藍寶石晶圓Sapphire Wafer

藍寶石晶圓Sapphire Wafer

藍寶石的組成為氧化鋁(Al₂O₃)，是由三個氧原子和兩個鋁原子以共價鏈結而成，其晶體結構為六方晶格結構。由於藍寶石的光學穿透帶很寬，從近紫外光(190nm)到中紅外線都具有很好的透光性，因此被大量運用在光學元件、紅外線裝置、高強度鐳射鏡片材料及光罩材料上。

人造藍寶石 = 超高硬度 + 耐高溫 + 耐腐蝕 + 寬波段透光 + 熔點高（2045℃），是目前綜合性能最強的氧化物單晶材料！

以下，我們就從六個面向特性，來說明為什麼藍寶石運用在半導體元件上，具有絕佳的效益：

●物化特性

藍寶石的基本成分

- 化學式：\boldsymbol{\alpha-Al_2O_3}（α-三氧化二鋁）

- 晶體結構：三方晶系（六方對稱）

- 純度：99.99% 以上（LED/光學級）

●機械特性

- 密度：\boldsymbol{3.98 \sim 4.10\ \mathrm{g/cm^3}}，常用 \boldsymbol{4.0\ \mathrm{g/cm^3}}
- 彈性模量：\boldsymbol{370\ \mathrm{GPa}}
- 斷裂韌性：高，無 cleavage 解理，抗刮耐磨
- 抗壓強度：極高，適合高壓窗口

●熱學特性 

- 熔點：\boldsymbol{2040～2050^\circ C}

- 導熱系數：\boldsymbol{40 \sim 46\ \mathrm{W/(m·K)}}（遠優於普通玻璃）

- 熱膨脹系數：\boldsymbol{5.8\sim 6.7 \times 10^{-6}\ /^\circ C}（各向異性）

- 耐熱衝擊：極強，可驟冷驟熱

●光學特性

- 折射率：n_0≈1.768，n_e≈1.760

- 雙折射：\boldsymbol{0.008}

- 透光波段：紫外 ~ 中紅外線\boldsymbol{0.2\ \mu m \sim 5.0\ \mu m} 高透

- 透過率：85%～88%（雙面拋光無鍍膜）

●化學特性

- 耐腐蝕性：極強

常溫不溶於酸（HCl、H₂SO₄、HNO₃）、不溶於弱鹼、有機溶劑

- 高溫僅被濃鹼、熔融鹽侵蝕

- 抗氧化、抗輻射、不老化

●電學特性

- 電阻率：\boldsymbol{10^{11} \sim 10^{14}\ \Omega·cm}

- 介電常數：\boldsymbol{\varepsilon \approx 9.3 \sim 11.5}

- 絕緣性優異，無壓電性（區別於水晶）

目前超高亮度白/藍光LED的品質取決於氮化鎵磊晶(GaN)的材料品質，而氮化鎵磊晶品質則與所使用的藍寶石基板表面加工的品質息息相關，藍寶石(單晶Al₂O₃ )C面與Ⅲ-Ⅴ和Ⅱ-Ⅵ族沉積薄膜之間的晶格常數錯配率小，同時符合GaN磊晶製程中耐高溫的要求，使得藍寶石晶圓成為製作白/藍/綠光LED的關鍵材料。

尺寸與規格

我們提供LED廠上游藍寶石基板(Sapphire Wafer) 所需之4吋、6吋、8吋、12吋單晶晶棒，使台灣LED產業上、中、下游形成完整供應鏈，歡迎來電洽詢！