蓝宝石衬底表粗糙度的研究

蓝宝石衬底基片表面平整加工工艺研究徐晓明;周海;黄传锦;王晨宇【摘要】重点探讨了蓝宝石衬底基片表面平整加工工艺方案,并开展了表面平整加工工艺的实验研究.采用形状测量激光显微系统、接触式测厚仪等,对平整加工工艺各阶段的表面形貌、表面粗糙度Ra、翘曲度、平整度及加工去除量等进行测量和对比分析.结果表明:随着本实验平整加工工艺方案的进行,蓝宝石衬底基片的表面质量不断提高,最终获得了超光滑无损伤镜面表面,化学机械抛光后的衬底表面粗糙度Ra达0.3nm,翘曲度为3.8 μm,平整度为1.5μm,符合蓝宝石衬底基片超精密加工的表面质量要求.%This paper focused on the planarization process of sapphire substrate surface,and carried out the experimental research about the planarization process. The surface morphology, surface roughness Ra, warpage, flatness and processing removal of each stage were measured and compared by using the shape measurement laser microscopy system and the contact thickness gauge. The results showthat sapphire substrate surface quality continues to increase by the planarization process, The super smooth mirror surface without damage be got at last,after chemical mechanical polishing,the surface roughness Ra was 0.3nm,the warpage was 3.8μm,and the flatness was 1.5μm,which conformed to the sapphire substrate processed by,the flattening process.All of these meet the surface quality requirements for ultra-precision machining.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2018(000)006【总页数】4页(P236-238,242)【关键词】蓝宝石;衬底基片;平整加工;工艺方案;实验研究;表面质量【作者】徐晓明;周海;黄传锦;王晨宇【作者单位】盐城工学院机械工程学院,江苏盐城224051;盐城工学院机械工程学院,江苏盐城224051;盐城工学院机械工程学院,江苏盐城224051;江苏吉星新材料有限公司,江苏镇江212200【正文语种】中文【中图分类】TH16;TG74;TQ1641 引言蓝宝石是三氧化二铝（Al2O3）的单晶形态，六方晶系，晶格常数为a=b=0.4758nm，c=1.2991nm，俗称“刚玉”，又称白宝石[1]。

