《最新 用蓝宝石衬底幻灯片.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《最新 用蓝宝石衬底幻灯片.ppt(13页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、最新 用蓝宝石衬底第1页,共13页,编辑于2022年,星期六 蓝宝石切面图 晶体结构图上视图 晶体结构侧视图 Al2O3分之结构图第2页,共13页,编辑于2022年,星期六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轴侧看第3页,共13页,编辑于2022年,星期六蓝宝石蓝宝石(Al(Al2 2O O3 3)特性表特性表分子式分子式AlAl2 2O O3 3密度密度3.983.98克克/立方厘米立方厘米晶体结构晶体结构六方晶格六方晶格晶格常数晶格常数a=4.785a=4.785 ,c=12.991,c=
2、12.991 莫氏硬度莫氏硬度9 (9 (仅仅次于次于钻钻石石:10):10)熔点熔点20452045沸点沸点30003000热热膨膨胀胀系数系数5.85.810-6/K10-6/K比比热热0.418W.s/g/k0.418W.s/g/k热导热导率率25.12W/m/k(10025.12W/m/k(100)折射率折射率no=1.768 ne=1.760no=1.768 ne=1.760dn/dtdn/dt13x10-6/K(633nm)13x10-6/K(633nm)透光特性透光特性T80%(0.3T80%(0.35m)5m)介介电电常数常数11.5(11.5(c),9.3(c)c),9.3(
3、c)第4页,共13页,编辑于2022年,星期六2 2 蓝宝石晶体的生长方法蓝宝石晶体的生长方法 蓝宝石晶体的生长方法常用的有三种:1:提拉法提拉法(Czochralski method),简称CZ法.先将原料加热至熔点后熔化形成熔体,再利用一单晶籽晶接触到熔体表面,在籽晶与熔体的固液界面上因温度差而形成过冷。于是熔体开始在籽晶表面凝固并生长和籽晶相同晶体结构的单晶。籽晶同时以极缓慢的速度往上拉升,并伴随以一定的转速旋转,随着籽晶的向上拉升,熔体逐渐凝固于籽晶的液固界面上,进而形成一轴对称的单晶晶锭.晶体生长示意图如下:第5页,共13页,编辑于2022年,星期六 提拉法(Czochralski
4、method)之原理示意图 第6页,共13页,编辑于2022年,星期六 2:泡生法(Kyropoulos method),简称KY法,其原理与提拉法(Czochralskimethod)类似,先将原料加热至熔点后熔化形成熔体,再以单晶之籽晶(SeedCrystal,又称籽晶棒)接触到熔体表面,在籽晶与熔体的固液界面上开始生长和籽晶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,待熔体与籽晶界面的凝固速率稳定后,籽晶便不再拉升,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锭.晶体生长示意图如下:第7页,共13页,编辑于2
5、022年,星期六 凯氏長晶法(Kyropoulos method)之原理示意图 第8页,共13页,编辑于2022年,星期六3:热交换法(Heat Exchanger Method),简称HEM法,在热交换法生长蓝宝石晶体的过程中,坩埚底部放置籽晶的地方是低温区,当坩埚中的原料全部融化后,籽晶除接触熔体处略融外,其余部分保持不变。随着调节通入的氦气流量逐渐增大,低温区逐渐向上扩大,熔体自上部的高温区至下部的低温区行成了一个温度梯度分布,其梯度的大小与通入的氦气量有关。固液界面的位置产生了一个自下向上的推移过程,实现了晶体生长。因为温度的分布与重力场相反,因而熔体中没有对流作用发生,保证了晶体在稳
6、定状态下生长,有利于获得高质量的蓝宝石晶体。晶体生长示意图如下:第9页,共13页,编辑于2022年,星期六 热交换法生长蓝宝石晶体原理示意1.炉体,2.保温屏,3.上盖,4.坩埚,5.籽晶,6.热交换器,7.钨管,8.真空泵,9.氦气,10.热电偶,11.高温计第10页,共13页,编辑于2022年,星期六3 3 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 第11页,共13页,编辑于2022年,星期六 蓝宝石晶棒制造工艺流程蓝宝石晶棒制造工艺流程蓝宝石晶棒加工流程 晶体晶体 晶棒晶棒长晶长晶:利用长晶
7、炉生长尺寸大且高品质的单晶蓝宝石晶体定向定向:确保蓝宝石晶体在掏棒机台上的正确位置,便于掏棒加工掏棒掏棒:以特定方式从蓝宝石晶体中掏取出蓝宝石晶棒滚磨滚磨: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 机械加工第12页,共13页,编辑于2022年,星期六 蓝宝石基片制造工艺流程蓝宝石基片制造工艺流程晶棒晶棒 基片基片定向定向: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切片:将蓝宝石晶棒切成薄薄的晶片研磨研磨: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 机械加工第13页,共13页,编辑于2022年,星期六
限制150内