蓝宝石衬底（Sapphire Wafer）
2/4/6 英寸 C/A/M/R 晶面齐全，外延级单双面抛光，覆盖 LED 氮化镓外延、光学窗口与 SOS 应用，常备现货一片起订。
产品介绍
蓝宝石（单晶 α-Al₂O₃）兼具高硬度、优异透光性（紫外至中红外）、耐高温与化学惰性，是氮化镓基 LED 外延最主流的衬底，也广泛用于光学窗口、射频 SOS（Silicon-on-Sapphire）与传感器基底。我们供应泡生法（Kyropoulos）与导模法晶体加工的外延级抛光片，表面粗糙度与平整度满足 MOCVD 外延要求。
图形化蓝宝石衬底（PSS）
图形化蓝宝石衬底（Patterned Sapphire Substrate）通过 C 面表面刻蚀锥形/金字塔微结构，改变 GaN 外延的成核与光提取路径，可有效提升 LED 出光效率。图形周期、深度与侧壁角可精确控制，支持 2–8 英寸，Epi-Ready 表面 Ra 低至亚纳米级。
- 图形形式：锥形、金字塔、半球等，标准与定制图形均可；
- 尺寸覆盖：2 / 4 / 6 / 8 英寸；
- 表面状态：Epi-Ready 抛光面，满足 MOCVD 直接外延；
- 来图即可评估，工程师确认图形参数与可制造性。
蓝宝石衬底：C/A/M/R 晶面，外延级单双面抛光
应用场景
LED / GaN 外延
C 面蓝宝石是 MOCVD 生长 GaN/InGaN 量子阱的标准衬底，与SiC / GaN 衬底相比性价比突出，详见功率电子与光电子选型。
图形化增光（PSS）
表面微结构改变外延成核与光提取路径，适合追求 LED 出光效率的量产外延。
光学窗口与保护片
0.15–5.5μm 宽波段高透过率，耐高温耐刮擦，用于传感器窗口、仪器保护片与激光系统窗口。
SOS（硅上蓝宝石）
R 面衬底上外延硅薄膜制作射频 CMOS，绝缘衬底带来低寄生电容与高隔离度，详见射频器件应用。
科研载体
高化学稳定性使其适合作为二维材料转移、高温退火与等离子工艺的载体片。
镀膜与器件配套
光学镀膜与金属薄膜可搭配镀膜衬底服务，形成窗口与器件结构。
参数规格
晶体生长方法对比
| 生长方法 | 晶体尺寸 | EPD | 优势晶面 | 典型用途 |
|---|---|---|---|---|
| 泡生法 KY（Kyropoulos） | 晶锭最大约 300mm | < 5×10³ /cm² | C 面（0001） | 外延级 C 面片、LED 基底 |
| 导模法 EFG | 板状最大约 150mm 宽 | < 1×10⁴ /cm² | R 面、A 面 | SOS、特种晶面、性价比路线 |
| 热交换法 HEM | 晶锭最大约 200kg | < 10³ /cm² | — | 光学级、激光、窗口件 |
常备规格
| 参数项 | 可选范围 | 备注 |
|---|---|---|
| 尺寸 | 2 / 4 / 6 英寸 | 2、4 英寸常备现货，6 英寸部分现货 |
| 厚度 | 330 / 430 / 500 / 650 / 1000 μm（±25μm） | 特殊厚度可定制 |
| 抛光方式 | 单面抛光（SSP）/ 双面抛光（DSP） | 外延用选 SSP Epi-Ready；光学用选 DSP |
| 表面粗糙度 Ra | ≤ 0.2 nm（抛光面，AFM 5×5μm） | 外延级标准 |
| TTV | ≤ 10 μm | 随片提供检测数据 |
| 晶向偏差 | C 面偏 M 轴 0.2°±0.1°（可按外延厂要求定制偏角） | 偏角影响 GaN 外延台阶流生长 |
| 定位边 | 按 SEMI 标准 A 面定位边（可定制 notch） | 下单请注明 |
晶面怎么选？
| 晶面 | 晶面指数 | 外延/应用特点 | 典型用途 |
