国家标准计划《蓝宝石图形化衬底片》由 TC203（全国半导体设备和材料标准化技术委员会）归口，TC203SC2（全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分会）执行 ，主管部门为国家标准化管理委员会。

主要起草单位 广东中图半导体科技股份有限公司 、云南蓝晶科技有限公司 、华灿光电（义乌）有限公司 。

蓝宝石图形化衬底片是GaN外延生长的关键基板材料，对提高GaN外延结晶质量、降低位错密度，提高光电子器件出光效率具有显著效果。

蓝宝石及其复合材料也是潜在的氮化镓功率、射频器件的衬底选择，在《重点新材料首批次应用示范指导目录（2019年版）》“先进半导体材料和新型显示材料”中的第290项有明确提及图形化衬底；《新材料标准领航行动计划（2018-2020年）》中明确要求建立第三代宽禁带半导体材料标准（（二（二）研制新材料“领航”标准，4、先进半导体材料））；科技部《“十三五”国家重点研发计划战略性先进电子材料重点专项实施方案》也包括第三代半导体材料与半导体照明。

蓝宝石图形化衬底片是在蓝宝石抛光片的基础上，通过黄光制程或压印图形掩膜工艺，再经等离子体干法刻蚀等图形化工艺处理后得到。

该图形化衬底片具有周期性阵列排布的微纳米图形微结构，其主流的微结构图形形貌为六角密排圆锥形。

目前已实现产业化的主要有2-6英寸的蓝宝石图形化衬底片，主要用于氮化镓外延生长的基板。

相比蓝宝石平片衬底，图形化的蓝宝石表面改变了GaN材料的生长过程，能抑制缺陷向外延表面的延伸，提高器件内量子效率；另外，微纳米结构图形化的GaN/蓝宝石界面能散射从有源区发射的光子，使得原本因全反射作用不能出射的光子有机会逃逸到器件外部，进而有效提高光提取效率，显著提升发光二极管的光电性能。

以GaN基材料为代表的光电子器件是第三代半导体技术和产业发展最重要的分支，蓝宝石图形化衬底片是其关键衬底材料。

衬底材料在很大程度上决定了外延芯片的技术路线及品质，是下游关键元器件技术提升的重要基础。

目前，基于普通蓝宝石平片的衬底因为外延生长缺陷多，光电性能不高等问题，较难满足现有行业的发展。

作为第三代半导体材料体系中非常重要的材料，蓝宝石图形化衬底材料一方面在半导体照明行业的应用渗透率已超过95%，另外在功率、射频器件的研究与开发中也有成为其衬底的选择，当前市场上已有基于蓝宝石材料GaN功率器件的手机、电脑快充产品问世。

近年来，国内蓝宝石图形化衬底片、GaN外延芯片行业发展迅速，国内产业规模也不断扩大，衬底及芯片的国产化率已超过85%，尤其是蓝宝石图形化衬底片，基本实现了全国产化。

目前，我国蓝宝石图形化衬底片的产品性能指标已达到国际先进水平，制备技术拥有完全自主知识产权，在满足国内客户需求的同时，产品还出口到国外。

然而，作为国内现有产业体量大、产品稳定、技术先进的蓝宝石图形化衬底片，目前还没有相关的产品标准，而近期的中美贸易摩擦更使全国上下都认识到了具有自主知识产权技术的重要性。

为改变蓝宝石图形化衬底片产品无标准、无规范的状态，完善第三代半导体材料标准体系建设，蓝宝石图形化衬底片产品标准的立项编制是十分有必要的，也是极其重要的。

综上，特申请关于蓝宝石图形化衬底片的产品标准。

此标准的制定将会使我国第三代半导体材料的标准体系进一步完善，同时也可作为蓝宝石图形化衬底片贸易、仲裁及质量监督检查的依据，改变蓝宝石图形化衬底片产品无标准、无技术规范的状态，更好的促进相关产业的健康规范发展。

本标准规定了蓝宝石图形化衬底片的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存、随行文件等内容。 产品按衬底片尺寸分为2、4、6英寸蓝宝石图形化衬底，其主要技术要求包括衬底片的直径、厚度、衬底图形排布、衬底图形尺寸参数、衬底图形均匀性、衬底有效图形区域、外观、反射率等。具体见标准草案。 本标准适用于蓝宝石图形化衬底片，产品主要用于氮化镓基材料外延生长的基板材料，可显著提升发光二极管的光电性能，同时作为功率、射频器件用的基板材料，提高产品品质，降低生产制造成本。