由于目前的LED工藝，藍(lán)寶石陶瓷襯底受到硅襯底和GaN襯底的挑戰(zhàn)，但應(yīng)考慮成本和產(chǎn)量。藍(lán)寶石是氧化鋁的單晶體，又稱剛玉。藍(lán)寶石作為一種重要的工藝晶體，已廣泛應(yīng)用于科技、國(guó)防和民用工業(yè)等諸多領(lǐng)域。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)已有40多家公司投資生產(chǎn)藍(lán)寶石晶體。國(guó)藍(lán)寶石公司將繼續(xù)擴(kuò)大規(guī)模，許多外國(guó)公司已經(jīng)在中國(guó)建立了生產(chǎn)基地。未來(lái)，LED市場(chǎng)將涌向中國(guó)。高純氧氧化鋁需求量不斷增加，藍(lán)寶石市場(chǎng)前景廣闊。

      今天，隨著LED照明的新應(yīng)用正在推動(dòng)正確性、壽命和穩(wěn)定性的極限，藍(lán)寶石陶瓷襯底上的LED蝕刻提出了新的要求。量子效率的提高正在推動(dòng)需要額外蝕刻要求的新的垂直結(jié)構(gòu)。蝕刻這些結(jié)構(gòu)具有獨(dú)特的高溫要求，實(shí)現(xiàn)了比傳統(tǒng)方法高10倍的吞吐量。雖然大多數(shù)公司使用干法蝕刻工藝來(lái)創(chuàng)建圖案化表面，但干法蝕刻也有其缺點(diǎn)，包括加工設(shè)備成本高、吞吐量低和可擴(kuò)展性差。

      一、 藍(lán)寶石陶瓷基板的加工技術(shù)。

      首先，對(duì)于藍(lán)寶石陶瓷基板，要經(jīng)過(guò)切割、粗磨、精磨、拋光等幾道工序，才能成為合格的基板。以2英寸的藍(lán)寶石為例。

      1. 粗鑄：切割后的藍(lán)寶石表面非常粗糙，需要進(jìn)行粗鑄以修復(fù)更深的劃痕，提高整體平整度。該步驟主要采用50～80μm的B4C加冷卻液進(jìn)行磨削，磨削后的表面粗糙度約為1μm。

      2. 精細(xì)鑄造：下一步是更精細(xì)的加工，因?yàn)樗苯雨P(guān)系到最終產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。目前標(biāo)準(zhǔn)化的2英寸藍(lán)寶石襯底的厚度為430μm，因此精細(xì)拋光的總?cè)コ考s為30μm。考慮到去除率和最終表面粗糙度Ra，該工藝主要采用聚晶金剛石液和樹脂錫盤進(jìn)行磨削。

      3. 切割：切割是將藍(lán)寶石水晶條通過(guò)線切割機(jī)切割成厚度約500μm的羊毛。這個(gè)過(guò)程中，金剛石線鋸是最主要的消耗品，主要來(lái)自日本、韓國(guó)和臺(tái)灣地區(qū)。

      4. 拋光：雖然多晶金剛石造成的劃痕明顯小于單晶金剛石，但仍會(huì)在藍(lán)寶石表面留下明顯的劃痕，因此也會(huì)進(jìn)行CMP拋光，將劃痕全部去除，留下完美的表面。CMP工藝最初用于平坦化硅襯底，現(xiàn)在也適用于藍(lán)寶石陶瓷襯底。經(jīng)過(guò)CMP拋光工藝后，藍(lán)寶石陶瓷基板通過(guò)逐層測(cè)試，合格的產(chǎn)品可移交外延廠進(jìn)行外延。