Zafír je monokryštál oxidu hlinitého, patrí do tripartitného kryštálového systému, šesťuholníková štruktúra, jeho kryštálovú štruktúru tvoria tri atómy kyslíka a dva atómy hliníka typu kovalentnej väzby, usporiadané veľmi tesne, so silným väzbovým reťazcom a energiou mriežky, pričom jeho kryštálový interiér takmer žiadne nečistoty alebo chyby, takže má vynikajúcu elektrickú izoláciu, priehľadnosť, dobrú tepelnú vodivosť a vysokú tuhosť. Široko používaný ako optické okno a vysokovýkonné substrátové materiály. Molekulárna štruktúra zafíru je však zložitá a existuje anizotropia a vplyv na zodpovedajúce fyzikálne vlastnosti je tiež veľmi odlišný pre spracovanie a použitie rôznych smerov kryštálov, takže použitie je tiež odlišné. Vo všeobecnosti sú zafírové substráty dostupné v rovinách C, R, A a M.
AplikáciaC-rovinný zafírový plátok
Nitrid gália (GaN) ako polovodič tretej generácie so širokým pásmom, má širokú priamu medzeru v pásme, silnú atómovú väzbu, vysokú tepelnú vodivosť, dobrú chemickú stabilitu (takmer nekoroduje žiadnou kyselinou) a silnú schopnosť proti ožiareniu a má široké vyhliadky v použitie optoelektroniky, vysokoteplotných a výkonových zariadení a vysokofrekvenčných mikrovlnných zariadení. Avšak kvôli vysokej teplote topenia GaN je ťažké získať veľké monokryštálové materiály, takže bežným spôsobom je uskutočniť rast heteroepitaxie na iných substrátoch, čo má vyššie požiadavky na substrátové materiály.
V porovnaní szafírový substráts inými kryštálovými plochami je miera konštantného nesúladu mriežky medzi zafírovým plátkom v rovine C (orientácia <0001>) a filmami uloženými v skupinách Ⅲ-Ⅴ a Ⅱ-Ⅵ (ako je GaN) relatívne malá a konštantný nesúlad mriežky miera medzi dvoma aAlN filmyktorá môže byť použitá ako vyrovnávacia vrstva je ešte menšia a spĺňa požiadavky na odolnosť voči vysokej teplote v procese kryštalizácie GaN. Preto je to bežný substrátový materiál pre rast GaN, ktorý možno použiť na výrobu bielych / modrých / zelených LED, laserových diód, infračervených detektorov atď.
Stojí za zmienku, že film GaN pestovaný na zafírovom substráte v rovine C rastie pozdĺž svojej polárnej osi, to znamená v smere osi C, čo nie je len proces zrelého rastu a epitaxný proces, relatívne nízka cena, stabilná fyzikálna a chemické vlastnosti, ale aj lepší výkon spracovania. Atómy C-orientovanej zafírovej doštičky sú spojené v usporiadaní O-al-al-o-al-O, zatiaľ čo M-orientované a A-orientované zafírové kryštály sú viazané v al-O-al-O. Pretože Al-Al má nižšiu väzbovú energiu a slabšiu väzbu ako Al-O v porovnaní so zafírovými kryštálmi orientovanými na M a A, spracovanie C-zafíru spočíva hlavne v otvorení kľúča Al-Al, ktorý sa ľahšie spracováva. a môže získať vyššiu kvalitu povrchu a potom získať lepšiu epitaxnú kvalitu nitridu gália, čo môže zlepšiť kvalitu bielej/modrej LED s ultra vysokým jasom. Na druhej strane filmy pestované pozdĺž osi C majú spontánne a piezoelektrické polarizačné efekty, čo vedie k silnému vnútornému elektrickému poľu vo vnútri filmov (aktívna vrstva kvantových jamiek), čo výrazne znižuje svetelnú účinnosť filmov GaN.
A-rovinný zafírový plátokaplikácie
Vďaka svojmu vynikajúcemu komplexnému výkonu, najmä vynikajúcej priepustnosti, môže zafírový monokryštál zvýšiť efekt prenikania infračerveného žiarenia a stať sa ideálnym materiálom okien v strednej infračervenej oblasti, ktorý sa široko používa vo vojenských fotoelektrických zariadeniach. Kde A zafír je polárna rovina (rovina C) v normálnom smere tváre, je nepolárny povrch. Vo všeobecnosti je kvalita A-orientovaného zafírového kryštálu lepšia ako kvalita C-orientovaného kryštálu, s menšou dislokáciou, menšou mozaikovou štruktúrou a kompletnejšou kryštálovou štruktúrou, takže má lepšiu priepustnosť svetla. Súčasne v dôsledku režimu atómovej väzby Al-O-Al-O v rovine a je tvrdosť a odolnosť zafíru orientovaného proti opotrebovaniu výrazne vyššia ako u zafíru orientovaného na C. Preto sa A-smerové čipy väčšinou používajú ako okenné materiály; Okrem toho má A zafír tiež jednotnú dielektrickú konštantu a vysoké izolačné vlastnosti, takže ho možno použiť na hybridnú mikroelektronickú technológiu, ale aj na rast vynikajúcich vodičov, ako je použitie TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212, rast heterogénnych epitaxných supravodivých vrstiev na zafírovom kompozitnom substráte oxidu céru (CeO2). Avšak aj kvôli veľkej väzbovej energii Al-O je ťažšie spracovateľný.
AplikáciaR/M rovinný zafírový plátok
R-rovina je nepolárny povrch zafíru, takže zmena polohy R-roviny v zafírovom zariadení mu dáva rôzne mechanické, tepelné, elektrické a optické vlastnosti. Vo všeobecnosti sa R-povrchový zafírový substrát uprednostňuje pre heteroepitaxiálne nanášanie kremíka, hlavne pre polovodičové, mikrovlnné a mikroelektronické aplikácie integrovaných obvodov, pri výrobe olova, iných supravodivých komponentov, vysokoodporových rezistorov, pre R- je možné použiť aj arzenid gália. rast substrátu typu. V súčasnosti, s popularitou inteligentných telefónov a tabletových počítačových systémov, R-face zafírový substrát nahradil existujúce zložené SAW zariadenia používané pre inteligentné telefóny a tabletové počítače, čím poskytuje substrát pre zariadenia, ktoré môžu zlepšiť výkon.
Ak došlo k porušeniu, kontaktujte vymazať
Čas odoslania: 16. júla 2024