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热应力对蓝宝石单晶材料加工的影响

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热应力对蓝宝石单晶材料加工的影响

发布日期:2019-06-07 00:00 来源:http://chumies.com 点击:

蓝宝石(Sapphire)是一种氧化铝(α-Al2O3)的单晶,又称为刚玉。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单晶定向,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为理想的衬底材料。近年来,随着现代科学技术的发展,对蓝宝石晶体材料的尺寸、质量不断提出新的要求。


蓝宝石晶体(Al2O3)是高亮度的蓝、白光LED发光材料GaN常用的衬底单晶材料, 而GaN磊晶的晶体质量与所使用的监宝石衬底(基板)表面加工质量密切相关,尤其是图形化衬底(PSS)与晶片的表面形貌、翘曲程度联系密切,同时,晶片的翘曲程度过大,会在平片做GaN磊晶时,平片与外延薄膜脱落,PSS难以聚焦,影响外延品质。在蓝宝石衬底的切割、双面研磨以及单面研磨、抛光过程中,尽管部分的加工应力会在下一道加工工序释放,但是这种应力释放是无序释放,同时未释放的加工应力会在晶片表面集聚,影响蓝宝石晶片的翘曲程度,严重的翘曲会在后道加工过程产生破片,影响整个加工循环的晶片质量。蓝宝石衬底在加工过程中,须经过退火处理以降低加工应力。


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