具有操作方法简单，容易控制的特点。在热防护系统方面，该设计保温罩具有调节气氛，防辐射性能好，保温隔热层热导率小，材料热稳定性好，长期工作不掉渣，不起皮，具有对晶体生长环境污染小，便于清洁等优点。选用金属钼坩埚，并依据设计的晶体生长尺寸、质量来设计坩埚的内径、净深、壁厚等几何尺寸，每炉最大可制备D200mmX200mm，重量25Kg蓝宝石单晶体。Al2O3原料晶体生长原料采用纯度为5N的高纯氧化铝粉或熔焰法制备的蓝宝石碎晶。 从熔体中结晶合成宝石的基本过程是：粉末原料→加热→熔化→冷却→超过临界过冷度→结晶。 ９９．９９％以上纯度氧化铝粉末加有机黏结剂，在压力机上形成坯体；先将该坯体预先烧成半熟状态的氧化铝块，置入炉内预烧，将炉抽真空排出杂质气体，先后启动机械泵、扩散泵，抽真空至１０↑［－３］－１０↑［－４］Ｐａ，当炉温达１５００－１８００℃充入混合保护气体，继续升温至设定温度（２１００－２２５０℃）；（３）炉温达设定温度后，保温４－８小时，调节炉膛温度
蓝宝石生产线项目可行性报告
LED级大尺寸蓝宝石单 晶生产线 项目可行性研究报告 江苏无锡爱能光电科技有限公司 2010-12-04
目录 第一章蓝宝石生产线项目总论 (3) 一、项目提要 (3) 二、主要的技术和经济指标 (3) 第二章项目背景及市场分析 (5) 一、项目由来 (5) 全球LED市场分析 (6) 国内LED市场分析 (7) LED级蓝宝石单晶市场分析 (8) LED级蓝宝石价格趋势 (9) 二、项目必要性和建设条件 (10) 第三章投资项目地点选址 (12) 一、选址的基本思路和原则 (12) 二、地址选址 (12) 三、项目区建设条件 (12) 第四章项目总体方案 (14) 一、项目建设的指导思想 (14) 二、项目产业定位和规模 (14) 三、主要生产技术路线 (14) 四、工程建设规划 (17) （一）项目平面布局 (17) （二）工程预算 (18) 五、原材料与能源消耗 (20) 第五章环境保护和节约能源 (21) 一、环境保护 (21) 1、项目所采用的环境标准 (21) 2、项目所在地环境分析 (21) 3、主要污染源、污染物及防治措施 (22) 4、节约能源 (24) 第六章职业安全与卫生及消防设施方案 (25) 一、设计依据 (25) 二、安全教育 (25) 三、劳动安全与工业卫生 (26) 四、消防设施及方案 (27) 第七章项目组织机构与劳动定员 (29) 一、项目组织 (29) 1、项目建设期组织与管理 (29) 2、项目运营期的组织与管理 (30) 二、劳动定员与培训 (32) 第八章项目实施进度与招投标 (34) 一、项目实施进度安排 (34) 1、土建工程 (34) 2、设备安装调试工程 (35) 第九章投资估算与资金筹措 (36) 一、投资估算的依据 (36) 1、建设投资估算 (36) 第十章财务评价 (38) 一、财务评价 (38) 1、评价条件 (38) 2、财务评价 (38) 3、财务评价结论 (39)
几种蓝宝石的生长方法比较
几种蓝宝石的生长方法比较 文摘：本文针对目前光学窗口、光电子、集成电路等领域对大尺寸蓝宝石单晶的迫切需求，综述了大尺寸蓝宝石单晶材料制备的研究进展，总结介绍了当今几种Φ150mm以上蓝宝石单晶制备方法，分析了各种方法的优缺点，指出了蓝宝石晶体发展中需要解决的问题。 关键词：整流罩蓝宝石晶体生长 1前言 蓝宝石单晶具有熔点高(2050℃)，硬度高(莫氏硬度9)，化学性能稳定，电绝缘性好，特别是优良的红外透过率等特性[1]，可用于近红外窗口，微波电子管介质材料，超声波传导元件，延迟线，波导激光器腔体及精密仪器轴承，天平刀口，半导体衬底基片等领域。美国雷声公司最新研制的“AIM-9X”短程空-空导弹采用蓝宝石单晶整流罩，从而大大提高导弹高速飞行时承受高温高冲刷的恶劣环境及制导精度。随着科技的发展，对蓝宝石单晶的质量与尺寸提出了更高的要求。目前制备蓝宝石单晶的方法很多，但制备直径大于Φ100mm的高质量、大尺寸蓝宝石单晶技术主要掌握在美、俄、以色列等极少数国家手中。 2 蓝宝石单晶制备技术及其发展 蓝宝石单晶的制备研究开始于19世纪末。1904年，法国人Verneuil 用自行设计的焰熔法最先获得了较大尺寸的刚玉晶体[3-4]；此后又不断诞生了一系列单晶生长方法，按工艺特点可分细为熔焰法、泡生法（GOI法）、导模法（EFG）、水热法、提拉法、坩埚移动法、热交换法和温度梯度法等[5-10]，这些方法都有各自的工艺特性，所制得的
