Ang sapiro ay isang kristal na alumina, kabilang sa tripartite crystal system, hexagonal structure, ang kristal nitong istraktura ay binubuo ng tatlong atomo ng oxygen at dalawang atomo ng aluminyo sa uri ng covalent bond, nakaayos nang napakalapit, na may malakas na bonding chain at lattice energy, habang ang kristal nitong interior ay halos walang dumi o depekto, kaya't mayroon itong mahusay na electrical insulation, transparency, mahusay na thermal conductivity at mataas na rigidity characteristics. Malawakang ginagamit bilang optical window at high performance substrate materials. Gayunpaman, ang molekular na istraktura ng sapiro ay kumplikado at mayroong anisotropy, at ang epekto sa kaukulang pisikal na katangian ay ibang-iba rin para sa pagproseso at paggamit ng iba't ibang direksyon ng kristal, kaya't magkakaiba rin ang paggamit. Sa pangkalahatan, ang mga substrate ng sapiro ay makukuha sa C, R, A at M plane directions.
Ang aplikasyon ngC-plane na wafer na sapiro
Ang Gallium nitride (GaN) bilang isang semiconductor na may malawak na bandgap sa ikatlong henerasyon, ay may malawak na direct band gap, malakas na atomic bond, mataas na thermal conductivity, mahusay na chemical stability (halos hindi kinakalawang ng anumang acid) at malakas na kakayahang anti-irradiation, at may malawak na posibilidad na magamit sa aplikasyon ng optoelectronics, mga high temperature at power device, at mga high frequency microwave device. Gayunpaman, dahil sa mataas na melting point ng GaN, mahirap makakuha ng malalaking single crystal materials, kaya ang karaniwang paraan ay ang pagsasagawa ng heteroepitaxy growth sa iba pang mga substrate, na may mas mataas na pangangailangan para sa mga substrate materials.
Kung ikukumpara sasubstrate ng sapirosa iba pang mga mukha ng kristal, ang lattice constant mismatch rate sa pagitan ng C-plane (<0001> orientation) sapphire wafer at ang mga pelikulang idineposito sa mga grupo Ⅲ-Ⅴ at Ⅱ-Ⅵ (tulad ng GaN) ay medyo maliit, at ang lattice constant mismatch rate sa pagitan ng dalawa at ngMga pelikulang AlNna maaaring gamitin bilang buffer layer ay mas maliit pa, at natutugunan nito ang mga kinakailangan ng resistensya sa mataas na temperatura sa proseso ng kristalisasyon ng GaN. Samakatuwid, ito ay isang karaniwang materyal na substrate para sa paglaki ng GaN, na maaaring gamitin sa paggawa ng mga puti/asul/berdeng LED, laser diode, infrared detector at iba pa.
Mahalagang banggitin na ang GaN film na tumutubo sa C-plane sapphire substrate ay lumalaki sa polar axis nito, ibig sabihin, ang direksyon ng C-axis, na hindi lamang proseso ng paglaki ng pagkahinog at proseso ng epitaxy, medyo mababa ang gastos, matatag na pisikal at kemikal na katangian, kundi pati na rin ang mas mahusay na pagganap sa pagproseso. Ang mga atomo ng C-oriented sapphire wafer ay naka-bond sa isang O-al-al-o-al-O arrangement, habang ang M-oriented at A-oriented sapphire crystals ay naka-bond sa al-O-al-O. Dahil ang Al-Al ay may mas mababang bonding energy at mas mahinang bonding kaysa sa Al-O, kumpara sa M-oriented at A-oriented sapphire crystals, ang pagproseso ng C-sapphire ay pangunahing para buksan ang Al-Al key, na mas madaling iproseso, at maaaring makakuha ng mas mataas na kalidad ng ibabaw, at pagkatapos ay makakuha ng mas mahusay na gallium nitride epitaxial quality, na maaaring mapabuti ang kalidad ng ultra-high brightness white/blue LED. Sa kabilang banda, ang mga pelikulang lumaki sa kahabaan ng C-axis ay may mga epekto ng kusang at piezoelectric polarization, na nagreresulta sa isang malakas na panloob na electric field sa loob ng mga pelikula (aktibong layer quantum Wells), na lubos na binabawasan ang luminous efficiency ng mga pelikulang GaN.
A-plane na wafer na sapiroaplikasyon
Dahil sa mahusay nitong komprehensibong pagganap, lalo na ang mahusay na transmittance, ang sapphire single crystal ay maaaring mapahusay ang infrared penetration effect, at maging isang mainam na mid-infrared window material, na malawakang ginagamit sa mga kagamitang photoelectric ng militar. Kung saan ang A sapphire ay isang polar plane (C plane) sa normal na direksyon ng mukha, ito ay isang non-polar surface. Sa pangkalahatan, ang kalidad ng A-oriented sapphire crystal ay mas mahusay kaysa sa C-oriented crystal, na may mas kaunting dislocation, mas kaunting Mosaic structure at mas kumpletong crystal structure, kaya mas mahusay ang performance nito sa light transmission. Kasabay nito, dahil sa Al-O-Al-O atomic bonding mode sa plane a, ang katigasan at wear resistance ng A-oriented sapphire ay mas mataas kaysa sa C-oriented sapphire. Samakatuwid, ang A-directional chips ay kadalasang ginagamit bilang mga materyales sa bintana; Bukod pa rito, ang A sapphire ay mayroon ding pare-parehong dielectric constant at mataas na insulation properties, kaya maaari itong ilapat sa hybrid microelectronics technology, ngunit para rin sa pagpapalago ng mga superb conductor, tulad ng paggamit ng TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212, ang pagpapalago ng heterogeneous epitaxial superconducting films sa cerium oxide (CeO2) sapphire composite substrate. Gayunpaman, dahil din sa malaking bond energy ng Al-O, mas mahirap itong iproseso.
Paglalapat ngR /M plane sapiro wafer
Ang R-plane ay ang non-polar na ibabaw ng isang sapiro, kaya ang pagbabago sa posisyon ng R-plane sa isang aparatong sapiro ay nagbibigay dito ng iba't ibang mekanikal, thermal, elektrikal, at optical na mga katangian. Sa pangkalahatan, ang R-surface sapphire substrate ay mas mainam para sa heteroepitaxial deposition ng silicon, pangunahin para sa mga aplikasyon ng semiconductor, microwave at microelectronics integrated circuit, sa produksyon ng lead, iba pang superconducting component, high resistance resistors, gallium arsenide ay maaari ding gamitin para sa paglago ng R-type substrate. Sa kasalukuyan, dahil sa kasikatan ng mga smart phone at tablet computer system, pinalitan ng R-face sapphire substrate ang mga umiiral na compound SAW device na ginagamit para sa mga smart phone at tablet computer, na nagbibigay ng substrate para sa mga device na maaaring mapabuti ang performance.
Kung may paglabag, tanggalin ang contact
Oras ng pag-post: Hulyo 16, 2024