衬底基片超精密加工技术

衬底基片超精密加工技术 

作者：周海 编著 

出版时间：2014年版 

内容简介 

近年来光电子材料超精密加工技术获得飞速发展。《衬底基片超精密加工技术》全面系统地讲述了光电子领域重要衬底材料——蓝宝石衬底基片的超精密加工技术。内容包括：蓝宝石晶体生长技术、蓝宝石晶体切片技术、蓝宝石衬底基片倒角技术、衬底基片精密研磨技术、衬底基片精密抛光技术、衬底基片净化技术、衬底基片检测技术。《衬底基片超精密加工技术》详细介绍了蓝宝石衬底基片从晶体生长到可用于外延生长的衬底基片的工艺全过程。《衬底基片超精密加工技术》不仅阐述了蓝宝石衬底基片的超精密加工基本原理，而且结合具体加工设备，分析了蓝宝石衬底基片超精密加工工艺参数，同时介绍了国内外*的发展和成就。 

《衬底基片超精密加工技术》是一部全面、系统地介绍衬底基片超精密加工技术研究成果的专著，总结了作者二十多年来在该领域的研究成果。 

目　　录 

前言 

第1章 LED与衬底基片 1 

1.1 LED概述 1 

1.1.1 LED的发展历程 1 

1.1.2 LED的原理和特点 1 

1.1.3 LED的特点 2 

1.2 LED应用 3 

1.2.1 普通照明领域 3 

1.2.2 背光照明领域 3 

1.2.3 道路交通领域 4 

1.2.4 其他领域 4 

1.3 LED制备工艺 5 

1.4 LED对衬底基片的要求 6 

1.5 衬底材料的性能 7 

1.5.1 蓝宝石 7 

1.5.2 碳化硅 9 

1.5.3 氧化锌 11 

1.5.4 硅 13 

1.5.5 常见衬底基片材料性质的对比 15 

第2章 蓝宝石晶体的生长技术 16 

2.1 提拉法 16 

2.1.1 提拉法简介 16 

2.1.2 提拉法晶体生长装置 17 

2.1.3 提拉法晶体生长过程 18 

2.1.4 提拉法晶体生长工艺参数 21 

2.2 泡生法 23 

2.2.1 泡生法简介 23 

2.2.2 泡生法晶体生长装置 242.2.3 泡生法晶体生长工艺过程 25 

2.2.4 泡生法生长工艺参数 26 

2.3 温梯法 27 

2.3.1 温度梯度法简介 27 

2.3.2 温度梯度法晶体生长的特点 27 

2.3.3 温度梯度法蓝宝石晶体生长工艺 28 

2.4 焰熔法 29 

第3章 蓝宝石晶体的切片技术 30 

3.1 晶体切片的目的和工艺 30 

3.1.1 晶体切片的目的 30 

3.1.2 蓝宝石晶体的切片工艺流程 31 

3.2 晶体的定向技术 33 

3.2.1 蓝宝石晶向 33 

3.2.2 晶体定向 34 

3.3 晶体的切片技术 35 

第4章 蓝宝石衬底基片的倒角技术 45 

4.1 衬底基片对倒角的要求 45 

4.2 衬底基片的倒角原理和设备 46 

4.3 衬底基片的倒角工艺参数 49 

第5章 蓝宝石衬底基片的研磨技术 51 

5.1 衬底基片对研磨的要求 51 

5.2 衬底基片的研磨设备 52 

5.2.1 双面研磨设备 53 

5.2.2 单面研磨设备 59 

5.3 衬底基片的研磨工艺 69 

5.3.1 研磨工艺流程 69 

5.3.2 研磨中各工艺参数对研磨结果的影响 75 

5.3.3 研磨前后衬底基片的对比 79 

5.4 研磨的运动轨迹分析 81 

5.4.1 研磨轨迹的介绍 82 

5.4.2 双面研磨运动轨迹分析 82 

5.4.3 单面研磨运动轨迹分析 90 

5.5 研磨液的配制 93 

5.5.1 研磨液的作用 93 

5.5.2 双面研磨中研磨液的组成 93 

5.5.3 单面研磨中研磨液的组成 94 

第6章 蓝宝石衬底基片的抛光技术 97 

6.1 衬底基片的抛光目的 97 

6.2 衬底基片的抛光方法 97 

6.2.1 以机械作用为主的抛光方法 98 

6.2.2 以化学作用为主的抛光方法 99 

6.2.3 化学与机械作用相互作用的抛光方法 100 

6.3 化学机械抛光原理 101 

6.3.1 化学机械抛光原理 101 

6.3.2 化学机械抛光机理 102 

6.4 化学机械抛光设备 103 

6.4.1 化学机械抛光设备的工作原理 103 

6.4.2 化学机械抛光设备的组成结构 105 

6.4.3 化学机械抛光设备的关键零部件分析 106 

6.4.4 化学机械抛光设备的操作要领 111 

6.5 化学机械抛光工艺 112 

6.5.1 抛光工艺流程 112 

6.5.2 抛光工艺参数对抛光效果的影响 114 

6.5.3 抛光后衬底基片表面形貌 118 

6.6 抛光液的配制 121 

6.6.1 磨料 121 

6.6.2 pH调节剂 121 

6.6.3 氧化剂 122 

6.6.4 分散剂 122 

6.6.5 表面活性剂 122 

6.6.6 抛光液的配制 123 

6.7 抛光垫的种类和选择 124 

6.7.1 抛光垫的作用 124 

6.7.2 抛光垫的种类 124 

6.7.3 抛光垫的性能 126 

6.7.4 抛光垫的选择 127 

6.7.5 抛光垫的修整 127 

第7章 蓝宝石衬底基片的净化技术 130 

7.1 衬底基片的净化目的 130 

7.2 衬底基片表面杂质的来源和分类 130 

7.2.1 衬底基片表面杂质的来源 130 

7.2.2 衬底基片表面杂质的分类 131 

7.3 衬底基片净化机理 132 

7.3.1 蓝宝石衬底基片的表面洁净度要求 132 

7.3.2 吸附理论 133 

7.3.3 净化原理 134 

7.4 衬底基片净化工艺 134 

7.4.1 物理方法净化 134 

7.4.2 化学方法净化 135 

7.4.3 蓝宝石衬底基片净化工艺 137 

7.5 衬底基片净化设备 141 

7.5.1 超声净化原理 141 

7.5.2 超声波清洗机 141 

7.6 衬底基片净化环境 146 

第8章 衬底基片的质量检测技术 149 

8.1 衬底基片的质量指标 149 

8.1.1 晶体生长质量检测指标 149 

8.1.2 几何参数类质量检测指标 150 

8.1.3 表面缺陷类质量检测指标 152 

8.2 衬底基片的检测方法与检测设备 153 

8.2.1 检测方法 153 

8.2.2 检测设备 154 

8.3 典型衬底基片技术参数与检测结果 156 

8.3.1 典型的衬底基片技术参数 156 

8.3.2 典型的衬底基片检测结果 157 

附录 160 

参考文献 167