晶体在形状、尺寸、质量上各有不同。 20世纪中叶，对于晶体生长的适合方法存在两种不同的观点，一种观点认为溶剂法由于结晶过程中所需温度低、温度梯度小，因此比熔体法更适合单晶生长；但反对者则认为上述观点仅考虑到温度梯度是影响晶体结构完整性的主要因素，而忽视了由于异相溶剂的存在造成晶体局部含有大量杂质[11]，引起晶体点阵发生畸变，产生应力，例如在含有溶剂或铬杂质的刚玉试样中可以发现位错密度急剧上升；随着科学技术水平的发展，目前已经可以使熔体法向溶剂法一样在结晶和退火过程中具有很低的温度梯度。因此熔体法逐渐获得了较大发展，人们在生长高纯度高质量，特别是高熔点晶体时常常采用熔体法。 在上述众多方法当中，适于生长Φ100mm以上大尺寸蓝宝石单晶的技术却仅有热交换法、定向凝固法、提拉法、GOI法等少数几种。下面本文将对这几种方法进行逐一介绍。 2.1坩埚移动法[12-13] 坩埚移动法方法的特点是可以在垂直或水平放置的坩锅中生长晶体，在垂直放置的坩锅中生长单晶时，籽晶通常位于坩锅的底端；生长过程一般在圆筒型的炉体中进行，炉体分为加热区和冷却区两部分。在实际生长过程中，将装满原料的坩锅在加热区加热至原料完全熔化，然后将装有熔体的坩埚缓慢通过预先设定的温度梯度区，使熔体在坩埚中冷却，凝固过程从籽晶一端开始，通过固-液界面的移动逐渐扩展到整个熔体，最终完成结晶。此外，加热的方式也可以采用高频感应加热，用类似区域熔炼的方法来实现晶体的生长。在多数情况下，
泡生法生长蓝宝石的原理和应用研究
泡生法生长蓝宝石的原理和应用研究 摘要：蓝宝石以独特的晶体结构而具有许多优异的性能，比如硬度高、耐磨性化学也稳定和耐热性好等。本文简要叙述了用于生长高质量蓝宝石晶体的生长技术。详细介绍了泡生法生长高质量无色蓝宝石的原理、生长工艺和技术要点，讨论了高质量无色蓝宝石应用前景。 关键词：泡生法；蓝宝石；晶体生长；原理；应用 1引言 20世纪后半叶，单晶技术的发展推动材料科学其他分支的迅速发展--晶体材料，蓝宝石是一种多功能的材料，其原材料便宜、生长过程资源能耗低、无环境污染、生物兼容性较好，有越来越多的研究者去研究和发展[1]。 蓝宝石，α-Al2O3单晶，又称“刚玉”，其莫氏硬度为9；当晶体含有不同微量元素时，就会显示不同颜色。例如，掺杂Ti4+或Fe2+显现蓝色，掺杂Cr3+显现红色，掺杂Ni3+显现黄色。蓝宝石高强度、高硬度、高透过率(从0.195～5.5μm 波段均能透过)、耐冲刷、耐腐蚀、耐高温(在接近2000 ℃下仍可工作)，在红外军事装置、卫星空间技术、空间飞行器、高强度激光窗口材料、超声波传导元件、微波电子管介质材料及精密仪器轴承等行业得到广泛的应用；蓝宝石独特的晶格结构、优异的力学性能、良好的热力学性能使其成为最理想的发光二极管(LED)半导体，以及大规模集成电路SOI 和SOS及超导纳米结构薄膜的衬底材料[2]。蓝宝石晶体最早被AugusteVerneuil人为生长出来，并将其扩大到商业化生产[3]。到今天，蓝宝石的生长已有100多年的历史，市场对蓝宝石的需求量有增无减，这对蓝宝石生长方法也提出了更苛刻的要求。目前主要的生长方法有：焰熔法、提拉法、泡生法、热交换法、垂直布里奇曼法(VB)等。只有对这些方法的进一步探索研究，才能推动蓝宝石产业不断进步发展。 2泡生法的原理与工艺 2.1原理 泡生法(Kyropoulos method)于1926年由Kyropouls发明，经过科研工作者几十年的不断改造和完善，是目前解决晶体提拉法不能生产大晶体的好方法之一[4]。其晶体生长的原理(图1)和技术特点是：将晶体原料放入耐高温的坩埚中加
蓝宝石晶体介绍
蓝宝石介绍 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.它常被应用的 切面有A-Plane,C-Plane及R-Plane.由 于蓝宝石的光学穿透带很宽,从近紫外 光(190nm)到中红外线都具有很好的透 光性.因此被大量用在光学元件、红外装 置、高强度镭射镜片材料及光罩材料上， 它具有高声速、耐高温、抗腐蚀、高硬 度、高透光性、熔点高（2045℃）等特 点，它是一种相当难加工的材料，因此 常被用来作为光电元件的材料。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. 2、蓝宝石晶体的生长方法常用的有两种: 1:柴氏拉晶法(Czochralski method),简称CZ法.