藍寶石單晶因為具有與半導體GaN的晶格系數失配率較小、機械強度高、價格便宜等特點，成為了目前應用最廣的襯底材料之一。但你需要知道的是，由于GaN膜的無缺陷生長很大程度上依賴于藍寶石晶片的表面加工質量，因此為了得到光潔、無晶格缺陷的表面，藍寶石單晶在經過切片、研磨和倒角后，還需要經過“拋光”這一步驟來改善晶片粗糙度，使其表面能達到外延片磊晶級的精度。

自從1991年IBM首次將化學機械拋光（CMP）技術成功應用到64MbDRAM的生產中后，CMP技術逐漸被各種電子器件先后引進，通過超細粒子的機械研磨作用與氧化劑的化學腐蝕作用的結合，它能使人們獲得比以往任何平面加工更加出色的表面形貌變化，幾乎被公認為目前唯一的全局平面化技術。

關鍵：磨料的選擇

其中，拋光液是CMP技術中的關鍵因素。拋光液主要由磨料、溶劑和添加劑組成，其種類、性質、粒徑大小、顆粒分散度及穩定性等與最終拋光效果緊密相關。目前市場上使用最為廣泛的幾種磨料是SiO₂、CeO₂、Al₂O₃，它們間的具體對比可看下表。

在挑選磨料時，首先要根據的就是被拋光材料的硬度，然后還需要根據光潔度要求選顆粒度大小、顆粒形狀、顆粒尺寸的均勻性等。由于藍寶石單晶具有高硬度和高化學穩定性，所以它的加工工作并不是每種磨料都可以勝任的。

通過上表對比可知，Al₂O₃拋光液在處理藍寶石時，與SiO₂等軟質磨料相比在去除速率上有著明顯的優勢。由于氧化鋁顆粒的大小、形狀、粒度分布都會影響到拋光效果，因此關于什么樣的α-Al₂O₃粉體最適用于藍寶石襯底拋光，小編特地向蘇州優鋯納米材料有限公司的王經理討教了一番。

對α-Al₂O₃粉體的要求

據王經理介紹，由于在LED行業中，CMP拋光液中常選用粒徑50～200nm、粒徑分布均勻的納米α-Al₂O₃以避免大粒子造成的劃痕。因此為了確保拋光液的切削速率及效果，使藍寶石襯底能拋出均勻而明亮的光澤，他們會要求公司出產的用于藍寶石拋光的高純球型α-Al₂O₃粉體（99.99%），必須具備顆粒分布窄（80nm-150nm），粒徑小，α相轉晶完全，團聚小易分散，尺寸穩定性好，硬度高等特點。

優鋯出品的納米氧化鋁拋光粉

同時，若氧化鋁拋光液的分散穩定性不佳，容易導致拋光液在拋光過程中存在分散穩定性差、拋光過程容易出現凝聚現象使拋光面出現劃痕的問題。因此為了提高氧化鋁拋光液的穩定性，對α-Al₂O₃顆粒的Zeta電位，以及拋光液添加穩定劑、分散劑的種類和質量也都有一定的要求。

但無論如何，制備出形狀規則、粒徑大小合適的氧化鋁顆粒始終是制備氧化鋁拋光液的基礎。若您想了解更多關于氧化鋁顆粒的制備要點，那就務必不要錯過即將于4月24日至26日，在江蘇省蘇州市舉辦的“第三屆氧化鋁技術交流會”了，因為屆時將有眾多含金量極高的報告輪番上臺，錯過實在是有些可惜！

粉體圈 小榆