Ang sapphire ay isang solong kristal ng alumina, kabilang sa tripartite crystal system, hexagonal na istraktura, ang kristal na istraktura nito ay binubuo ng tatlong oxygen atoms at dalawang aluminum atoms sa covalent bond type, na nakaayos nang napakalapit, na may malakas na bonding chain at lattice energy, habang ang kristal interior halos walang impurities o depekto, kaya ito ay may mahusay na electrical pagkakabukod, transparency, magandang thermal kondaktibiti at mataas na tigas na mga katangian. Malawakang ginagamit bilang optical window at mataas na pagganap ng mga materyales sa substrate. Gayunpaman, ang molekular na istraktura ng sapiro ay kumplikado at mayroong anisotropy, at ang epekto sa mga kaukulang pisikal na katangian ay ibang-iba din para sa pagproseso at paggamit ng iba't ibang mga direksyon ng kristal, kaya iba rin ang paggamit. Sa pangkalahatan, ang mga sapphire substrate ay magagamit sa mga direksyon ng eroplanong C, R, A at M.
Ang aplikasyon ngC-plane sapphire wafer
Ang Gallium nitride (GaN) bilang isang malawak na bandgap ng ikatlong henerasyong semiconductor, ay may malawak na direktang band gap, malakas na atomic bond, mataas na thermal conductivity, magandang kemikal na katatagan (halos hindi kinakalawang ng anumang acid) at malakas na anti-irradiation na kakayahan, at may malawak na mga prospect sa ang aplikasyon ng mga optoelectronics, mataas na temperatura at power device at high frequency microwave device. Gayunpaman, dahil sa mataas na punto ng pagkatunaw ng GaN, mahirap makakuha ng malalaking sukat na solong kristal na materyales, kaya ang karaniwang paraan ay upang isagawa ang paglaki ng heteroepitaxy sa iba pang mga substrate, na may mas mataas na mga kinakailangan para sa mga materyales ng substrate.
Kung ikukumpara sasubstrate ng sapirosa iba pang mga kristal na mukha, ang lattice constant mismatch rate sa pagitan ng C-plane (<0001> orientation) sapphire wafer at ang mga pelikulang idineposito sa mga grupong Ⅲ-Ⅴ at Ⅱ-Ⅵ (gaya ng GaN) ay medyo maliit, at ang lattice constant mismatch rate sa pagitan ng dalawa at ngMga pelikulang AlNna maaaring magamit bilang buffer layer ay mas maliit, at ito ay nakakatugon sa mga kinakailangan ng mataas na temperatura na pagtutol sa proseso ng pagkikristal ng GaN. Samakatuwid, ito ay isang pangkaraniwang materyal na substrate para sa paglago ng GaN, na maaaring magamit upang gumawa ng puti/asul/berdeng mga led, laser diode, infrared detector at iba pa.
Ito ay nagkakahalaga ng pagbanggit na ang GaN film na lumago sa C-plane sapphire substrate ay lumalaki kasama ang polar axis nito, iyon ay, ang direksyon ng C-axis, na hindi lamang mature na proseso ng paglago at proseso ng epitaxy, medyo mababa ang gastos, matatag na pisikal. at mga katangian ng kemikal, ngunit mas mahusay din ang pagganap ng pagproseso. Ang mga atomo ng C-oriented sapphire wafer ay naka-bonding sa isang O-al-al-o-al-O arrangement, habang ang M-oriented at A-oriented na sapphire crystals ay naka-bonding sa al-O-al-O. Dahil ang Al-Al ay may mas mababang bonding energy at mas mahina ang bonding kaysa sa Al-O, kumpara sa M-oriented at A-oriented sapphire crystals, Ang pagpoproseso ng C-sapphire ay pangunahing buksan ang Al-Al key, na mas madaling iproseso , at maaaring makakuha ng mas mataas na kalidad sa ibabaw, at pagkatapos ay makakuha ng mas mahusay na gallium nitride epitaxial na kalidad, na maaaring mapabuti ang kalidad ng ultra-high brightness na puti/asul na LED. Sa kabilang banda, ang mga pelikulang lumaki sa kahabaan ng C-axis ay may mga spontaneous at piezoelectric na polarization effect, na nagreresulta sa isang malakas na panloob na electric field sa loob ng mga pelikula (active layer quantum Wells), na lubos na binabawasan ang maliwanag na kahusayan ng mga GaN films.
A-plane sapphire waferaplikasyon
Dahil sa mahusay na komprehensibong pagganap nito, lalo na ang mahusay na transmittance, ang sapphire single crystal ay maaaring mapahusay ang infrared penetration effect, at maging isang perpektong mid-infrared na materyal sa bintana, na malawakang ginagamit sa mga kagamitang pang-militar na photoelectric. Kung saan ang sapphire ay isang polar plane (C plane) sa normal na direksyon ng mukha, ay isang non-polar surface. Sa pangkalahatan, ang kalidad ng A-oriented na sapphire crystal ay mas mahusay kaysa sa C-oriented na kristal, na may mas kaunting dislokasyon, mas kaunting istraktura ng Mosaic at mas kumpletong istraktura ng kristal, kaya ito ay may mas mahusay na pagganap ng light transmission. Kasabay nito, dahil sa Al-O-Al-O atomic bonding mode sa plane a, ang hardness 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; Bilang karagdagan, ang isang sapiro ay mayroon ding pare-parehong dielectric na pare-pareho at mataas na mga katangian ng pagkakabukod, kaya maaari itong mailapat sa hybrid microelectronics na teknolohiya, ngunit din para sa paglago ng mga napakahusay na conductor, tulad ng paggamit ng TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212, ang paglago ng mga heterogenous na epitaxial superconducting na pelikula sa cerium oxide (CeO2) sapphire composite substrate. Gayunpaman, dahil din sa malaking enerhiya ng bono ng Al-O, mas mahirap itong iproseso.
Paglalapat ngR /M plane sapphire wafer
Ang R-plane ay ang non-polar surface ng isang sapphire, kaya ang pagbabago sa posisyon ng R-plane sa isang sapphire device ay nagbibigay dito ng iba't ibang mekanikal, thermal, electrical, at optical na katangian. Sa pangkalahatan, ang R-surface sapphire substrate ay ginustong para sa heteroepitaxial deposition ng silikon, pangunahin para sa semiconductor, microwave at microelectronics integrated circuit application, sa produksyon ng lead, iba pang superconducting na bahagi, mataas na resistors ng resistensya, gallium arsenide ay maaari ding gamitin para sa R- uri ng paglaki ng substrate. Sa kasalukuyan, sa kasikatan ng mga smart phone at tablet computer system, pinalitan ng R-face sapphire substrate ang mga umiiral nang 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 mayroong paglabag, makipag-ugnayan sa tanggalin
Oras ng post: Hul-16-2024