Batu Safir nyaéta kristal tunggal alumina, kagolong kana sistem kristal tripartit, struktur heksagonal, struktur kristalna diwangun ku tilu atom oksigén sareng dua atom aluminium dina jinis beungkeut kovalén, disusun raket pisan, kalayan ranté beungkeutan anu kuat sareng énergi kisi, sedengkeun interior kristalna ampir teu aya pangotor atanapi cacad, janten gaduh insulasi listrik anu saé, transparansi, konduktivitas termal anu saé sareng karakteristik kaku anu luhur. Seueur dianggo salaku jandela optik sareng bahan substrat kinerja tinggi. Nanging, struktur molekul safir rumit sareng aya anisotropi, sareng dampak kana sipat fisik anu saluyu ogé béda pisan pikeun pamrosésan sareng panggunaan arah kristal anu béda, janten panggunaanana ogé béda. Sacara umum, substrat safir sayogi dina arah pesawat C, R, A sareng M.
Aplikasi tinaWafer safir C-plane
Galium nitrida (GaN) salaku semikonduktor generasi katilu celah pita anu lega, ngagaduhan celah pita langsung anu lega, beungkeut atom anu kuat, konduktivitas termal anu luhur, stabilitas kimia anu saé (ampir teu kakorosi ku asam naon waé) sareng kamampuan anti-iradiasi anu kuat, sareng ngagaduhan prospek anu lega dina aplikasi optoéléktronik, alat suhu sareng kakuatan anu luhur sareng alat gelombang mikro frékuénsi luhur. Nanging, kusabab titik lebur GaN anu luhur, hésé pikeun kéngingkeun bahan kristal tunggal ukuran ageung, janten cara anu umum nyaéta ngalaksanakeun pertumbuhan heteroepitaksi dina substrat sanés, anu ngagaduhan sarat anu langkung luhur pikeun bahan substrat.
Dibandingkeun sarengsubstrat safirjeung beungeut kristal lianna, laju ketidakcocokan konstanta kisi antara wafer safir C-plane (orientasi <0001>) jeung pilem anu diendapkeun dina grup Ⅲ-Ⅴ jeung Ⅱ-Ⅵ (sapertos GaN) relatif leutik, sarta laju ketidakcocokan konstanta kisi antara dua jeungPilem AlNanu tiasa dianggo salaku lapisan panyangga langkung alit, sareng nyumponan sarat résistansi suhu anu luhur dina prosés kristalisasi GaN. Ku alatan éta, éta mangrupikeun bahan substrat umum pikeun kamekaran GaN, anu tiasa dianggo pikeun ngadamel LED bodas/biru/héjo, dioda laser, detektor infra red sareng saterasna.
Perlu disebatkeun yén pilem GaN anu dipelak dina substrat safir C-plane tumuwuh sapanjang sumbu polarna, nyaéta arah sumbu C-, anu henteu ngan ukur prosés kamekaran dewasa sareng prosés epitaksi, biaya anu relatif murah, sipat fisik sareng kimia anu stabil, tapi ogé kinerja pamrosésan anu langkung saé. Atom wafer safir anu berorientasi C-dihijikeun dina susunan O-al-al-o-al-O, sedengkeun kristal safir anu berorientasi M sareng berorientasi A-dihijikeun dina al-O-al-O. Kusabab Al-Al gaduh énergi beungkeutan anu langkung handap sareng beungkeutan anu langkung lemah tibatan Al-O, dibandingkeun sareng kristal safir anu berorientasi M sareng berorientasi A, pamrosésan safir C-utamana pikeun muka konci Al-Al, anu langkung gampang diprosés, sareng tiasa kéngingkeun kualitas permukaan anu langkung luhur, teras kéngingkeun kualitas epitaksial galium nitrida anu langkung saé, anu tiasa ningkatkeun kualitas LED bodas/biru kacaangan ultra-luhur. Di sisi séjén, pilem-pilem anu tumuwuh sapanjang sumbu-C mibanda éfék polarisasi spontan sareng piezoelektrik, anu ngahasilkeun médan listrik internal anu kuat di jero pilem (Sumur kuantum lapisan aktif), anu sacara signifikan ngirangan efisiensi lumineu pilem GaN.
Wafer safir A-planeaplikasi
Kusabab kinerja komprehensifna anu saé pisan, khususna transmitansi anu saé pisan, kristal tunggal safir tiasa ningkatkeun pangaruh penetrasi infra red, sareng janten bahan jandela infra red tengah anu idéal, anu parantos seueur dianggo dina alat fotolistrik militer. Dimana safir A mangrupikeun bidang kutub (bidang C) dina arah normal beungeut, nyaéta permukaan non-polar. Sacara umum, kualitas kristal safir anu berorientasi A langkung saé tibatan kristal anu berorientasi C, kalayan dislokasi anu langkung sakedik, struktur Mosaik anu langkung sakedik sareng struktur kristal anu langkung lengkep, janten gaduh kinerja transmisi cahaya anu langkung saé. Dina waktos anu sami, kusabab mode beungkeutan atom Al-O-Al-O dina bidang a, karasa sareng résistansi ngagem safir anu berorientasi A sacara signifikan langkung luhur tibatan safir anu berorientasi C. Ku alatan éta, chip arah A biasana dianggo salaku bahan jandela; Salian ti éta, safir A ogé gaduh konstanta dielektrik anu seragam sareng sipat insulasi anu luhur, janten tiasa diterapkeun kana téknologi mikroéléktronika hibrida, tapi ogé pikeun kamekaran konduktor anu unggul, sapertos panggunaan TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212, kamekaran pilem superkonduktor epitaksial hétérogén dina substrat komposit safir cerium oksida (CeO2). Nanging, ogé kusabab énergi beungkeut Al-O anu ageung, éta langkung sesah diprosés.
Aplikasi tinaWafer safir pesawat R /M
Bidang-R nyaéta permukaan non-polar tina safir, janten parobahan posisi bidang-R dina alat safir masihan sipat mékanis, termal, listrik, sareng optik anu béda. Sacara umum, substrat safir permukaan-R langkung dipikaresep pikeun déposisi heteroepitaxial silikon, utamina pikeun aplikasi sirkuit terpadu semikonduktor, gelombang mikro sareng mikroéléktronika, dina produksi timbal, komponén superkonduktor sanésna, résistor résistansi anu luhur, galium arsenida ogé tiasa dianggo pikeun kamekaran substrat tipe-R. Ayeuna, kalayan popularitas telepon pinter sareng sistem komputer tablet, substrat safir R-face parantos ngagentos alat SAW majemuk anu aya anu dianggo pikeun telepon pinter sareng komputer tablet, nyayogikeun substrat pikeun alat anu tiasa ningkatkeun kinerja.
Upami aya palanggaran, hapus kontakna
Waktos posting: 16-Jul-2024