蓝宝石衬底性能及检测方法介绍

蓝宝石衬底性能及检测方法介绍

2021-11-08 16:17:01 0

蓝宝石晶体具有硬度高、熔点高、光透性好、热稳定性好和化学性质稳定等优良特性,在国防、航空航天、工业以及生活领域中得到广泛应用,特别适合作LED的衬底材料。

蓝宝石衬底片的质量对后续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,生产高质量的衬底片,不仅需要优良的衬底片制备工艺技术,衬底片质量的检测技术也是一个非常重要的环节。

蓝宝石衬底的平坦度是衡量衬底质量的关键指标之一,目前行业内对蓝宝石平坦度的关注主要集中在弯曲度(BOW)、翘曲度(SORI)和总体厚度偏差(TTV)上。

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弯曲度(BOW):自由无夹持晶片中位面的

中心点与中位面基准平面间的距离。中位面基准平面是由指定的小于晶片标称直径的直径圆周上的三个等距离点决定的平面。

蓝宝石衬底BOW值的测量,目前行业内比较通用的是光波干涉方式(倾斜入射),常用的测量仪器是NIDEX的FT-17和FT-900系列。

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BOW值测量时,使用非吸着状态,以由最小二乘法算出的虚拟平面为测量的基准面。BOW 值为工件中心测量值(测量表面)的绝对值以及与中心值符号不同的绝对值最大的测量值的绝对值的和。符号为中心测量值的符号。

基准面靠近夹具时:BOW = | A |

对于BOW值的标准,SEMI相关标准中有具体的规定。但随着蓝宝石衬底图形化(PSS)的发展,外延厂家对蓝宝石衬底的弯曲度有了更高的要求,行业内对这一指标也达成了更高的共识。


翘曲度(SORI):自由无夹持晶片中位面与中位面基准平面之间的最大和最小距离的差值。中位面基准平面是由指定的小于晶片标称直径的直径圆周上的三个等距离点决定的平面。

蓝宝石衬底SORI值的测量,目前行业内比较通用的也是光波干涉方式(倾斜入射),常用的测量仪器也是NIDEX的FT-17和FT-900系列。

SORI值测量时使用非吸着状态,以由最小二乘法算出的虚拟平面为测量的基准面,SORI值为全测量点的最大值与最小值的差:

SORI = | A | | B |

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总体厚度偏差(TTV)也称为GBIR(Global Back Range)。采用NIDEX的FT-17和FT-900系列作为测量仪器时,测量状态为吸着状态,基准面为与工件背面平行并包括工件中心的虚拟平面,GBIR 值为基准面与测量范围内各测量点的差的最大值与最小值的差。

GBIR = | A | | B |

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