Safir alüminium oksidinin tək kristalıdır, üçtərəfli kristal sisteminə aiddir, altıbucaqlı quruluşa malikdir, onun kristal quruluşu üç oksigen atomundan və kovalent bağ tipli iki alüminium atomundan ibarətdir, çox sıx düzülmüşdür, güclü bağlanma zənciri və qəfəs enerjisinə malikdir. kristal daxili demək olar ki, heç bir çirkləri və ya qüsurları var, ona görə də əla elektrik izolyasiyası, şəffaflıq, yaxşı istilik keçiriciliyi və yüksək sərtlik xüsusiyyətləri. Optik pəncərə və yüksək performanslı substrat materialları kimi geniş istifadə olunur. Bununla belə, sapfirin molekulyar quruluşu mürəkkəbdir və anizotropiya var və müvafiq fiziki xüsusiyyətlərə təsir də müxtəlif kristal istiqamətlərin emalı və istifadəsi üçün çox fərqlidir, buna görə də istifadə də fərqlidir. Ümumiyyətlə, sapfir substratları C, R, A və M təyyarə istiqamətlərində mövcuddur.
-nin tətbiqiC tipli sapfir vaflisi
Qallium nitridi (GaN) geniş diapazonlu üçüncü nəsil yarımkeçiricidir, geniş birbaşa zolaq boşluğuna, güclü atom bağına, yüksək istilik keçiriciliyinə, yaxşı kimyəvi dayanıqlığa (demək olar ki, heç bir turşu ilə korroziyaya məruz qalmır) və güclü şüalanmaya qarşı qabiliyyətinə malikdir və geniş perspektivlərə malikdir. optoelektronika, yüksək temperatur və güc cihazları və yüksək tezlikli mikrodalğalı cihazların tətbiqi. Bununla belə, GaN-nin yüksək ərimə nöqtəsi səbəbindən böyük ölçülü monokristal materialları əldə etmək çətindir, buna görə də ümumi yol, substrat materiallarına daha yüksək tələblərə malik olan digər substratlarda heteroepitaksi artımını həyata keçirməkdir.
ilə müqayisədəsapfir substratdigər kristal üzlərlə, C-müstəvisi (<0001> oriyentasiya) sapfir vaflisi ilə Ⅲ-Ⅴ və Ⅱ-Ⅵ (məsələn, GaN) qruplarında yerləşdirilən filmlər arasında şəbəkə sabit uyğunsuzluğu nisbəti nisbətən kiçikdir və şəbəkə sabit uyğunsuzluğu iki ilə arasında nisbətAlN filmləribufer təbəqəsi kimi istifadə oluna bilən təbəqə daha kiçikdir və GaN kristallaşma prosesində yüksək temperatur müqavimətinin tələblərinə cavab verir. Buna görə də, ağ / mavi / yaşıl ledlər, lazer diodları, infraqırmızı detektorlar və s. etmək üçün istifadə edilə bilən GaN böyüməsi üçün ümumi bir substrat materialıdır.
Qeyd etmək lazımdır ki, C-müstəvisi sapfir substratında yetişdirilən GaN filmi onun qütb oxu boyunca böyüyür, yəni C oxunun istiqaməti, yalnız yetkin böyümə prosesi və epitaksiya prosesi deyil, nisbətən aşağı qiymət, sabit fiziki və kimyəvi xassələri, həm də daha yaxşı emal performansı. C yönümlü sapfir vaflisinin atomları O-al-al-o-al-O düzülüşündə, M yönümlü və A yönümlü sapfir kristalları isə al-O-al-O-da bağlanır. Al-Al, M-yönümlü və A-yönümlü sapfir kristalları ilə müqayisədə Al-O-dan daha az bağlanma enerjisinə və daha zəif bağlanma qabiliyyətinə malik olduğundan, C-sapfirin emalı əsasən işlənməsi daha asan olan Al-Al açarını açmaq üçündür. , və daha yüksək səth keyfiyyəti əldə edə və sonra ultra yüksək parlaqlıqlı ağ/mavi LED keyfiyyətini yaxşılaşdıra bilən daha yaxşı qalium nitridi epitaksial keyfiyyət əldə edə bilər. Digər tərəfdən, C oxu boyunca böyüdülmüş plyonkalar spontan və pyezoelektrik qütbləşmə effektlərinə malikdir, nəticədə plyonkaların içərisində güclü daxili elektrik sahəsi (aktiv təbəqə kvant quyuları) yaranır, bu da GaN filmlərinin işıq səmərəliliyini xeyli azaldır.
A-təyyarə sapfir gofrettətbiq
Mükəmməl hərtərəfli performansına, xüsusilə əla keçiriciliyinə görə sapfir tək kristal infraqırmızı nüfuz effektini artıra bilər və hərbi fotoelektrik avadanlıqlarda geniş istifadə olunan ideal orta infraqırmızı pəncərə materialına çevrilə bilər. Burada sapfir üzün normal istiqamətində qütb müstəvisi (C müstəvisi), qeyri-qütblü səthdir. Ümumiyyətlə, A yönümlü sapfir kristalının keyfiyyəti C yönümlü kristaldan daha yaxşıdır, daha az dislokasiya, daha az Mozaika quruluşu və daha tam kristal quruluşu ilə daha yaxşı işıq ötürmə performansına malikdir. Eyni zamanda, a müstəvisində Al-O-Al-O atomik birləşmə rejiminə görə, A yönümlü sapfirin sərtliyi və aşınma müqaviməti C yönümlü sapfirdən əhəmiyyətli dərəcədə yüksəkdir. Buna görə də, A istiqamətli çiplər daha çox pəncərə materialları kimi istifadə olunur; Bundan əlavə, A sapfir eyni zamanda vahid dielektrik sabitliyə və yüksək izolyasiya xüsusiyyətlərinə malikdir, buna görə də hibrid mikroelektronika texnologiyasına tətbiq oluna bilər, həm də TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212, böyümə kimi üstün keçiricilərin böyüməsi üçün istifadə edilə bilər. serium oksidi (CeO2) sapfir üzərində heterojen epitaksial superkeçirici filmlərin kompozit substrat. Bununla belə, Al-O-nun böyük rabitə enerjisi səbəbindən onu emal etmək daha çətindir.
tətbiqiR /M təyyarəsi sapfir vaflisi
R-müstəvisi sapfirin qeyri-qütb səthidir, ona görə də sapfir cihazında R-müstəvisinin mövqeyinin dəyişməsi ona müxtəlif mexaniki, istilik, elektrik və optik xüsusiyyətlər verir. Ümumiyyətlə, R-səthi sapfir substratına silikonun heteroepitaksial çökməsi üçün üstünlük verilir, əsasən yarımkeçirici, mikrodalğalı və mikroelektronika inteqral sxem tətbiqləri üçün, qurğuşun istehsalında, digər superkeçirici komponentlər, yüksək müqavimətli rezistorlar, qallium arsenid də R- üçün istifadə edilə bilər. tip substratın böyüməsi. Hal-hazırda, ağıllı telefonlar və planşet kompüter sistemlərinin populyarlığı ilə R-face sapfir substratı smartfonlar və planşet kompüterlər üçün istifadə edilən mövcud mürəkkəb SAW cihazlarını əvəz edərək, performansını yaxşılaşdıra bilən cihazlar üçün bir substrat təmin etdi.
Əgər pozuntu varsa, əlaqə silin
Göndərmə vaxtı: 16 iyul 2024-cü il