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LED蓝宝石基板生长方法介绍

导读: 蓝宝石是指非红色的氧化铝(Al2O3)。含有杂质的蓝宝石很早以前就被作为宝石,由于其具有多种光学、机械、电气、热以及化学特性,因此还被广泛应用于工业等多种领域,而且应用范围仍在不断扩大之中。

  蓝宝石是制作芯片的重要原料,占LED芯片原料费的10%。蓝宝石是指非红色的氧化铝(Al2O3)。含有杂质的蓝宝石很早以前就被作为宝石,由于其具有多种光学、机械、电气、热以及化学特性,因此还被广泛应用于工业等多种领域,而且应用范围仍在不断扩大之中。其中,能够合成制造出蓝宝石更是意义重大。蓝宝石的主要用途包括LED和LED底板。

  蓝宝石芯材(Core)和坯料(Blank)由商品变身为“战略性材料”,大量的蓝宝石生产商时隔数年又重新掌握了定价的主导权。而且,他们可以将价格设定为能够最大限度获取利润的水平。其结果是,蓝宝石晶圆的美国国内售价超出我们的预想,上涨到了30美元,现金交易市场上的价格更是超过了30 美元。很多加工蓝宝石的企业和LED厂商为确保产能已经预付了货款,目的是防止生产线停工。

  生产蓝宝石晶棒的工艺主要有泡生法(KY法、凯氏长晶法)、提拉法(CZ法、柴氏拉晶法)、温度梯度法(TGT法)等,其中泡生法为主流工艺,生产的蓝宝石晶体约占70%,钻取率约30%。

  蓝宝石晶体原材料为氧化铝碎晶,生产利用率大于97%,已经完全国产化。蓝宝石单晶产品即为蓝宝石坯料,可直接出售,不合格品可直接作为原材料再次加工。其他消耗材料如钨钼材料、金刚石刀具、传感器、仪表等均国产化。预计由蓝宝石生产蓝宝石晶棒的原材料、耗材均可由国内充分供应,此环节的短板主要在于长晶炉依赖进口。

  国内主要的蓝宝石晶体炉厂家都是高校研究机构,包括西安理工大学、哈尔滨工业大学以及重庆第二十六研究所等。但国内目前的生产技术只能生产2英寸以下的蓝宝石晶棒,长成的晶体与氮化镓(GaN)的晶格错位较大,无法用于LED的蓝宝石衬底领域,大多用于手表表面外壳等。

  蓝宝石晶棒的供应商有美国的Rubicon、Honeywell,俄罗斯的 Monocrystal、ATLAS,韩国STC 及国内合晶光电、越峰(台聚转投资)、尚志(大同转投资)及鑫晶钻(奇美、鸿海转投资)。

  蓝宝石基板的供应商有美国的Rubicon、Honeywell、Crystal Systems、Saint-Gobain,俄罗斯的Monocrystal、ATLAS Sapphire,日本的京都陶瓷(Kyocera)、Namiki、Mahk,及国内兆远、兆晶(奇美转投资)、晶美、合晶及中美晶等公司。

  目前,GaN基衬底包括蓝宝石、SiC、GaN、Zno等,商业化的只有蓝宝石、SiC衬底,除CREE外,基本都使用蓝宝石衬底。

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