Safiir on monokristall alumiiniumoksiidist, kuulub kolmepoolsesse kristallisüsteemi, kuusnurkne struktuur, selle kristallstruktuur koosneb kolmest hapnikuaatomist ja kahest alumiiniumi aatomist kovalentse sidemega, mis on paigutatud väga tihedalt, tugeva sidemeahela ja võre energiaga. kristallide sisemus ei sisalda peaaegu mingeid lisandeid ega defekte, seega on sellel suurepärane elektriisolatsioon, läbipaistvus, hea soojusjuhtivus ja kõrge jäikus. Laialdaselt kasutatav optiliste akende ja suure jõudlusega alusmaterjalina. Safiiri molekulaarstruktuur on aga keeruline ja esineb anisotroopiat ning ka mõju vastavatele füüsikalistele omadustele on erinevate kristallisuundade töötlemisel ja kasutamisel väga erinev, seega on ka kasutusala erinev. Üldiselt on safiirsubstraadid saadaval C, R, A ja M tasapinna suunas.
TaotlusC-tasapinnaline safiirvahvel
Galliumnitriid (GaN) kui laia ribalaiusega kolmanda põlvkonna pooljuht, sellel on lai otseribavahe, tugev aatomiside, kõrge soojusjuhtivus, hea keemiline stabiilsus (peaaegu ei korrodeeri ükski hape) ja tugev kiiritusvastane võime ning sellel on laialdased väljavaated optoelektroonika, kõrge temperatuuri ja võimsusega seadmete ning kõrgsageduslike mikrolaineseadmete kasutamine. GaN kõrge sulamistemperatuuri tõttu on aga raske saada suuremõõtmelisi monokristallmaterjale, seega on levinud viis heteroepitaksia kasvatamine teistel substraatidel, millel on substraadi materjalidele kõrgemad nõuded.
Võrreldessafiirist substraatteiste kristallide pindade puhul on võre konstantse mittevastavuse määr C-tasapinna (<0001> orientatsiooniga) safiirvahvli ja rühmadesse Ⅲ-Ⅴ ja Ⅱ-Ⅵ (nagu GaN) paigutatud kilede vahel suhteliselt väike ja võre konstantne mittevastavus määr kahe jaAlN filmidmida saab kasutada puhverkihina, on veelgi väiksem ja see vastab kõrge temperatuurikindluse nõuetele GaN kristallisatsiooniprotsessis. Seetõttu on see tavaline GaN-i kasvu substraatmaterjal, millest saab valmistada valgeid/siniseid/rohelisi LED-e, laserdioode, infrapunadetektoreid ja nii edasi.
Väärib märkimist, et C-tasapinnal safiirsubstraadil kasvatatud GaN-kile kasvab piki selle polaartelge, st C-telje suunda, mis ei ole ainult küps kasvuprotsess ja epitaksiaprotsess, suhteliselt madal hind, stabiilne füüsiline. ja keemilised omadused, aga ka parem töötlemisvõime. C-orienteeritud safiirvahvli aatomid on seotud O-al-al-o-al-O paigutusega, samas kui M-orienteeritud ja A-orienteeritud safiirkristallid on seotud al-O-al-O-ga. Kuna Al-Al-l on võrreldes M- ja A-orienteeritud safiirkristallidega madalam sidumisenergia ja nõrgem side kui Al-O-l, on C-safiiri töötlemine peamiselt Al-Al võtme avamine, mida on lihtsam töödelda. , ja saab parema pinnakvaliteedi ning seejärel parema galliumnitriidi epitaksiaalse kvaliteedi, mis võib parandada ülikõrge heledusega valge/sinise LED-i kvaliteeti. Teisest küljest on piki C-telge kasvatatud kiledel spontaansed ja piesoelektrilised polarisatsiooniefektid, mille tulemuseks on kilede sees tugev sisemine elektriväli (aktiivse kihi kvantkaevud), mis vähendab oluliselt GaN-kilede valgusefektiivsust.
A-tasapinnaline safiir vahvelrakendus
Tänu suurepärasele kõikehõlmavale jõudlusele, eriti suurepärasele läbilaskvusele, võib safiir monokristall tugevdada infrapuna läbitungimisefekti ja saada ideaalseks keskmise infrapuna aknamaterjaliks, mida on laialdaselt kasutatud sõjalistes fotoelektrilistes seadmetes. Kus A safiir on polaartasapind (C-tasand) näo normaalses suunas, on mittepolaarne pind. Üldiselt on A-orienteeritud safiirkristallide kvaliteet parem kui C-orienteeritud kristallidel, vähem dislokatsiooni, vähem mosaiikstruktuuri ja täielikuma kristallstruktuuriga, seega on sellel parem valguse läbilaskvus. Samal ajal on Al-O-Al-O aatomi sidumisrežiimi tõttu tasapinnal a A-orienteeritud safiiri kõvadus ja kulumiskindlus oluliselt kõrgem kui C-orienteeritud safiiril. Seetõttu kasutatakse aknamaterjalina enamasti A-suunalisi laaste; Lisaks on A-safiiril ka ühtlane dielektriline konstant ja kõrged isolatsiooniomadused, nii et seda saab kasutada hübriidmikroelektroonika tehnoloogias, aga ka suurepäraste juhtmete kasvatamiseks, näiteks TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212, kasvu jaoks. heterogeensetest epitaksiaalsetest ülijuhtivatest kiledest tseeriumoksiidi (CeO2) safiirkomposiit-substraadil. Kuid ka Al-O suure sidemeenergia tõttu on seda raskem töödelda.
RakendusR / M tasapinnaline safiir vahvel
R-tasand on safiiri mittepolaarne pind, mistõttu R-tasandi asendi muutus safiiriseadmes annab sellele erinevad mehaanilised, termilised, elektrilised ja optilised omadused. Üldiselt eelistatakse R-pinna safiirsubstraati räni heteroepitaksiaalseks sadestamiseks, peamiselt pooljuhtide, mikrolaineahju ja mikroelektroonika integraallülituste jaoks, plii, muude ülijuhtivate komponentide, suure takistusega takistite tootmisel, galliumarseniidi saab kasutada ka R- tüüpi substraadi kasv. Praegu on nutitelefonide ja tahvelarvutisüsteemide populaarsuse tõttu R-face safiirsubstraat asendanud olemasolevad nutitelefonide ja tahvelarvutite jaoks kasutatavad kombineeritud SAW-seadmed, pakkudes substraadi jõudlust parandavatele seadmetele.
Rikkumise korral võtke ühendust kustutamisega
Postitusaeg: 16. juuli 2024