蓝宝石衬底精密研磨加工实验研究在当今科技快速发展的时代，材料科学和工程的研究与应用日益受到重视。

蓝宝石（Al2O3）是一种重要的功能性材料，具有良好的热稳定性、光学性能和机械性能，因此被广泛应用于光电子、半导体和生物医学等领域。

而蓝宝石衬底作为蓝宝石材料的一种形式，其研磨加工技术是提高蓝宝石衬底加工质量和效率的关键。

本文通过实验研究，探讨了蓝宝石衬底精密研磨加工的关键参数和影响因素。

实验采用了传统的研磨加工方法，通过调整研磨参数、研磨液、磨料和研磨头等来优化研磨过程。

实验结果表明，研磨压力、研磨速度和研磨液浓度是影响研磨加工效果的关键参数，通过合理调整这些参数可以实现蓝宝石衬底的高效加工。

在实验过程中，我们发现研磨液的浓度对研磨加工效果有重要影响。

较高浓度的研磨液可以提高研磨效率和表面质量，但过高的浓度可能导致研磨液难以顺利流动，使得研磨头不能均匀磨削蓝宝石衬底表面。

需要根据具体情况选择适当的研磨液浓度。

研磨头的选择也对研磨加工效果起到重要作用。

实验结果表明，采用较小尺寸的研磨头，可以大大提高研磨精度和表面光洁度。

小尺寸的研磨头容易造成局部过度研磨，导致研磨坑和划痕的产生。

在实际应用中需要综合考虑研磨头的尺寸和要求，选择合适的研磨头。

实验还探讨了不同磨料对研磨加工效果的影响。

实验结果表明，钻石磨料是一种常用的研磨材料，能够较好地研磨蓝宝石衬底，并获得较高的研磨精度。

但钻石磨料价格昂贵，不适合大规模生产。

需要根据实际需要和经济性考虑选择合适的磨料。

蓝宝石衬底精密研磨加工是一项重要的研究课题，通过实验研究，可以优化研磨加工过程，提高蓝宝石衬底的加工质量和效率。

研磨参数、研磨液、磨料和研磨头等因素对研磨加工效果有重要影响，需要根据实际情况进行调整和选择。

未来，还可以结合新材料和新技术的发展，进一步提高蓝宝石衬底的加工质量和效率，推动相关领域的发展。

蓝宝石磨削表面微观形貌特征研究蓝宝石是一种非常珍贵的宝石素材，它们被广泛用于珠宝制作、观赏以及科学研究。

但是，由于蓝宝石晶体的硬度极高，制作、加工和磨削过程需要使用精密的工具和技术。

本文主要讨论蓝宝石磨削表面微观形貌特征研究的相关内容。

蓝宝石晶体硬度高，但具有脆性，容易在切割和打磨过程中产生断裂和损伤。

在加工过程中，因为蓝宝石的硬度极高，在机械上的加工需要非常高的能量，这会导致蓝宝石表面的粗糙度较大。

因此，在蓝宝石表面磨削加工过程中，表面质量成为一个重要的考虑因素。

蓝宝石表面的质量除了受到机械加工条件的影响外，还依赖于磨削液和磨削工具的质量。

在磨削液方面，磨削液的质量不仅仅关系到磨削的加工质量，还关系到蓝宝石晶体的表面性质。

磨削液可以消除切削热，并防止产生损伤。

在磨削工具方面，高质量的磨削工具可以在加工过程中控制磨削的表面质量，并减少裂纹和损伤的发生。

在研究蓝宝石表面微观形貌特征方面，可以使用扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）等表征技术。

