什么是蓝宝石衬底

蓝宝石衬底的信息介绍

蓝宝石衬底的主要成分是单晶氧化铝（Al2O3），具六方晶系刚玉结构，铝、氧原子特定排列，化学键强，具备硬度高、抗磨损、抗刮擦等性能。其制备工艺主要以高纯度氧化铝为原料，用热交换法（HEM）、泡生法（Kyropoulos）等生长晶体。如热交换法，高温熔炉中氧化铝熔融，经热场控制从籽晶结晶成大尺寸晶体，再经切割、研磨、抛光等工序成晶圆片。

蓝宝石衬底的特点优势

光学性能优越

在紫外至红外波段（300 - 5000nm）透光率超85%，减少LED光传播吸收损失，提升发光效率，在蓝光和UV LED制造中关键。

机械性能卓越

莫氏硬度达9，抗刮耐磨，高温高压下结构稳定，适用于航空航天防护罩、精密仪器组件等领域。

化学稳定性极佳

酸碱等极端化学环境中不易被腐蚀，LED芯片制造中经多种化学处理工序也不反应，保障工艺顺利进行。

电学性能独特

是电绝缘体，制作LED时电极做在同一侧，虽增加设计难度，但为器件小型化和集成化提供可能，还能避免电流泄漏，提高电学稳定性。

蓝宝石衬底的主要用途

照明领域

是LED芯片制造的“完美载体”，为氮化镓等半导体材料提供支撑，耐高温、化学稳定。其高透光率让光子高效穿过，提升发光效率，LED灯具节能超80%。

显示领域

在小型移动设备背光模组和大型液晶显示屏、LED大屏幕中，高透光性和平整度支持LED芯片集成，均匀散射光，高硬度和化学稳定性保护芯片，提高可靠性和使用寿命，优化显示效果。

其他领域

射频电路领域，高绝缘性和低介电损耗减少信号干扰和功率损耗，用于5G基站射频前端模块；特种窗口领域，高硬度等特性用于航空航天光学窗口等；智能穿戴设备中，用于显示屏保护盖板和传感器基底；航空航天领域，用于高精度光学仪器和传感器部件。

蓝宝石衬底与碳化硅衬底的对比

应用领域侧重不同

蓝宝石衬底在LED光电领域应用广泛，全球超80%的LED芯片基于其制造；碳化硅衬底在功率器件和高端微波射频领域优势明显，如电动汽车电力驱动系统、5G通信基站射频前端等。

导电性与导热性的差异

蓝宝石衬底是绝缘体，电阻率高，电极需同侧设计，绝缘性有独特优势；碳化硅衬底导电性良好，分导电型和半绝缘型，导热性能明显优于蓝宝石衬底，高功率应用中散热优势大。

价格与成本的考量

蓝宝石衬底制备技术成熟，原料廉价，成本低，2英寸价格约5 - 10美元/片，4英寸约20 - 50美元/片；碳化硅衬底制备工艺复杂，价格高，4英寸导电型约300 - 500美元/片，虽价格下降但仍限制其在成本敏感领域应用。