|---|---|---|---|
| C 面 | (0001) | GaN 外延最常用晶面，外延工艺成熟、成本最低 | 蓝光/白光 LED、激光二极管外延 |
| A 面 | (11-20) | 非极性 GaN 外延，消除量子限制斯塔克效应 | 高效 LED 研究、射频器件研究 |
| M 面 | (1-100) | 半极性/非极性外延研究晶面 | 绿光 LED 与光电子研究 |
| R 面 | (1-102) | 与硅外延匹配良好，SOS 结构标准晶面 | SOS 射频 CMOS、微波器件 |
材料物理性能
| 参数项 | 数值 | 说明 |
|---|---|---|
| 材料 | 单晶 α-Al₂O₃ | 六方晶系 |
| 硬度 | 9 莫氏 / ≈2000 kg/mm²（努氏） | 耐磨、耐刮擦 |
| 熔点 | 2040℃ | 耐高温 |
| 热导率 | ≈40 W/m·K（300K） | 利于外延散热 |
| 禁带宽度 | 9.9 eV | 宽禁带光学绝缘体 |
| 折射率 | nₒ = 1.768，nₑ = 1.760（633nm） | 双折射 |
| 透过范围 | 150nm – 5500nm | 紫外至中红外 |
| 热膨胀 CTE | 5.0 – 6.6 ×10⁻⁶/K（各向异性） | 随晶向变化 |
| 位错密度 EPD | < 5×10³ /cm² | 外延级控制水平 |
| 偏角公差 | ±0.2°（常规）/ ±0.05°（精密） | 下单请注明 |
设备与工艺装备
蓝宝石衬底从长晶到外延级抛光，主要设备类别与用途如下：
| 设备类别 | 典型配置 | 用途 |
|---|---|---|
| 晶体生长炉 | 泡生法（KY）/ 导模法（EFG）/ 热交换法（HEM）长晶炉 | 生长蓝宝石单晶锭与板状晶体 |
| 线切割机 | 多线切割（金刚线） | 将高硬度晶锭切割为晶圆，控制翘曲 |
| 研磨 / 抛光机 | 双面研磨 + 单 / 双面化学机械抛光 | 获得外延级或光学级镜面，控制 TTV 与 Ra |
| CMP 设备 | 化学机械抛光（含终点检测） | 精抛以获得亚纳米级 Epi-Ready 表面 |
| 刻蚀设备 | 图形化（PSS）微结构刻蚀 | 在 C 面制备锥形/金字塔图形提升出光效率 |
| 检测设备 | 厚度/TTV 量测、晶向 XRD、EPD 与表面粗糙度检测 | 随片出具几何、晶体与表面质量数据 |
实际案例
C 面外延级片批量供应
某 LED 外延厂需要稳定的 C 面蓝宝石外延级抛光片，对偏角一致性与表面粗糙度有明确要求。
结果：按 C 面偏 M 轴 0.2°±0.1° 供应，Ra ≤ 0.2nm，随片提供晶向与表面质量数据，保障 MOCVD 直接外延。
双面抛光光学窗口片
某光学客户需要紫外至中红外宽波段透过的蓝宝石窗口片，要求双面抛光与平行度。
结果：以双面抛光 DSP 片交付，配合光学镀膜，随片提供透过率与 TTV 检测数据。
图形化蓝宝石评估与排产
某外延团队希望评估 PSS 提升出光效率，需要特定图形周期与深度的样品。
结果：按来图确认图形参数与可制造性，完成锥形微结构刻蚀并交付评估样品。
常见问题
外延用蓝宝石片和光学用蓝宝石片有什么区别？
2 英寸和 4 英寸常备现货有哪些晶面？
蓝宝石片可以加工异形或打孔吗？
是否提供随片检测数据与发票？
PSS 图形化片和普通外延片怎么选？
偏角（miscut）公差能做到多少？
C/A/M/R 四个晶面分别用在什么场合？
蓝宝石的透过范围有多宽？
常备的厚度和 TTV 是多少？
不同生长方法对衬底有影响吗？
需要定制规格或工艺？
告知晶面、尺寸、厚度与抛光要求，工程师 24h 内给出含税报价