通过这些表征技术，可以展示蓝宝石表面的微观形貌，并获得微观质量参数，如表面粗糙度和方向性系数等。

表面粗糙度是指表面上的微观变化，并被广泛用于表面质量的评价。

通过研究表面粗糙度，可以确定适当的磨削液和磨削工具，以减少表面粗糙度，并生产高质量的蓝宝石表面。

不同的磨削液和磨削工具可以产生不同的表面粗糙度，因此可以通过表面粗糙度来确定最佳磨削条件。

方向性系数是另一个微观质量参数，在分析表面形态时考虑到这个参数非常重要。

方向性系数可以帮助实现表面质量的合理控制，以达到产品的最佳效果。

通过方向性系数的研究，可以得到表面的各向异性和各向同性的性质，从而解释蓝宝石表面的质量性质。

总之，蓝宝石磨削表面微观形貌特征研究是生产高质量蓝宝石制品的关键，因此对该领域的研究尤为重要。

通过研究表面粗糙度和方向性系数等参数，可以控制磨削液和磨削工具的选择，从而实现高质量蓝宝石表面的制作。

蓝宝石衬底精密研磨加工实验研究蓝宝石是一种非常珍贵的宝石，其硬度高、透光性优异，被广泛用于珠宝首饰、手表外壳等领域。

由于其物理性能稳定，蓝宝石也被广泛应用于光电子领域中，作为激光器材料、光学窗口等。

蓝宝石的加工工艺对其品质和性能有着非常大的影响。

特别是在精密研磨加工方面，如何保证蓝宝石的表面光洁度和精度是一个非常关键的问题。

本文针对蓝宝石衬底在精密研磨加工过程中的问题展开实验研究，包括磨料选择、加工参数优化、表面质量评价等内容。

通过实验研究，我们希望能够找到一种适合蓝宝石衬底精密研磨加工的最佳方案，为蓝宝石加工工艺的改进提供理论和实验依据。

一、研究背景蓝宝石衬底在光电子领域中有着广泛的应用，其表面质量对器件的性能有着至关重要的影响。

蓝宝石本身的硬度高、脆性大，使得其加工难度较大。

目前，蓝宝石精密研磨加工方面的研究还比较薄弱，尚未形成系统的加工工艺和理论。

有必要对蓝宝石衬底的精密研磨加工进行深入研究，探索最佳的加工方案。

二、研究方法1. 实验材料本实验选取了一批优质的蓝宝石衬底样品作为实验材料，这些样品在硬度、透光性和尺寸稳定性等方面都具有较高的指标，可以作为研究对象。

2. 研磨设备本实验采用了先进的精密研磨设备，包括研磨机、研磨盘、研磨液等设备，保证实验能够在良好的条件下进行。

3. 实验流程我们对蓝宝石衬底样品进行了表面质量评价，包括表面粗糙度、平面度、保角度等指标的测量。

然后，我们对不同研磨参数（研磨液种类、研磨时间、研磨压力等）进行了调整和优化，观察其对蓝宝石表面质量的影响。

我们根据实验结果，提出了一套适合蓝宝石衬底精密研磨加工的最佳方案。

三、实验结果与讨论1. 不同研磨液对蓝宝石表面质量的影响我们选取了几种常用的研磨液，包括水、研磨油和特制的研磨液，对蓝宝石进行了研磨实验。

结果表明，特制的研磨液在保证表面质量的情况下，能够获得较高的研磨效率，是较为理想的选择。

2. 研磨时间与表面粗糙度的关系我们分别进行了不同时间长度的研磨实验，观察了其对表面粗糙度的影响。

蓝宝石衬底精密研磨加工实验研究1. 引言1.1 研究背景本研究旨在探讨蓝宝石衬底精密研磨加工技术及其在实验中的应用。

蓝宝石衬底是一种具有优异光学性能和化学稳定性的材料，在许多领域有着广泛的应用。

由于其硬度高、易碎性强，传统加工方法难以满足其精密加工的需求。

对蓝宝石衬底的精密研磨加工技术进行研究具有重要意义。

目前，国内外对蓝宝石衬底的研究主要集中在其制备工艺、物理化学性质及应用前景等方面，而对其精密研磨加工技术的研究相对较少。

本研究旨在通过实验研究，探讨蓝宝石衬底精密研磨加工的关键技术及其影响因素，为提高蓝宝石衬底的加工精度和表面质量提供技术支持。

本研究将结合蓝宝石衬底的特性分析和精密研磨加工技术，设计相应的实验方案，通过对实验结果的分析和总结，探讨蓝宝石衬底精密研磨加工的实际效果，并对未来的研究方向进行展望。

希望通过本研究能够为蓝宝石衬底的精密加工提供一定的参考和指导。

1.2 研究目的研究目的：本研究旨在探讨蓝宝石衬底精密研磨加工过程中的关键技术和影响因素，通过实验研究和数据分析，揭示蓝宝石衬底磨削过程中的规律性规律和问题，为提高蓝宝石衬底的加工质量和效率提供理论支持和实验指导。

具体目标包括：1. 分析蓝宝石衬底的物理、化学和力学特性，为后续研究提供基础数据支持；2. 探讨精密研磨加工技术在蓝宝石衬底加工中的应用现状和存在的问题；3. 设计合理的蓝宝石衬底精密研磨实验方案，验证相关理论和方法的可行性；4. 分析实验结果，总结出蓝宝石衬底精密研磨加工的规律性和关键因素；5. 提出改进实验措施和建议，为未来蓝宝石衬底研磨加工提供技术支持和指导。

