成果信息

蓝宝石单晶作为一种优良的透波材料，在紫外、可见光、红外波段、微波都具有良好的透波率，可以满足多模式复合制导（如电视等）的要求；同时蓝宝石单晶具有优良的机械性能、化学稳定性和耐高温性能高，强度高、硬度大、可在2000℃的恶劣环境下工作。由于蓝宝石电绝缘、透明、易导热、硬度高，在民用领域得到广泛应用，作为集成电路的衬底材料，替代了高价氮化硅衬底而被广泛用于超高速微电子电路；是发光二极管（LED）衬底的首选材料，采用蓝宝石衬底材料制成的发光二极管，其光源无灯丝、工作电压低，使用寿命可达5万到10万小时，与白炽灯比，能够节电90%，和荧光灯比能节电50%；同时还可以做成光学传感器以及其它一些光学通信和光波导器件，如高温高压或真空容器的观察窗、液晶显示投影仪的散热板、有害气体检测仪和火灾监测仪的窗口、光纤通讯接头盒等。其技术特点及优势：1) 抗弯强度400Mpa，断裂韧性2.0MPa?m1/2；2) 硬度Hv 1800-2000kg/cm2；3) 0.2-7μm波段，透波率不小于80%；4) 在1-10GHz微波波段，介电常数9-11.5，介电损耗tgδ<0.0001；5) 耐温1450℃。 )

背景介绍

蓝宝石是人工合成晶体中一个重要的材料品种，由于其优良的机械和光学性能，蓝宝石晶体得到了广泛的应用，主要用途包括耐磨元件、窗口材料以及MOCVD外延衬底材料等。近年来半导体照明产业的快速发展，带动了蓝宝石衬底材料需求的快速增长。用于MOCVD外延衬底的蓝宝石材料占到总产量的80%以上。2009年以半年以来，蓝宝石衬底一直处于全球紧缺和价格上涨趋，亚洲是蓝宝石衬底最大需求地，仅台湾和日本企业就分别占到全球销售总量的58%和19%。而蓝宝石晶棒和抛光片的主要提供商则以美、俄、日、韩企业为主，中国企业在此领域还处于起步阶段。)

应用前景

蓝宝石是纯净氧化铝的单晶形态，莫氏硬度为9，仅次于金刚石。25度时蓝宝石的电阻率高，电绝缘性能优良，蓝宝石还具有良好的光学透过性 、热传导性以及优良的机械性能。其主要应用领域包括耐磨元件、窗口材料以及电子器件领域，蓝宝石最大的应用主要有两种，GaN基蓝绿光LED和射频器件，射频器件主要针对手机市场。2009年电子应用的蓝宝石衬底市场规模接近900万片，SOS射频应用的6英寸及8英寸蓝宝石晶片用量数以万计。)