Sapphire глиноземдин бир кристалл болуп саналат, үч тараптуу кристалл системасына таандык, алты бурчтуу түзүлүшү, анын кристаллдык түзүлүшү күчтүү байланыш чынжыр жана тор энергиясы менен, үч кычкылтек атому жана коваленттик байланыш тибиндеги эки алюминий атомдорунун турат, ал эми анын кристаллдын ички дээрлик эч кандай аралашмалар же кемчиликтери жок, ошондуктан ал сонун электр изоляциясы, ачык-айкындуулук, жакшы жылуулук өткөрүмдүүлүк жана жогорку катуу мүнөздөмөлөргө ээ. Оптикалык терезе жана жогорку натыйжалуу субстрат материалдары катары кеңири колдонулат. Бирок, сапфирдин молекулярдык түзүлүшү татаал жана анизотропия бар жана тиешелүү физикалык касиеттерге тийгизген таасири ар кандай кристалл багыттарын иштетүү жана колдонуу үчүн да абдан ар түрдүү, ошондуктан колдонуу да ар түрдүү. Жалпысынан алганда, сапфир субстраттары C, R, A жана M тегиздик багыттарында жеткиликтүү.
арызыC-учагы сапфир вафли
Галлий нитриди (GaN) кең тилкелүү үчүнчү муундагы жарым өткөргүч катары, кеңири тилкелүү тилкеге, күчтүү атомдук байланышка, жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүккө, жакшы химиялык туруктуулукка (дээрлик эч кандай кислота менен коррозияга учурабайт) жана нурланууга каршы күчтүү жөндөмдүүлүккө ээ жана кең келечекке ээ. оптоэлектрониканы колдонуу, жогорку температура жана электр приборлору жана жогорку жыштыктагы микротолкундуу приборлор. Бирок, GaN жогорку эрүү температурасына байланыштуу, ири өлчөмдөгү монокристаллдык материалдарды алуу кыйын, ошондуктан жалпы ыкма субстрат материалдарына жогорку талаптарга ээ болгон башка субстраттарда гетероепитаксиянын өсүшүн жүргүзүү болуп саналат.
менен салыштыргандасапфир субстратбашка кристалл беттери менен C тегиздиги (<0001> ориентация) сапфир пластинкасы менен Ⅲ-Ⅴ жана Ⅱ-Ⅵ (мисалы, GaN) топторуна жайгаштырылган пленкалардын ортосундагы решетканын туруктуу дал келбөө ылдамдыгы салыштырмалуу аз жана тордун туруктуу дал келбестиги экөөнүн ортосундагы ченAlN тасмаларыбуфердик катмар катары колдонулушу мүмкүн болгон катмар дагы кичине жана ал GaN кристаллдашуу процессинде жогорку температурага туруктуулук талаптарына жооп берет. Ошондуктан, бул GaN өсүшү үчүн жалпы субстрат материал болуп саналат, аны ак / көк / жашыл LED, лазердик диоддорду, инфракызыл детекторлорду жана башкаларды жасоо үчүн колдонсо болот.
Белгилей кетсек, C-тегиздигинде сапфир субстратында өстүрүлгөн GaN пленкасы анын полярдык огу боюнча өсөт, башкача айтканда, С огунун багыты, бул бир гана жетилген өсүү процесси жана эпитаксиялык процесс эмес, салыштырмалуу арзан, туруктуу физикалык жана химиялык касиеттери, ошондой эле жакшы иштетүү көрсөткүчтөрү. C-багытталган сапфир пластинкасынын атомдору O-al-al-o-al-O түзүлүшүндө, ал эми M-багытталган жана A-багытталган сапфир кристаллдары ал-О-ал-Одо байланышкан. Al-Al, M-багытталган жана A-багытталган сапфир кристаллдарына салыштырмалуу Al-Oга караганда төмөн байланыш энергиясы жана начарыраак байланышка ээ болгондуктан, C-сапфирди иштетүү негизинен Al-Al ачкычын ачууга багытталган, аны иштетүү оңой. , жана жогорку беттин сапатын алып, андан кийин галий нитридинин эпитаксиалдык сапатын жакшырта алат, бул өтө жогорку жарыктыктагы ак/көк LED сапатын жакшыртат. Экинчи жагынан, С огу боюнча өскөн пленкалар стихиялуу жана пьезоэлектрдик поляризациялык эффекттерге ээ, натыйжада пленкалардын ичинде күчтүү ички электр талаасы пайда болот (активдүү катмар кванттык скважиналар), бул GaN пленкаларынын жарык берүүчү эффективдүүлүгүн бир топ төмөндөтөт.
А-учагы сапфир вафликолдонмо
Анын эң сонун комплекстүү иштеши, өзгөчө мыкты өткөрүмдүүлүктүн аркасында сапфир монокристалы инфракызыл өтүү эффектин күчөтүп, аскердик фотоэлектрдик жабдууларда кеңири колдонулган идеалдуу орто инфракызыл терезе материалына айланат. Бул жерде сапфир беттин нормалдуу багытындагы полярдык тегиздик (С тегиздиги) полярдуу эмес бет болуп саналат. Жалпысынан алганда, A-багытталган сапфир кристаллынын сапаты С-багытталган кристаллга караганда жакшыраак, дислокация азыраак, мозаика түзүмү азыраак жана толук кристалл түзүмү менен жарыкты өткөрүү көрсөткүчтөрү жакшы. Ошол эле учурда, a тегиздигинде Al-O-Al-O атомдук байланыш режиминен улам, A-багытталган сапфирдин катуулугу жана эскирүү туруктуулугу С-багытталган сапфирге караганда бир кыйла жогору. Ошондуктан, A-багыттуу чиптер көбүнчө терезе материалдары катары колдонулат; Мындан тышкары, A сапфир бирдей диэлектрдик туруктуу жана жогорку изоляциялык касиеттерге ээ, ошондуктан аны гибриддик микроэлектроника технологиясына колдонсо болот, бирок TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212, өсүү сыяктуу мыкты өткөргүчтөрдүн өсүшү үчүн да колдонсо болот. церий кычкылынын (CeO2) сапфир композиттик субстратындагы гетерогендүү эпитаксиалдык супер өткөргүч пленкалардын. Бирок, ошондой эле Al-O чоң байланыш энергиясы болгондуктан, аны иштетүү кыйыныраак.
колдонууR /M учак сапфир пластинкасы
R-тегиздиги сапфирдин полярдуу эмес бети, ошондуктан сапфир түзүлүшүндөгү R-тегиздигинин абалынын өзгөрүшү ага ар кандай механикалык, жылуулук, электрдик жана оптикалык касиеттерди берет. Жалпысынан алганда, R-беттик сапфир субстраты кремнийдин гетероепитаксиалдык чөкмөсү үчүн, негизинен жарым өткөргүч, микротолкундуу жана микроэлектроника интегралдык микросхемалардын колдонмолору үчүн, коргошун өндүрүүдө, башка супер өткөргүч компоненттерди, жогорку каршылыктуу резисторлорду, галлий арсениди R- үчүн да колдонсо болот. түрү субстрат өсүшү. Азыркы учурда, смартфондордун жана планшеттик компьютер системаларынын популярдуулугу менен R-face сапфир субстраты смартфондор жана планшеттик компьютерлер үчүн колдонулуп жаткан SAW түзүлүштөрүн алмаштырып, өндүрүмдүүлүгүн жакшыртуучу түзмөктөр үчүн субстрат менен камсыз кылды.
Эгерде укук бузуу болсо, байланышты өчүрүңүз
Посттун убактысы: 2024-жылдын 16-июлуна чейин