Сапфир – алюминий тотығының бір кристалы, үш жақты кристалдық жүйеге жатады, құрылымы алтыбұрышты, оның кристалдық құрылымы үш оттегі атомынан және коваленттік байланыс түріндегі екі алюминий атомынан тұрады, өте тығыз орналасқан, күшті байланыс тізбегі мен тор энергиясы бар, ал оның кристалды интерьерде дерлік қоспалар немесе ақаулар жоқ, сондықтан ол тамаша электрлік оқшаулауға, мөлдірлікке, жақсы жылу өткізгіштікке және жоғары қаттылық сипаттамаларына ие. Оптикалық терезе және жоғары өнімді субстрат материалдары ретінде кеңінен қолданылады. Дегенмен, сапфирдің молекулалық құрылымы күрделі және анизотропия бар, және сәйкес физикалық қасиеттерге әсері әртүрлі кристалдық бағыттарды өңдеу және пайдалану үшін де өте әртүрлі, сондықтан пайдалану да әртүрлі. Жалпы, сапфир субстраттары C, R, A және M жазық бағыттарында қол жетімді.
қолданбасыС-жазықтық сапфир вафли
Галлий нитриді (GaN) кең ауқымды үшінші буын жартылай өткізгіші ретінде кең тікелей жолақ саңылауына, күшті атомдық байланысқа, жоғары жылу өткізгіштікке, жақсы химиялық тұрақтылыққа (ешқандай қышқылмен дерлік тот баспаған) және күшті сәулеленуге қарсы қабілетіне ие және кең перспективаға ие. оптоэлектрониканы, жоғары температура мен қуат құрылғыларын және жоғары жиілікті микротолқынды құрылғыларды қолдану. Бірақ GaN жоғары балқу температурасына байланысты үлкен өлшемді монокристалды материалдарды алу қиын, сондықтан кең таралған әдіс субстрат материалдарына жоғары талаптар қоятын басқа субстраттарда гетероэпитаксия өсімін жүргізу болып табылады.
-мен салыстырғандасапфир субстратбасқа кристалдық беттермен C-жазықтығы (<0001> бағдары) сапфир пластинасы мен Ⅲ-Ⅴ және Ⅱ-Ⅵ (мысалы, GaN) топтарында тұндырылған пленкалар арасындағы тордың тұрақты сәйкессіздік жылдамдығы салыстырмалы түрде аз және тордың тұрақты сәйкессіздігі екеуі мен арасындағы мөлшерлемеAlN фильмдерібуферлік қабат ретінде пайдалануға болатын қабат одан да аз және ол GaN кристалдану процесінде жоғары температураға төзімділік талаптарына жауап береді. Сондықтан бұл ақ/көк/жасыл светодиодтарды, лазерлік диодтарды, инфрақызыл детекторларды және т.б. жасау үшін пайдаланылуы мүмкін GaN өсуі үшін кең таралған субстрат материалы.
Айта кету керек, С-жазық сапфир субстратында өсірілген GaN қабықшасы оның полярлық осінің бойымен өседі, яғни С осінің бағыты, ол тек қана жетілген өсу процесі және эпитаксистік процесс емес, салыстырмалы түрде арзан, тұрақты физикалық және химиялық қасиеттері, сонымен қатар жақсы өңдеу өнімділігі. C-бағытталған сапфир пластинкасының атомдары O-al-al-o-al-O орналасуында, ал M-бағытталған және A-бағытталған сапфир кристалдары al-O-al-O-да байланысқан. M-бағытталған және A-бағытталған сапфир кристалдарымен салыстырғанда, Al-Al аз байланысу энергиясы мен әлсіз байланысқа ие болғандықтан, C-сафирді өңдеу негізінен өңдеуге оңай Al-Al кілтін ашуға арналған. , және жоғарырақ бет сапасын ала алады, содан кейін ультра жоғары жарықтық ақ/көк жарық диодты сапасын жақсартатын галий нитридінің эпитаксиалды сапасын жақсарта алады. Екінші жағынан, С осі бойымен өсірілген пленкалар өздігінен және пьезоэлектрлік поляризация әсерлеріне ие, нәтижесінде пленкалардың ішінде күшті ішкі электр өрісі пайда болады (белсенді қабат кванттық ұңғымалары), бұл GaN қабықшаларының жарық беру тиімділігін айтарлықтай төмендетеді.
A-ұшақ сапфир вафлиқолданба
Тамаша жан-жақты өнімділігінің, әсіресе тамаша өткізгіштігінің арқасында сапфир монокристалы инфрақызыл ену әсерін күшейте алады және әскери фотоэлектрлік жабдықта кеңінен қолданылатын идеалды орта инфрақызыл терезе материалына айналады. Мұндағы жақұт - бұл беттің қалыпты бағыттағы полярлық жазықтығы (С жазықтығы), полярлы емес бет. Жалпы алғанда, A-бағытталған сапфир кристалының сапасы С-бағытталған кристалға қарағанда жақсырақ, аз дислокациямен, аз мозаикалық құрылымымен және толық кристалдық құрылымымен ерекшеленеді, сондықтан оның жарық өткізу қабілеті жақсы. Сонымен қатар, a жазықтығындағы Al-O-Al-O атомдық байланыс режиміне байланысты А-бағытталған сапфирдің қаттылығы мен тозуға төзімділігі С-бағытталған сапфирге қарағанда айтарлықтай жоғары. Сондықтан терезе материалдары ретінде көбінесе A-бағытты чиптер қолданылады; Сонымен қатар, сапфирдің біркелкі диэлектрлік тұрақты және жоғары оқшаулау қасиеттері бар, сондықтан оны гибридті микроэлектроника технологиясына қолдануға болады, сонымен қатар TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212, өсу сияқты тамаша өткізгіштердің өсуі үшін де қолдануға болады. церий оксиді (CeO2) сапфир композиттік субстратындағы гетерогенді эпитаксиалды асқын өткізгіш пленкалардың. Сонымен қатар, Al-O үлкен байланыс энергиясы болғандықтан оны өңдеу қиынырақ.
қолдануR /M ұшақ сапфир пластинасы
R-жазықтығы сапфирдің полярлық емес беті, сондықтан сапфир құрылғысындағы R-жазық орнының өзгеруі оған әртүрлі механикалық, жылулық, электрлік және оптикалық қасиеттер береді. Жалпы алғанда, R-беттік сапфир субстраты кремнийдің гетероэпитаксиалды тұндыру үшін, негізінен жартылай өткізгіш, микротолқынды пеш және микроэлектроника интегралдық схемалары үшін, қорғасын өндірісінде, басқа да асқын өткізгіш компоненттерде, жоғары қарсылық резисторларында, галлий арсениді де R- үшін пайдаланылуы мүмкін. субстраттың өсу түрі. Қазіргі уақытта смартфондар мен планшеттік компьютерлік жүйелердің танымалдылығымен R-face сапфир субстраты смартфондар мен планшеттік компьютерлер үшін пайдаланылатын қолданыстағы SAW құрылғыларын ауыстырып, өнімділікті жақсарта алатын құрылғылар үшін субстратты қамтамасыз етті.
Бұзушылық болса, контактіні жойыңыз
Жіберу уақыты: 16 шілде 2024 ж