Safir er en enkeltkrystall av alumina, tilhører det tredelte krystallsystemet, sekskantet struktur, dens krystallstruktur er sammensatt av tre oksygenatomer og to aluminiumatomer i kovalent bindingstype, arrangert veldig tett, med sterk bindingskjede og gitterenergi, mens dens krystall interiør nesten ingen urenheter eller defekter, så det har utmerket elektrisk isolasjon, gjennomsiktighet, god varmeledningsevne og høye stivhetsegenskaper. Mye brukt som optisk vindu og høyytelses substratmaterialer. Imidlertid er den molekylære strukturen til safir kompleks og det er anisotropi, og innvirkningen på de tilsvarende fysiske egenskapene er også veldig forskjellig for behandling og bruk av forskjellige krystallretninger, så bruken er også forskjellig. Generelt er safirsubstrater tilgjengelige i C-, R-, A- og M-planretninger.
Anvendelsen avC-plan safir wafer
Galliumnitrid (GaN) som en tredjegenerasjons halvleder med stort båndgap, har stort direkte båndgap, sterk atombinding, høy termisk ledningsevne, god kjemisk stabilitet (nesten ikke korrodert av noen syre) og sterk anti-bestrålingsevne, og har brede utsikter i bruk av optoelektronikk, høytemperatur- og kraftenheter og høyfrekvente mikrobølgeenheter. På grunn av det høye smeltepunktet til GaN er det imidlertid vanskelig å oppnå store enkeltkrystallmaterialer, så den vanlige måten er å utføre heteroepitaxy-vekst på andre substrater, som har høyere krav til substratmaterialer.
Sammenlignet medsafir substratmed andre krystallflater er gitterkonstant mistilpasningshastighet mellom safirplaten i C-planet (<0001> orientering) og filmene avsatt i grupper Ⅲ-Ⅴ og Ⅱ-Ⅵ (slik som GaN) relativt liten, og gitterkonstant mistilpasning rate mellom de to ogAlN-filmersom kan brukes som bufferlag er enda mindre, og det oppfyller kravene til høytemperaturmotstand i GaN-krystalliseringsprosessen. Derfor er det et vanlig substratmateriale for GaN-vekst, som kan brukes til å lage hvite/blå/grønne lysdioder, laserdioder, infrarøde detektorer og så videre.
Det er verdt å nevne at GaN-filmen dyrket på safirsubstratet i C-planet vokser langs sin polare akse, det vil si retningen til C-aksen, som ikke bare er moden vekstprosess og epitaksiprosess, relativt lav kostnad, stabil fysisk og kjemiske egenskaper, men også bedre prosessytelse. Atomene til den C-orienterte safirskiven er bundet i et O-al-al-o-al-O-arrangement, mens de M-orienterte og A-orienterte safirkrystallene er bundet i al-O-al-O. Fordi Al-Al har lavere bindingsenergi og svakere binding enn Al-O, sammenlignet med de M-orienterte og A-orienterte safirkrystallene, er behandlingen av C-safir hovedsakelig for å åpne Al-Al-nøkkelen, som er lettere å behandle , og kan oppnå høyere overflatekvalitet, og deretter oppnå bedre epitaksial galliumnitridkvalitet, som kan forbedre kvaliteten på hvit/blå LED med ultrahøy lysstyrke. På den annen side har filmene som dyrkes langs C-aksen spontane og piezoelektriske polarisasjonseffekter, noe som resulterer i et sterkt indre elektrisk felt inne i filmene (active layer quantum Wells), som i stor grad reduserer lyseffektiviteten til GaN-filmer.
A-plan safir oblatsøknad
På grunn av sin utmerkede omfattende ytelse, spesielt utmerkede transmittans, kan safir-enkelkrystall forsterke den infrarøde penetrasjonseffekten og bli et ideelt mid-infrarødt vindusmateriale, som har blitt mye brukt i militært fotoelektrisk utstyr. Der en safir er et polart plan (C-plan) i normal retning av ansiktet, er en ikke-polar overflate. Generelt er kvaliteten på A-orientert safirkrystall bedre enn C-orientert krystall, med mindre dislokasjon, mindre mosaikkstruktur og mer komplett krystallstruktur, slik at den har bedre lysoverføringsytelse. På samme tid, på grunn av Al-O-Al-O atombindingsmodus på plan a, er hardheten og slitestyrken til A-orientert safir betydelig høyere enn for C-orientert safir. Derfor brukes A-retningsspon mest som vindusmaterialer; I tillegg har en safir ensartet dielektrisitetskonstant og høye isolasjonsegenskaper, slik at den kan brukes på hybrid mikroelektronikkteknologi, men også for vekst av suverene ledere, for eksempel bruk av TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212, veksten av heterogene epitaksiale superledende filmer på ceriumoksid (CeO2) safir komposittsubstrat. Men også på grunn av den store bindingsenergien til Al-O, er det vanskeligere å behandle.
Anvendelse avR/M plan safir wafer
R-planet er den ikke-polare overflaten til en safir, så endringen i R-planets posisjon i en safirenhet gir den forskjellige mekaniske, termiske, elektriske og optiske egenskaper. Generelt er R-overflate safirsubstrat foretrukket for heteroepitaksial avsetning av silisium, hovedsakelig for integrerte kretsapplikasjoner for halvledere, mikrobølger og mikroelektronikk, i produksjon av bly, andre superledende komponenter, høymotstandsmotstander, galliumarsenid kan også brukes for R- type substratvekst. For tiden, med populariteten til smarttelefoner og nettbrettdatasystemer, har R-face safirsubstrat erstattet de eksisterende sammensatte SAW-enhetene som brukes til smarttelefoner og nettbrett, og gir et substrat for enheter som kan forbedre ytelsen.
Hvis det er brudd, kontakt slett
Innleggstid: 16-jul-2024