Safirul este un singur cristal de alumină, aparține sistemului cristalin tripartit, cu structură hexagonală, structura sa cristalină este compusă din trei atomi de oxigen și doi atomi de aluminiu de tip legătură covalentă, dispuși foarte strâns, cu lanț de legare puternică și energie rețelei, în timp ce interior de cristal aproape fără impurități sau defecte, deci are o izolație electrică excelentă, transparență, conductivitate termică bună și caracteristici de rigiditate ridicată. Folosit pe scară largă ca fereastră optică și materiale de substrat de înaltă performanță. Cu toate acestea, structura moleculară a safirului este complexă și există anizotropie, iar impactul asupra proprietăților fizice corespunzătoare este, de asemenea, foarte diferit pentru prelucrarea și utilizarea diferitelor direcții de cristal, astfel încât utilizarea este, de asemenea, diferită. În general, substraturile de safir sunt disponibile în direcțiile plane C, R, A și M.
Aplicarea dePlaca de safir C-plane
Nitrură de galiu (GaN) ca semiconductor cu bandă interzisă largă de a treia generație, are o bandă interzisă mare directă, legături atomice puternice, conductivitate termică ridicată, stabilitate chimică bună (aproape nu corodata de niciun acid) și capacitate puternică anti-iradiere și are perspective largi în aplicarea optoelectronicii, a dispozitivelor de înaltă temperatură și putere și a dispozitivelor cu microunde de înaltă frecvență. Cu toate acestea, din cauza punctului de topire ridicat al GaN, este dificil să se obțină materiale monocristal de dimensiuni mari, așa că modalitatea obișnuită este de a realiza creșterea heteroepitaxiei pe alte substraturi, care are cerințe mai mari pentru materialele substrat.
Comparativ cusubstrat de safircu alte fețe de cristal, rata de nepotrivire constantă a rețelei dintre placheta de safir din planul C (orientare <0001>) și filmele depuse în grupurile Ⅲ-Ⅴ și Ⅱ-Ⅵ (cum ar fi GaN) este relativ mică, iar nepotrivirea constantă a rețelei rata dintre cele două șifilme AlNcare poate fi folosit ca strat tampon este chiar mai mic și îndeplinește cerințele de rezistență la temperaturi ridicate în procesul de cristalizare GaN. Prin urmare, este un material substrat comun pentru creșterea GaN, care poate fi folosit pentru a face LED-uri albe/albastre/verzi, diode laser, detectoare cu infraroșu și așa mai departe.
Este demn de menționat că filmul GaN crescut pe substratul de safir din planul C crește de-a lungul axei sale polare, adică direcția axei C, care nu este doar un proces de creștere matur și un proces de epitaxie, un cost relativ scăzut, fizic stabil. și proprietăți chimice, dar și performanțe de procesare mai bune. Atomii plachetei de safir orientate spre C sunt legați într-un aranjament O-al-al-o-al-O, în timp ce cristalele de safir orientate spre M și A sunt legate în al-O-al-O. Deoarece Al-Al are o energie de legătură mai mică și o legătură mai slabă decât Al-O, în comparație cu cristalele de safir orientate spre M și A, prelucrarea safirului C este în principal pentru a deschide cheia Al-Al, care este mai ușor de procesat , și poate obține o calitate mai mare a suprafeței și apoi obține o calitate epitaxială mai bună cu nitrură de galiu, care poate îmbunătăți calitatea LED-ului alb/albastru cu luminozitate ultra-înaltă. Pe de altă parte, filmele crescute de-a lungul axei C au efecte de polarizare spontană și piezoelectrică, rezultând un câmp electric intern puternic în interiorul filmelor (strat activ cuantic Wells), ceea ce reduce foarte mult eficiența luminoasă a filmelor GaN.
Napolitana de safir A-planeaplicarea
Datorită performanței sale excelente și cuprinzătoare, în special transmisiei excelente, un singur cristal de safir poate spori efectul de penetrare în infraroșu și poate deveni un material ideal pentru ferestre cu infraroșu mediu, care a fost utilizat pe scară largă în echipamentele fotoelectrice militare. Unde Un safir este un plan polar (planul C) în direcția normală a feței, este o suprafață nepolară. În general, calitatea cristalului de safir orientat A este mai bună decât cea a cristalului orientat C, cu mai puțină dislocare, mai puțină structură mozaică și o structură cristalină mai completă, astfel încât are o performanță mai bună de transmisie a luminii. În același timp, datorită modului de legare atomică Al-O-Al-O pe planul a, duritatea și rezistența la uzură a safirului orientat A sunt semnificativ mai mari decât a safirului orientat C. Prin urmare, cipurile A-direcționale sunt utilizate în cea mai mare parte ca materiale pentru ferestre; În plus, A safir are, de asemenea, constantă dielectrică uniformă și proprietăți de izolare ridicate, astfel încât poate fi aplicat la tehnologia hibridă de microelectronică, dar și pentru creșterea conductoarelor superbe, cum ar fi utilizarea TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212, creșterea de filme supraconductoare epitaxiale eterogene pe substrat compozit de safir de oxid de ceriu (CeO2). Cu toate acestea, și din cauza energiei mari de legătură a Al-O, este mai dificil de prelucrat.
AplicareaPlacă de safir plan R/M
Planul R este suprafața nepolară a unui safir, astfel încât modificarea poziției planului R într-un dispozitiv cu safir îi conferă proprietăți mecanice, termice, electrice și optice diferite. În general, substratul de safir cu suprafața R este preferat pentru depunerea heteroepitaxială a siliciului, în principal pentru aplicații de circuite integrate semiconductoare, microunde și microelectronice, în producția de plumb, alte componente supraconductoare, rezistențe de înaltă rezistență, arseniura de galiu pot fi, de asemenea, utilizate pentru R- tip de creștere a substratului. În prezent, odată cu popularitatea telefoanelor inteligente și a sistemelor de computer tabletă, substratul de safir R-face a înlocuit dispozitivele SAW compuse existente utilizate pentru telefoane inteligente și tablete, oferind un substrat pentru dispozitivele care pot îmbunătăți performanța.
Dacă există o încălcare, contactați ștergeți
Ora postării: Iul-16-2024