中國粉體網(wǎng)訊  發(fā)光二極管（Light Emitting Diode，LED）是一種將電能轉化為光能的固態(tài)半導體器件。相比于傳統(tǒng)照明光源，LED照明具有更加節(jié)能和環(huán)保的優(yōu)點，在汽車照明、交通信號、指示、顯示屏、景觀、特種照明、通用照明等方面得到了廣泛的應用，是照明領域的發(fā)展趨勢。

LED芯片結構示意圖

晶圓是LED器件的核心部件，影響著LED器件的性能和壽命，在半導體照明產(chǎn)業(yè)中占據(jù)著至關重要的位置。由于LED芯片中的外延薄膜是在晶圓上生長，在選擇晶圓材料時要求其晶格結構、化學穩(wěn)定性以及熱膨脹系數(shù)等屬性與外延薄膜高度匹配，以此提高外延薄膜的生長質量。晶圓材料的化學穩(wěn)定性好，與外延薄膜的晶格結構一致、熱膨脹系數(shù)失配率小，則LED器件的性能和使用壽命越高。

藍寶石晶體，來源：天通股份

雖然考慮到晶格匹配的最優(yōu)化，氮化鎵單晶做襯底無疑是最好的選擇，這樣可以大大提高外延薄膜的質量，降低位錯密度，提高發(fā)光效率，然而，氮化鎵單晶的制備卻是異常困難，受到一定程度的限制。而目前能商業(yè)化生產(chǎn)的襯底之一的碳化硅，它有許多突出的優(yōu)點，但不足方面也很突出，如價格太高、晶體品質不如Al2O3好及機械加工性能相對較差等。并且，SiC材料的襯底對波長380 nm以下的不可見光具有一定的吸收性，因而不宜進行紫外LED器件的研發(fā)。

單晶藍寶石的晶體結構與氮化鎵相似，兩者之間的晶格系數(shù)失配率較小，所以藍寶石可以滿足氮化鎵薄膜的生長需求。同時藍寶石機械強度高、成本低廉，生產(chǎn)技術已發(fā)展的較為成熟，成為氮化鎵基LED應用最廣泛的晶圓材料。

目前，藍寶石晶圓的量產(chǎn)工藝主要包括有長晶、切片、研磨、拋光等多道工序，每道工序都影響著最后的半導體器件品質。

藍寶石晶圓加工流程示意圖

天通銀廈新材料有限公司成立于2014年，是天通控股股份有限公司的全資子公司，公司是用改良泡生法制造大尺寸藍寶石晶體的行業(yè)龍頭企業(yè)。9月19日，中國粉體網(wǎng)將在中國·重慶舉辦2025第二屆全國高純氧化鋁粉體制備技術及應用交流大會，屆時，天通銀廈新材料有限公司副總經(jīng)理、技術負責人康森將帶來題為《大尺寸藍寶石晶圓技術進展及其半導體領域的應用趨勢》的報告。

專家簡介 

康森，材料學博士，高級工程師，現(xiàn)任天通銀廈新材料有限公司副總經(jīng)理、技術負責人，主要負責公司技術創(chuàng)新發(fā)展。多年來一直專注于藍寶石晶體材料生長及加工技術領域，提出大尺寸單晶生長新思路，實現(xiàn)多項原創(chuàng)性技術突破，實現(xiàn)了100kg到1000kg藍寶石晶體生長，該技術已達到世界領先水平；在超精密加工方面，突破了超薄超平整晶圓的精密加工技術，實現(xiàn)高端顯示用8英寸藍寶石襯底晶片自主可控；承擔多項國家級、省級、市級研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化科技項目，在藍寶石單晶生長設備、高質量大尺寸藍寶石單晶生長、大尺寸襯底超精密加工、缺陷演化機理及控制等方面擁有知識產(chǎn)權的核心技術，主導編制3 項國家標準，獲得多項自治區(qū)科技進步獎等榮譽，擁有11 件授權發(fā)明專利，14 件實用新型專利和15 件計算機軟件著作權，發(fā)表科技論文多篇。

（中國粉體網(wǎng)/山川）

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