基于氮化镓(GaN)的半导体照明芯片是目前半导体照明中最核心的技术，在GaN外延生长所用的衬底材料中，蓝宝石晶体衬底是价格最低、综合性能最好的一种，目前90％以上的GaN外延生长都是采用蓝宝石晶体衬底材料。蓝宝石晶体具有高声速、耐高温、抗腐蚀、高硬度、高透光性、熔点高(2045℃)等特点，蓝宝石单晶C面与Ⅲ-Ⅴ和Ⅱ-Ⅵ族沉积薄膜之间的晶格常数失配率小，同时符合GaN外延中耐高温的要求，使得蓝宝石晶片成为制作白/蓝/绿光LED的关键材料。目前超高亮度白/蓝光LED的品质取决于外延GaN材料品质，而外延GaN的品质与所使用的蓝宝石晶体衬底性能息息相关。大量研究表明蓝宝石晶体衬底位错密度越低、应力越小外延生长的GaN发光性能越好。目前常用的几种蓝宝石晶体生长技术中，泡生法（KY法）生长的晶体位错最低，应力也最小，因此最适宜用作衬底材料，每年的需求超过500万片。但是泡生法生长30kg的大尺寸蓝宝石晶体的技术国内至今没有成熟，从设备制造到生长工艺都严重依赖国外技术。我们与浙江东晶光电科技有限公司合作，使用国产的NIKA-30蓝宝石晶体炉用泡生法生长了30kg的蓝宝石晶体。　　对泡生法蓝宝石晶体生长的关键技术进行了分析和研究，在热场方面对传统的双层钼内衬的损坏机理进行研究，设计了寿命更长更合理的三层钼内屏;为保证整个热场的对称性在不损坏发热体的前提下，对变形或损坏的发热体进行了改装研究，得到了保持变形或损坏钨杆发热体温场对称性的组装方法，延长了发热体寿命;在工艺方面，对整个晶体生长的原料选择、引晶、放肩等关键工艺技术进行了研究，研究结果表明，醇盐法及火焰法原料纯度较高，生长晶体的位错密度及颜色更佳，胆碱法原料晶体颜色及位错密度有一定影响;分析了引晶工艺中影响晶颈控制的各种因素，提出了一套全新的引晶工艺，能够在保证晶体质量的前提下获得更高的成品率;分析了影响放肩阶段晶体直径控制的功率下降幅度等关键因素，寻找到了最佳的控制工艺;此外对影响晶体生长的籽晶、电源控制方式以及后退火工艺等方面也进行了研究，通过关键技术的研究形成了稳定的工艺，整个晶体生长过程由传统的15天减少到12天，晶体生长的成品率由50％提高到80％，同时通过调整晶体生长工艺，减少了晶体中缺陷（主要是气泡），改善了晶体的外观，从而提高了整个晶体的取材率。　　按照标准的衬底加工工艺流程对蓝宝石晶体衬底的加工工艺进行了摸索，并采用先进的检测设备FRT，Candela对衬底加工性能进行了检测;最后对所制备的衬底力性能、可见光透过率及位错密度进行了的测量，得到了满意的结果。