8英寸藍寶石基板納入制造計劃 基板材料是制造電子器件時不可缺少的要素。其中，與制造LED及功率半導體元件等“綠色器件”的基板相關的研發(fā)正在推進之中。本文將以連載形式，對相關基板大廠商的舉措以及備受關注的研究活動做一介紹。第一篇介紹的是日本福田結晶技術研究所。該公司是一家由日本東北大學名譽教授福田承生擔任代表董事社長的企業(yè)。 　　在福田結晶技術研究所最近的成果中，尤為具有沖擊力及影響力的是開發(fā)成功了可實現(xiàn)8英寸口徑（約200mm）的藍寶石單晶的制造裝置。通過切割用該制造裝置制造的藍寶石單晶，便可實現(xiàn)口徑為8英寸的基板。由于制造裝置已開發(fā)完成，因此該公司將制造8英寸藍寶石基板納入了議事日程。
　　成品率相同的話，基板的口徑越大，每塊基板能獲得的LED芯片數(shù)量就越多，從而越有助于提高生產效率，降低成本。
　　目前，白色LED使用的藍色LED芯片大多在口徑為2～4英寸的藍寶石基板上制造而成。所以業(yè)界公認口徑為6英寸的藍寶石基板會越來越多地被使用，但在此之前，能否制造出來8英寸的大尺寸藍寶石基板還不明朗。福田結晶技術研究所的裝置，為實現(xiàn)8英寸產品打通了道路。
　　雖然該公司未公開技術細節(jié)，但據悉制造方法采用的是“CZ（czoc h ralski）法”。采用該方法是“因為比EFG（edge-defined film-fed growth method）法及Kyropulos法等其他制造方法更適于大尺寸化”（福田承生）。
　　今后要想實現(xiàn)8英寸藍寶石基板，除了要制造8英寸單晶之外，還必須改進對單晶進行切割的方法，以及重約20kg的8英寸藍寶石單晶的搬運方法。
　　另一方面，除了制造8英寸產品之外，還需要考慮從8英寸單晶的截面中剝離出多張4英寸基板，提高4英寸基板的生產效率。
　　還在研究氨熱法
　　除了藍寶石單晶之外，福田結晶技術研究所還在研究有望制造出大尺寸GaN結晶的“氨熱法”。目的是削減GaN基板的成本。
　　氨熱法的特點是原理上能夠制造出像水晶一樣非常大的GaN結晶。通過對這一大尺寸的GaN結晶進行切割，能夠以多種結晶面來制備大口徑的GaN基板。 <寧波分類信息br />　　具體操作時，先使添加有礦化劑的NH3在數(shù)百℃且數(shù)百大氣壓的高溫高壓下形成超臨界狀態(tài)。在這一狀態(tài)下，使金屬Ga或GaN結晶在反應器內融解。之后改變溫度，使融解后的GaN結晶析出?？梢哉f，該制造方法采用了水熱合成法中將水轉變?yōu)镹H3的方法。福田結晶技術研究所在該方法中采用的是酸性礦化劑。
　　目前福田結晶技術研究所正在與日本東北大學及旭化成等聯(lián)手推進研發(fā)。比如，與旭化成成功試制出了可進行800℃高溫處理的制造裝置。
　　福田結晶技術研究所曾于2007年前后利用氨熱法試制成功了2英寸GaN基板，但當時存在因混入雜質而帶色等結晶純度問題。為了獲得更高純度的GaN結晶，該公司重新致力于基礎性實驗。目前已逐步取得成果。
　　比如，作為雜質的氧的濃度逐漸降低，而且稱為“位錯”的結晶缺陷也比現(xiàn)有GaN基板產品減少，達到了103cm-2左右。另外，生長速度也超過了公認為實用化標尺的100μm/天。今后的目標是在2012年之前使利用氨熱法制備的高純度GaN基板達到2英寸。