2. 正文2.1 蓝宝石衬底的特性分析蓝宝石衬底是一种应用广泛的高质量晶体材料，具有优异的机械、热学和光学性能。

蓝宝石衬底具有极高的硬度，仅次于金刚石，能够较好地抵抗磨损和刮伤，适合用作精密加工和磨削。

蓝宝石衬底的化学性质稳定，不易受到化学腐蚀和氧化，从而保证了其在各种环境下的稳定性。

蓝宝石衬底精密研磨加工实验研究摘要：蓝宝石是硬度较高、透明度高、化学稳定、抗腐蚀性强的材料。

它的广泛应用领域主要包括电子、光学、航空航天等领域。

在这些领域中，蓝宝石的表面质量要求非常高，对表面质量的控制常常需使用高效的研磨和抛光技术。

本研究通过对蓝宝石衬底的精密研磨加工实验研究，探讨不同研磨参数对蓝宝石表面形貌和表面粗糙度的影响。

实验结果表明：1. 磨料颗粒大小对研磨效果有重要影响。

当磨料颗粒大小从1微米增加到5微米时，表面粗糙度增大。

当磨料颗粒大小逐渐增大，研磨过程中容易出现小裂纹，甚至在研磨结束后裂纹继续扩张。

2. 研磨速度是影响研磨表面质量的重要参数之一，过高的研磨速度会使得表面形貌变得非常不规则，同时会带来更高的表面粗糙度。

3. 研磨压力也是影响研磨表面质量的重要参数，但研磨压力增大并不能显著降低表面粗糙度。

4. 最佳研磨参数为磨料颗粒大小为3微米，研磨速度为10 m/min，研磨压力为2N/cm2。

使用这一组参数进行研磨加工可以得到较好的表面形貌和较低的表面粗糙度。

关键词：蓝宝石；研磨加工；表面粗糙度；研磨参数Abstract:The experimental results show that:1. The size of abrasive particles has an important influence on the grinding effect. When the size of abrasive particles increases from 1 micrometer to 5 micrometers, the surface roughness increases. When the size of abrasive particles gradually increases, small cracks are easy to appear during the grinding process, and even after the grinding is completed, the cracks continue to expand.Keywords: sapphire; grinding processing; surface roughness; grinding parameters.。

