Saffier is 'n enkelkristal van alumina, wat aan die drieledige kristalstelsel behoort, met 'n seshoekige struktuur. Die kristalstruktuur bestaan uit drie suurstofatome en twee aluminiumatome in 'n kovalente bindingstipe, baie nou gerangskik, met 'n sterk bindingsketting en roosterenergie, terwyl die kristalbinnekant amper geen onsuiwerhede of defekte het nie, dus het dit uitstekende elektriese isolasie, deursigtigheid, goeie termiese geleidingsvermoë en hoë rigiditeitseienskappe. Dit word wyd gebruik as optiese venster- en hoëprestasie-substraatmateriaal. Die molekulêre struktuur van saffier is egter kompleks en daar is anisotropie, en die impak op die ooreenstemmende fisiese eienskappe is ook baie verskillend vir die verwerking en gebruik van verskillende kristalrigtings, dus is die gebruik ook verskillend. Oor die algemeen is saffiersubstrate beskikbaar in C-, R-, A- en M-vlakrigtings.
Die toepassing vanC-vlak saffierwafel
Galliumnitried (GaN) as 'n derde generasie halfgeleier met 'n wye bandgaping, het 'n wye direkte bandgaping, sterk atoombinding, hoë termiese geleidingsvermoë, goeie chemiese stabiliteit (feitlik nie deur enige suur gekorrodeer nie) en sterk anti-bestralingsvermoë, en het breë vooruitsigte in die toepassing van opto-elektronika, hoëtemperatuur- en kragtoestelle en hoëfrekwensie-mikrogolftoestelle. As gevolg van die hoë smeltpunt van GaN is dit egter moeilik om groot enkelkristalmateriale te verkry, daarom is die algemene manier om heteroepitaksie-groei op ander substrate uit te voer, wat hoër vereistes vir substraatmateriale het.
In vergelyking met diesaffier substraatMet ander kristalvlakke is die roosterkonstante wanverhoudingstempo tussen die C-vlak (<0001> oriëntasie) saffierwafel en die films wat in groepe Ⅲ-Ⅴ en Ⅱ-Ⅵ (soos GaN) neergelê is, relatief klein, en die roosterkonstante wanverhoudingstempo tussen die twee en dieAlN-filmswat as bufferlaag gebruik kan word, is selfs kleiner, en dit voldoen aan die vereistes van hoë temperatuurweerstand in die GaN-kristallisasieproses. Daarom is dit 'n algemene substraatmateriaal vir GaN-groei, wat gebruik kan word om wit/blou/groen LED's, laserdiodes, infrarooi detektors en so aan te maak.
Dit is die moeite werd om te noem dat die GaN-film wat op die C-vlak saffiersubstraat gekweek word, langs sy poolas groei, dit wil sê die rigting van die C-as, wat nie net 'n volwasse groeiproses en epitakseproses, relatief lae koste, stabiele fisiese en chemiese eienskappe het nie, maar ook beter verwerkingsprestasie. Die atome van die C-georiënteerde saffierwafel is gebind in 'n O-al-al-o-al-O-rangskikking, terwyl die M-georiënteerde en A-georiënteerde saffierkristalle gebind is in al-O-al-O. Omdat Al-Al laer bindingsenergie en swakker binding het as Al-O, in vergelyking met die M-georiënteerde en A-georiënteerde saffierkristalle, is die verwerking van C-saffier hoofsaaklik om die Al-Al-sleutel oop te maak, wat makliker is om te verwerk, en hoër oppervlakkwaliteit kan verkry, en dan beter galliumnitried-epitaksiale kwaliteit kan verkry, wat die kwaliteit van ultra-hoë helderheid wit/blou LED kan verbeter. Aan die ander kant het die films wat langs die C-as gekweek word, spontane en piezo-elektriese polarisasie-effekte, wat lei tot 'n sterk interne elektriese veld binne die films (aktiewe laag kwantumputte), wat die ligdoeltreffendheid van GaN-films aansienlik verminder.
A-vlak saffierwafeltoepassing
As gevolg van sy uitstekende omvattende werkverrigting, veral uitstekende transmissie, kan saffier-enkelkristal die infrarooi-penetrasie-effek verbeter en 'n ideale middel-infrarooi venstermateriaal word wat wyd gebruik word in militêre fotoëlektriese toerusting. Waar A-saffier 'n poolvlak (C-vlak) in die normale rigting van die vlak is, is dit 'n nie-polêre oppervlak. Oor die algemeen is die kwaliteit van A-georiënteerde saffierkristal beter as dié van C-georiënteerde kristal, met minder ontwrigting, minder mosaïekstruktuur en meer volledige kristalstruktuur, dus het dit beter ligtransmissieprestasie. Terselfdertyd, as gevolg van die Al-O-Al-O atoombindingsmodus op vlak a, is die hardheid en slytasieweerstand van A-georiënteerde saffier aansienlik hoër as dié van C-georiënteerde saffier. Daarom word A-rigtingskyfies meestal as venstermateriaal gebruik; Daarbenewens het A-saffier ook 'n eenvormige diëlektriese konstante en hoë isolasie-eienskappe, dus kan dit toegepas word op hibriede mikro-elektronika-tegnologie, maar ook vir die groei van uitstekende geleiers, soos die gebruik van TlBaCaCuO₄ (TbBaCaCuO₄), Tl-2212, die groei van heterogene epitaksiale supergeleidende films op seriumoksied (CeO₂) saffier-saamgestelde substraat. As gevolg van die hoë bindingsenergie van Al-O₄ is dit egter ook moeiliker om te verwerk.
Toepassing vanR /M vlak saffierwafel
Die R-vlak is die nie-polêre oppervlak van 'n saffier, dus die verandering in die R-vlakposisie in 'n saffiertoestel gee dit verskillende meganiese, termiese, elektriese en optiese eienskappe. Oor die algemeen word R-oppervlak saffiersubstraat verkies vir heteroepitaksiale afsetting van silikon, hoofsaaklik vir halfgeleier-, mikrogolf- en mikro-elektroniese geïntegreerde stroombaantoepassings, in die produksie van lood, ander supergeleidende komponente, hoëweerstandweerstande, galliumarsenied kan ook gebruik word vir R-tipe substraatgroei. Tans, met die gewildheid van slimfone en tabletrekenaarstelsels, het R-vlak saffiersubstraat die bestaande saamgestelde SAW-toestelle vervang wat vir slimfone en tabletrekenaars gebruik word, wat 'n substraat vir toestelle bied wat die werkverrigting kan verbeter.
Indien daar 'n oortreding is, kontak verwydering
Plasingstyd: 16 Julie 2024