先将原料加热至熔点后熔化形成熔汤，再利用一单晶晶种接触到熔汤表面，在晶种与熔汤的固液界面上因温度差而形成过冷。于是熔汤开始在晶种表面凝固并生长和晶种相同晶体结构的单晶。晶种同时以极缓慢的速度往上拉升，并伴随以一定的转速旋转，随着晶种的向上拉升，熔汤逐渐凝固于晶种的液固界面上，进而形成一轴对称的单晶晶锭. 2:凯氏长晶法(Kyropoulos method),简称KY法,大陆称之为泡生法.其原理与柴氏拉晶法(Czochralskimethod)类似，先将原料加热至熔点后熔化形成熔汤，再以单晶之晶种(SeedCrystal，又称籽晶棒)接触到熔汤表面，在晶种与熔汤的固液界面上开始生长和晶种相同晶体结构的单晶，晶种以极缓慢的速度往上拉升，但在晶种往上拉晶一段时间以形成晶颈，待熔汤与晶种界面的凝固速率稳定后，晶种便不再拉升，也没有作旋转，仅以控制冷却速率方式来使单晶从上方逐渐往下凝固，最后凝固成一整个单晶晶碇. 蓝宝石基片的原材料是晶棒,晶棒由蓝宝石晶体加工而成.
蓝宝石衬底项目初步方案
蓝宝石衬底项目初步方案 投资分析/实施方案
报告说明— 该蓝宝石衬底项目计划总投资7042.69万元，其中：固定资产投资6304.65万元，占项目总投资的89.52%；流动资金738.04万元，占项目总 投资的10.48%。 达产年营业收入7256.00万元，总成本费用5803.03万元，税金及附 加113.51万元，利润总额1452.97万元，利税总额1766.89万元，税后净 利润1089.73万元，达产年纳税总额677.16万元；达产年投资利润率 20.63%，投资利税率25.09%，投资回报率15.47%，全部投资回收期7.96年，提供就业职位116个。 蓝宝石的莫氏硬度为9，仅次于钻石的硬度，同时蓝宝石的物理、化学、光学等性能优异，具有抗震性高、透光性高、耐磨性优良、介电特性极好、热导率高以及耐腐蚀性高等特点，市场空间非常广阔。
目录 第一章项目基本情况 第二章建设单位基本信息第三章项目背景研究分析第四章产品规划分析 第五章选址分析 第六章土建工程方案 第七章工艺先进性 第八章环境影响说明 第九章企业安全保护 第十章项目风险说明 第十一章项目节能评估 第十二章项目实施方案 第十三章投资估算 第十四章经济效益分析 第十五章项目综合评估 第十六章项目招投标方案
第一章项目基本情况 一、项目提出的理由 蓝宝石的莫氏硬度为9，仅次于钻石的硬度，同时蓝宝石的物理、化学、光学等性能优异，具有抗震性高、透光性高、耐磨性优良、介电特性极好、热导率高以及耐腐蚀性高等特点，市场空间非常广阔。 二、项目概况 （一）项目名称 蓝宝石衬底项目 （二）项目选址 某经济合作区 项目建设方案力求在满足项目产品生产工艺、消防安全、环境保护卫 生等要求的前提下尽量合并建筑；充分利用自然空间，坚决贯彻执行“十 分珍惜和合理利用土地”的基本国策，因地制宜合理布置。 （三）项目用地规模 项目总用地面积22364.51平方米（折合约33.53亩）。 （四）项目用地控制指标 该工程规划建筑系数52.33%，建筑容积率1.47，建设区域绿化覆盖率7.99%，固定资产投资强度188.03万元/亩。
蓝宝石衬底加工制程
Application Process
For PSS (Patterned Sapphire Substrate)
AM Technology Co., Ltd
The Leader of Abrasive Machining Technology
Chapter 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）。
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Chapter 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
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Chapter 1 : 什么是PSS?
光萃取实验结果比较
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Chapter 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 Packing
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