蓝宝石衬底精密研磨加工实验研究蓝宝石是一种稀有的宝石，因其天然的蓝色和高硬度而备受珍视。

在现代科技中，蓝宝石不仅作为珠宝首饰的原材料，还被广泛应用于激光、光电子器件、高压机械设备以及手表等领域。

蓝宝石的应用领域之广泛，也对其品质和加工要求提出了更高的要求。

蓝宝石衬底精密研磨加工实验研究旨在探索蓝宝石的研磨加工工艺及其对最终产品品质的影响，为提高蓝宝石加工技术水平和产品质量提供重要参考。

一、蓝宝石的特性和应用蓝宝石是一种由铝和铍元素组成的纯净氧化物，晶体结构呈六角形，晶莹剔透，颜色主要由铁和钛等微量杂质金属离子决定。

在宝石学中，蓝宝石的颜色被称作“蓝宝石蓝”，属于含有钛的铝氧化物。

由于其外观美丽、硬度高、耐腐蚀性强，蓝宝石在各种高科技领域中都能发挥重要作用。

蓝宝石的硬度接近于金刚石，仅次于金刚石，因此在现代科技中得到广泛应用。

蓝宝石具有较高的光透过率，能够在光学和激光器件中作为透镜使用。

由于蓝宝石对化学腐蚀的抵抗能力较强，因此也广泛应用于化工设备、高压机械设备等领域。

在手表制造领域，蓝宝石还被用来制作观赏窗、轴承及佩饰配件等。

随着科技的不断发展，对蓝宝石的品质和加工要求越来越高，因此对蓝宝石的精密研磨加工工艺进行深入研究具有非常重要的意义。

精密研磨是一种将材料表面去除微观凹凸，以获得较高表面平整度和精确形状尺寸的加工方法。

蓝宝石的精密研磨加工工艺涉及研磨液、磨料、研磨速度、研磨压力等多种因素，对蓝宝石的最终产品品质具有显著影响。

通过蓝宝石衬底精密研磨加工实验研究，可以深入了解不同研磨工艺对蓝宝石表面质量、平整度和光学性能的影响，为优化蓝宝石加工工艺、提高产品质量提供理论和实验依据。

研究蓝宝石的精密研磨加工还可以为其他类似材料的加工提供借鉴和参考。

1. 实验内容蓝宝石衬底精密研磨加工实验研究主要包括以下内容：（1）蓝宝石的基本性质测试：包括蓝宝石的硬度测试、透射率测试、化学成分分析等；（2）研磨工艺参数优化：通过对不同研磨液、磨料类型、研磨速度、研磨压力等工艺参数的优化组合，探索最佳的研磨工艺参数；（3）蓝宝石表面质量和光学性能评价：通过扫描电镜观察蓝宝石表面形貌，测量其表面平整度、粗糙度和透射率等光学性能指标，评价不同研磨工艺对蓝宝石最终产品品质的影响。

LED 蓝宝石衬底研磨工艺研究王志强;方伟;豁国燕;王沛【摘要】Lapping parameters of LED sapphire substrates werestudied.Material of lapping wheel, lapping pressure and rotation speed influenced the material removal rate and surface roughness value Ra of sapphire.Results showed that copper lapping wheel had better effect,and that optical parameters were lapping pressure 20.68 kPa and rotation speed 80 r/min.%为改善蓝宝石加工工艺，通过金刚石研磨液研磨LED蓝宝石衬底试验，研究了此过程中的工艺参数(研磨盘材质、研磨压力、研磨盘转速等)对材料去除速率和表面粗糙度值Ra的影响。

试验结果显示：研磨盘材质以铜质为佳，其最优工艺参数组合为研磨压力20. 68kPa、研磨盘转速80r/min。

【期刊名称】《金刚石与磨料磨具工程》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】4页(P59-62)【关键词】金刚石研磨液;蓝宝石衬底;工艺参数;去除速率;表面粗糙度【作者】王志强;方伟;豁国燕;王沛【作者单位】郑州磨料磨具磨削研究所有限公司，郑州 450001;郑州磨料磨具磨削研究所有限公司，郑州 450001;郑州磨料磨具磨削研究所有限公司，郑州450001;河南工业大学，郑州 450001【正文语种】中文【中图分类】TG74;TQ164蓝宝石(ɑ-AL2O3)因具有硬度高、熔点高、透光性好、热传导性和电绝缘性优良、化学性能稳定等特点[1]，而被广泛应用于精密仪器仪表、激光器的窗口和反射镜、半导体外延衬底材料、绝缘的集成芯片等[2-4]。

基金项目:国家自然科学基金资助项目(10676008);河北省教育厅计划项目(2007);高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20050080007)蓝宝石衬底表面粗糙度的研究魏恒,刘玉岭,陈婷,孙业林,刘效岩(河北工业大学微电子技术与材料研究所,天津300130)摘要:简述了纳米级超光滑蓝宝石衬底的用途及发展前景,以SiO 2为磨料并且加入了表面活性剂和螯合剂的碱性抛光液做了抛光实验。

分析了表面粗糙度与抛光液pH 值的关系,比较了不同压力对粗糙度的影响,研究了粗糙度随流量的变化规律;以原子力显微镜为主要检测工具,找到了制备超光滑蓝宝石衬底最佳CM P 工艺,在保证抛光速率的同时使表面质量达到超光滑表面的要求,有效地降低了成本。

