照明用藍(lán)寶石襯底基片研拋技術(shù)研究.pdf

1、藍(lán)寶石作為一種襯底基片材料，在發(fā)光二極管制造方面有著不可替代的位置。藍(lán)寶石憑著其優(yōu)越的物理性能，包括高的透光率和熔點(diǎn)、好的耐磨性以及穩(wěn)定的化學(xué)性能，成為光電子行業(yè)的“新寵”。作為一種發(fā)光二極管用襯底材料，藍(lán)寶石襯底在照明行業(yè)有著非常廣泛的應(yīng)用，除了照明行業(yè)外，其在軍事領(lǐng)域中也有著較為廣闊的應(yīng)用前景，如紅外窗口、傳感器、激光設(shè)備等。照明行業(yè)在21世紀(jì)是一種非常重要的行業(yè)，由此能夠引發(fā)節(jié)能、環(huán)保、長(zhǎng)壽命的照明革命。眾所周知，采用金屬有機(jī)氣相

2、沉積(MOCVD)方法在襯底基片上沉積氮化鎵薄膜是照明用LED制造過(guò)程中最重要的一部分，要想長(zhǎng)出較優(yōu)秀的氮化鎵薄膜就必須要有超光滑表面的襯底基片并且無(wú)損傷層，所以襯底基片的表面質(zhì)量就直接影響到LED產(chǎn)品的發(fā)光性能。襯底基片表面一旦質(zhì)量比較差，發(fā)光性能就會(huì)受到影響，如果較嚴(yán)重的話，甚至無(wú)法制造出發(fā)光二極管。因而好的襯底表面質(zhì)量是照明行業(yè)所追求的，藍(lán)寶石襯底基片超精密加工中目前存在許多問(wèn)題，比如粗糙度值很大、平整度很差、總厚度差值很大等問(wèn)題

3、，現(xiàn)如今發(fā)光二極管產(chǎn)品對(duì)表面質(zhì)量的要求逐年提高，所以提高襯底加工質(zhì)量已經(jīng)成為發(fā)光二極管行業(yè)的重要研究目標(biāo)。
　　 本文對(duì)對(duì)單晶藍(lán)寶石襯底基片研磨拋光進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)研究。主要研究工作包括以下幾個(gè)方面:
　　 (1)藍(lán)寶石襯底基片的雙面研磨加工試驗(yàn)中，運(yùn)用MATLAB軟件分析了雙面研磨運(yùn)動(dòng)軌跡曲線。改變太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速，得到不同的研磨軌跡曲線?；陔p面研磨軌跡優(yōu)化的LED用藍(lán)寶石襯底加工方法能有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)藍(lán)寶石襯底的高效低損傷研

4、磨加工。通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)募庸?shù)，使工件處于擺線中間的環(huán)帶部分，將有助于對(duì)工件進(jìn)行均勻研磨并提高材料去除率。實(shí)驗(yàn)表明:采用320號(hào)碳化硼磨料雙面研磨藍(lán)寶石襯底90min后，可以獲得Ra為0.279μm;材料去除率達(dá)到1.53μm/min。
　　 (2)粗研過(guò)后的藍(lán)寶石襯底，由于研磨顆粒粒徑比較大，從而使得襯底表面質(zhì)量極差。差的表面質(zhì)量對(duì)后續(xù)的粗拋有很大的影響，最主要的影響就是延長(zhǎng)了粗拋的加工時(shí)問(wèn)，使加工成本增加了。為了降低這一影響