Safīrs ir alumīnija oksīda monokristāls, pieder trīspusējai kristālu sistēmai, sešstūra struktūra, tā kristāla struktūra sastāv no trim skābekļa atomiem un diviem alumīnija atomiem kovalentās saites veidā, kas ir izvietoti ļoti cieši, ar spēcīgu saites ķēdi un režģa enerģiju, savukārt tā kristāla iekšpusē gandrīz nav piemaisījumu vai defektu, tāpēc tam ir lieliska elektriskā izolācija, caurspīdīgums, laba siltumvadītspēja un augstas stingrības īpašības. Plaši izmanto kā optisko logu un augstas veiktspējas substrāta materiālus. Tomēr safīra molekulārā struktūra ir sarežģīta un pastāv anizotropija, un arī ietekme uz atbilstošajām fizikālajām īpašībām ir ļoti atšķirīga dažādu kristālu virzienu apstrādei un izmantošanai, tāpēc arī pielietojums ir atšķirīgs. Parasti safīra substrāti ir pieejami C, R, A un M plaknes virzienos.
PiemērošanaC-plaknes safīra vafele
Gallija nitrīdam (GaN) kā trešās paaudzes pusvadītājam ir plaša joslas sprauga, tam ir plaša tiešā joslas sprauga, spēcīga atomu saite, augsta siltumvadītspēja, laba ķīmiskā stabilitāte (gandrīz nekorodē neviena skābe) un spēcīga pretapstarošanas spēja, un tam ir plašas izredzes optoelektronikas, augstas temperatūras un jaudas ierīču un augstfrekvences mikroviļņu ierīču pielietojums. Tomēr GaN augstās kušanas temperatūras dēļ ir grūti iegūt liela izmēra monokristālu materiālus, tāpēc izplatīts veids ir veikt heteroepitaksijas augšanu uz citiem substrātiem, kam ir augstākas prasības substrāta materiāliem.
Salīdzinot arsafīra substrātsar citām kristāla virsmām režģa konstante nesakritības koeficients starp C plaknes (<0001> orientācija) safīra plāksnīti un plēvēm, kas nogulsnētas grupās Ⅲ-Ⅴ un Ⅱ-Ⅵ (piemēram, GaN), ir salīdzinoši mazs, un režģa konstante neatbilstība likme starp diviem unAlN filmasko var izmantot kā bufera slāni, ir vēl mazāks, un tas atbilst augstas temperatūras izturības prasībām GaN kristalizācijas procesā. Tāpēc tas ir izplatīts substrāta materiāls GaN augšanai, ko var izmantot, lai izgatavotu baltas / zilas / zaļas gaismas diodes, lāzera diodes, infrasarkanos detektorus utt.
Ir vērts pieminēt, ka GaN plēve, kas audzēta uz C plaknes safīra substrāta, aug gar tās polāro asi, tas ir, C ass virzienu, kas ir ne tikai nobriedis augšanas process un epitaksijas process, salīdzinoši zemas izmaksas, stabila fiziskā. un ķīmiskās īpašības, bet arī labāka apstrādes veiktspēja. C-orientētās safīra vafeles atomi ir savienoti O-al-al-o-al-O izkārtojumā, savukārt M-orientētie un A-orientētie safīra kristāli ir saistīti al-O-al-O. Tā kā Al-Al ir zemāka savienojuma enerģija un vājāka saistība nekā Al-O, salīdzinot ar M un A orientētiem safīra kristāliem, C-safīra apstrāde galvenokārt ir paredzēta Al-Al atslēgas atvēršanai, ko ir vieglāk apstrādāt. , un var iegūt augstāku virsmas kvalitāti un pēc tam iegūt labāku gallija nitrīda epitaksiālo kvalitāti, kas var uzlabot īpaši augstas spilgtuma baltās/zilās gaismas diodes kvalitāti. No otras puses, plēvēm, kas audzētas gar C asi, ir spontānas un pjezoelektriskas polarizācijas efekti, kā rezultātā plēvēs veidojas spēcīgs iekšējais elektriskais lauks (aktīvā slāņa kvantu akas), kas ievērojami samazina GaN plēvju gaismas efektivitāti.
A-plaknes safīra vafelepieteikumu
Pateicoties lieliskajai visaptverošajai veiktspējai, īpaši lieliskajai caurlaidībai, safīra monokristāls var uzlabot infrasarkano staru iespiešanās efektu un kļūt par ideālu vidēja infrasarkanā loga materiālu, ko plaši izmanto militārajā fotoelektriskajā aprīkojumā. Kur A safīrs ir polāra plakne (C plakne) sejas parastajā virzienā, ir nepolāra virsma. Parasti A-orientēta safīra kristāla kvalitāte ir labāka nekā C-orientēta kristāla kvalitāte, ar mazāku dislokāciju, mazāku mozaīkas struktūru un pilnīgāku kristāla struktūru, tāpēc tam ir labāka gaismas caurlaidība. Tajā pašā laikā, pateicoties Al-O-Al-O atomu savienojuma režīmam plaknē a, A-orientēta safīra cietība un nodilumizturība ir ievērojami augstāka nekā C-orientēta safīra. Tāpēc A-virziena skaidas galvenokārt tiek izmantotas kā logu materiāli; Turklāt A safīram ir arī vienāda dielektriskā konstante un augstas izolācijas īpašības, tāpēc to var izmantot hibrīdās mikroelektronikas tehnoloģijās, kā arī izcilu vadītāju augšanai, piemēram, TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212 izmantošanai. neviendabīgu epitaksisku supravadošu plēvju uz cērija oksīda (CeO2) safīra kompozīta substrāta. Tomēr arī Al-O lielās saites enerģijas dēļ to ir grūtāk apstrādāt.
PiemērošanaR/M plaknes safīra vafele
R plakne ir safīra nepolārā virsma, tāpēc R plaknes pozīcijas maiņa safīra ierīcē piešķir tai dažādas mehāniskās, termiskās, elektriskās un optiskās īpašības. Parasti R-virsmas safīra substrātam priekšroka tiek dota silīcija heteroepitaksiālai nogulsnēšanai, galvenokārt pusvadītāju, mikroviļņu un mikroelektronikas integrālo shēmu lietojumiem, svina, citu supravadošu komponentu, augstas pretestības rezistoru ražošanā, gallija arsenīdu var izmantot arī R- tipa substrāta augšana. Pašlaik līdz ar viedtālruņu un planšetdatoru sistēmu popularitāti R-face safīra substrāts ir aizstājis esošās saliktās SAW ierīces, ko izmanto viedtālruņiem un planšetdatoriem, nodrošinot substrātu ierīcēm, kas var uzlabot veiktspēju.
Ja ir pārkāpums, sazinieties ar dzēšanu
Izlikšanas laiks: 16. jūlijs 2024