关键词:蓝宝石;衬底;化学机械抛光;粗糙度;去除速率中图分类号:T N30512 文献标识码:A 文章编号:10032353X (2009)0820741204Investigation of Surface Roughness for Sapphire SubstrateWei Heng,Liu Y uling,Chen Ting,Sun Yelin,Liu Xiaoyan(I ns titute o f Mic roelectr o nics Technology and Materials,Heb ei U niv ersity o f Technology,Tian jin 300130,China )Abstract:The application and development of super 2smooth surface of sapphire substrate were sum marized.The alkalescency slurry with SiO 2was used in the experiment as an abrasive,added surfactant and chelating agent.The effects of the pH of the slurry were studied.The effects of pressure were compared,and the relationship between surface roughness and flo w of the polishing liquid was also studied.The technique to produce super 2smooth surf ace of sapphire substrate by means of ductile mode grinding and CM P method was proposed.The results show that the surface quality is good,re moval rate is very quick,it can meet the demand of industrial production for sapphire and reduce the cost efficiently.Key words:sapphire;substrate;C M P;RMS;re moval rate EEACC:2550E0 引言人造蓝宝石(Al 2O 3)又称白宝石,透明,是一种物理特性、机械特性和化学特性三者独特组合的优良材料,与天然宝石具有相同的光学特性和力学性能[122],且有很好的热特性,极好的电气特性和介电特性,化学性质非常稳定,大多数酸溶液无法溶解它;光透性能好,它对红外线透过率高;耐磨,硬度仅次于金刚石,达莫氏9级;在高温下仍具有较好的稳定性,熔点为2030e ,因此被广泛地应用于工业、国防、航空航天等领域,如用作固体激光、红外窗口、半导体芯片的衬底片、精密耐磨轴承材料等[3]。

