蓝宝石单晶因为具有与半导体GaN的晶格系数失配率较小、机械强度高、价格便宜等特点，成为了目前应用最广的衬底材料之一。但你需要知道的是，由于GaN膜的无缺陷生长很大程度上依赖于蓝宝石晶片的表面加工质量，因此为了得到光洁、无晶格缺陷的表面，蓝宝石单晶在经过切片、研磨和倒角后，还需要经过“抛光”这一步骤来改善晶片粗糙度，使其表面能达到外延片磊晶级的精度。

自从1991年IBM首次将化学机械抛光（CMP）技术成功应用到64MbDRAM的生产中后，CMP技术逐渐被各种电子器件先后引进，通过超细粒子的机械研磨作用与氧化剂的化学腐蚀作用的结合，它能使人们获得比以往任何平面加工更加出色的表面形貌变化，几乎被公认为目前唯一的全局平面化技术。

关键：磨料的选择

其中，抛光液是CMP技术中的关键因素。抛光液主要由磨料、溶剂和添加剂组成，其种类、性质、粒径大小、颗粒分散度及稳定性等与最终抛光效果紧密相关。目前市场上使用最为广泛的几种磨料是SiO₂、CeO₂、Al₂O₃，它们间的具体对比可看下表。

在挑选磨料时，首先要根据的就是被抛光材料的硬度，然后还需要根据光洁度要求选颗粒度大小、颗粒形状、颗粒尺寸的均匀性等。由于蓝宝石单晶具有高硬度和高化学稳定性，所以它的加工工作并不是每种磨料都可以胜任的。

通过上表对比可知，Al₂O₃抛光液在处理蓝宝石时，与SiO₂等软质磨料相比在去除速率上有着明显的优势。由于氧化铝颗粒的大小、形状、粒度分布都会影响到抛光效果，因此关于什么样的α-Al₂O₃粉体最适用于蓝宝石衬底抛光，小编特地向苏州优锆纳米材料有限公司的王经理讨教了一番。

对α-Al₂O₃粉体的要求

据王经理介绍，由于在LED行业中，CMP抛光液中常选用粒径50∼200nm、粒径分布均匀的纳米α-Al₂O₃以避免大粒子造成的划痕。因此为了确保抛光液的切削速率及效果，使蓝宝石衬底能抛出均匀而明亮的光泽，他们会要求公司出产的用于蓝宝石抛光的高纯球型α-Al₂O₃粉体（99.99%），必须具备颗粒分布窄（80nm-150nm），粒径小，α相转晶完全，团聚小易分散，尺寸稳定性好，硬度高等特点。

优锆出品的纳米氧化铝抛光粉

同时，若氧化铝抛光液的分散稳定性不佳，容易导致抛光液在抛光过程中存在分散稳定性差、抛光过程容易出现凝聚现象使抛光面出现划痕的问题。因此为了提高氧化铝抛光液的稳定性，对α-Al₂O₃颗粒的Zeta电位，以及抛光液添加稳定剂、分散剂的种类和质量也都有一定的要求。

但无论如何，制备出形状规则、粒径大小合适的氧化铝颗粒始终是制备氧化铝抛光液的基础。若您想了解更多关于氧化铝颗粒的制备要点，那就务必不要错过即将于4月24日至26日，在江苏省苏州市举办的“第三届氧化铝技术交流会”了，因为届时将有众多含金量极高的报告轮番上台，错过实在是有些可惜！

粉体圈 小榆