康 森,鲁雅荣,石天虎,滕 斌,宽 军,李 璐,郝文娟,段斌斌

(1.天通银厦新材料有限公司，银川 750021;2.天通控股股份有限公司，海宁 314412)

0 引 言

蓝宝石作为一种品质优异的单晶材料，其具有优良的光、电、力、热学性能，是Mini/Micro LED、UV-LED、大规模集成电路SOI(silicon-on-insulator)和SOS(silicon-on-sapphire)及超导纳米结构薄膜等理想的半导体衬底材料，也是优良的光学窗口材料和耐磨的结构材料，属于国家重点支持和鼓励发展的光电子基础材料。

市场需求不断带动蓝宝石晶体生长和加工技术的发展[1]，当前业内已经报道采用泡生法生长450 kg级的蓝宝石晶体[2]。但是随着半导体和航天航空领域的不断发展，对更大尺寸蓝宝石材料需求也急剧增加。另外，蓝宝石晶体尺寸越大，其材料利用率越大，单位成本也越低。因此生长高品质、低成本、大尺寸蓝宝石晶体是当前迫切发展的趋势。

蓝宝石的生长方法主要有泡生法[2]、改良泡生法[3-5]、热交换法[6]、导模法[7]、提拉法[8]及温度梯度法等。其中，改良泡生法生长蓝宝石晶体材料具有过程稳定可控、晶体尺寸大、晶体内部缺陷少、晶体生长成本低等技术优势，是当前业内生长大尺蓝宝石晶体的主要方法。另外，针对直径大于400 mm的大尺寸光学窗口晶片，也只能通过改良泡生法和导模法生长，且改良泡生法产出晶体的品质更高。

本文采用改良泡生法生长出无色透明、品质优良的720 kg级超大尺寸蓝宝石晶体。利用该晶体可加工2～25英寸(1英寸=2.54 cm)的蓝宝石衬底产品和直径640 mm的大尺寸蓝宝石窗口片，能够同时满足新型衬底、航空、航天、特殊光电窗口的应用需求。……