蓝宝石衬底精密研磨加工实验研究
蓝宝石是一种贵重的宝石材料，由于其硬度高、抗腐蚀性强和透明度好等特点，在科研领域和工业生产中有着广泛的应用。

衬底的精密研磨加工是蓝宝石制品加工过程中至关重要的一环，对于保证蓝宝石制品的质量和性能具有重要的影响。

本实验旨在研究蓝宝石衬底的精密研磨加工方法并进行实验验证。

本实验选取了常见的蓝宝石衬底材料，并通过切割和抛光等工艺对其进行初步加工。

然后，以蓝宝石材料的硬度和表面平整度为评价指标，对不同精密研磨工艺参数进行实验研究。

实验中，主要控制研磨速度、研磨时间和研磨液浸没量等参数，通过优化这些参数来提高蓝宝石衬底的加工质量。

实验结果表明，适当提高研磨速度和研磨时间可以加快蓝宝石衬底表面的研磨效率，但过高的速度和时间会导致表面粗糙度增加。

增加研磨液浸没量可以减小研磨力和摩擦，从而减少研磨过程中的热损伤和变形。

在实验中，当研磨液浸没量为适宜范围时，蓝宝石衬底的表面硬度和平整度均得到了明显的提高。

为了进一步提高蓝宝石衬底的加工精度，还需要对研磨工艺进行优化。

在本实验中，我们还测试了不同类型的磨料和不同研磨机构的加工效果，并与常规工艺进行了对比。

结果表明，使用颗粒度较小且均匀分布的磨料可以得到更加平整的加工表面，采用高精度的研磨机构对衬底进行加工也能提高加工质量。

蓝宝石衬底精密研磨加工实验研究1. 引言1.1 研究背景在国内外，关于蓝宝石衬底精密研磨加工的研究还比较有限。

虽然国内一些研究机构和企业在这方面进行了一定探索，但是仍然需要进一步深入研究。

本研究旨在通过实验研究，探讨蓝宝石衬底在精密研磨加工过程中的特性及加工技术，以期为蓝宝石衬底的加工提供参考和指导。

【2000字】1.2 研究目的研究目的旨在探究蓝宝石衬底精密研磨加工的方法和技术，提高加工效率和加工质量。

通过对蓝宝石衬底的特性进行深入了解，结合精密研磨技术，设计合理的加工实验方案，探讨如何在实验中达到最佳的加工效果。

通过实验结果的分析，可以揭示出在蓝宝石衬底精密研磨加工过程中存在的问题和挑战，并为进一步的研究提供实验基础和参考。

研究目的是为了推动相关领域的技术进步和应用，为蓝宝石衬底精密研磨加工提供更加科学有效的方法和技术支持，为相关行业的发展做出贡献。

1.3 研究意义蓝宝石衬底的精密研磨加工技术研究还可以为相关领域的研究提供重要的支撑和保障。

通过深入探究蓝宝石衬底的特性和加工实验结果，可以为其在各种应用领域的进一步应用和研究提供有力的技术支持。

本次研究具有重要的理论和实践意义，有助于推动相关行业的发展和进步。

2. 正文2.1 蓝宝石衬底的特性蓝宝石是一种硬度极高、抗腐蚀性强的宝石材料，具有独特的光学性质和晶体结构。

它的摩氏硬度为9，仅次于金刚石，因此在各种宝石中被认为是最坚硬的。

蓝宝石的抗腐蚀性也非常好，具有优异的化学稳定性和耐高温性，因此被广泛用于光学、电子和医疗领域。

在光学性质方面，蓝宝石具有较高的透明度和折射率，使其成为制造光学元件和激光器的理想材料。

蓝宝石的晶格结构具有较高的均匀性和稳定性，可用于制备高精度的衬底材料。

其表面平整度和光学质量较高，适合进行精密加工和研磨。

蓝宝石衬底具有硬度高、抗腐蚀性好、光学性能优越等特点，适用于各种高精度的制造和加工领域。

对蓝宝石衬底的特性进行深入研究和了解，对于提高其加工质量和效率具有重要意义。

蓝宝石衬底基片工艺检测质量指标、方法及设备研究蓝宝石（α-Al203）晶体具有硬度高（莫氏９级）、熔点高（2045℃）、光透性好、热稳定性好、化学性质稳定等优良特性，而在国防、航空航天、工业以及生活领域中得到广泛应用，特别适于作为LED(Light Emitting Diode )衬底材料[1-2]。

蓝宝石衬底基片，其质量对后续GaN外延层的生长以及制备蓝光二极管的性能和成品率有很大的影响[3-4]，高品质LED产品的生产首先要保证衬底基片的质量。

生产高质量衬底基片，不仅要改进衬底基片制备工艺技术，衬底基片质量的检测技术也是一个非常重要的环节。

研究蓝宝石衬底基片检测技术，不仅可以通过质量检测来筛选合格的衬底基片，更重要的是通过检测发现衬底基片制备工艺技术的不足，推动衬底基片加工技术的发展和提升衬底基片的质量。

蓝宝石衬底基片的每道工序都有相应的检测质量指标。

检测就是根据衬底基片的标准或检测规程对晶体原料、中间产品、成品进行观察，适时进行测量，并把所得到的特性值和规定值作比较，判定衬底基片合格与不合格的技术性检查活动。

目前关于硅单晶质量检测方面的研究较多，有的已经成为标准规范，但针对用作第三代半导体材料GaN衬底片的蓝宝石衬底基片质量检测方面的研究和文献资料却很少。

鉴此，本文将蓝宝石衬底基片的工艺检测分为四个主要部分来描述：生长工艺、掏棒切片工艺、研磨抛光工艺和清洗工艺，对蓝宝石衬底基片的质量检测指标、检测方法及检测设备的发展现状和趋势等方面问题进行了深入研究，并结合工程实际进行了系统地分析，对蓝宝石衬底基片的检测技术的发展做出了引导性的总结。

1 生长工艺质量指标及检测蓝宝石单晶生长过程中的质量指标主要分为宏观质量检测指标和微观质量检测指标，宏观质量指标主要包括：1）固体包裹物/气泡空腔，固体包裹物是晶体中某些与基质晶体不同的物相所占据的区域，气泡空腔则是晶体内部类似于固体包裹物中间空洞的结构。

一般采用光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、氦氖激光器等，通过光学显微镜法、SEM法、氦氖激光法等方法对缺陷的形貌、分布情况和尺寸大小进行检测分析，实际操作中需要对晶体的不同区域进行取样分析，这样才能较全面的得到缺陷含量的整体状况；2）裂隙裂纹，采用日本理学X-ray衍射仪（D/max-ⅡB型），通过X一ray粉末衍射分析法进行检测，此方法也较好的用于固体包裹物和气泡空腔的检测方法；3)纯度，晶体内有效成分Al2O3和杂质成分在晶体中所占的比例关系，半导体材料GaN衬底用蓝宝石单晶纯度要达到99.999%以上。