Safir er en enkelt krystal af aluminiumoxid, tilhører det tredelte krystalsystem, hexagonal struktur, dens krystalstruktur er sammensat af tre oxygenatomer og to aluminiumatomer i kovalent bindingstype, arrangeret meget tæt, med stærk bindingskæde og gitterenergi, mens dens krystal interiør næsten ingen urenheder eller defekter, så det har fremragende elektrisk isolering, gennemsigtighed, god varmeledningsevne og høje stivhedsegenskaber. Udbredt som optisk vindue og højtydende substratmaterialer. Imidlertid er safirens molekylære struktur kompleks, og der er anisotropi, og indvirkningen på de tilsvarende fysiske egenskaber er også meget forskellig for behandling og brug af forskellige krystalretninger, så brugen er også anderledes. Generelt er safirsubstrater tilgængelige i C-, R-, A- og M-planretninger.
Anvendelsen afC-plan safir wafer
Galliumnitrid (GaN) som en tredje generations halvleder med bred båndgab, har et bredt direkte båndgab, stærk atombinding, høj termisk ledningsevne, god kemisk stabilitet (næsten ikke korroderet af nogen syre) og stærk anti-bestrålingsevne og har brede udsigter i anvendelsen af optoelektronik, højtemperatur- og effektanordninger og højfrekvente mikrobølgeanordninger. Men på grund af det høje smeltepunkt af GaN er det vanskeligt at opnå store enkeltkrystalmaterialer, så den almindelige måde er at udføre heteroepitaxy-vækst på andre substrater, som har højere krav til substratmaterialer.
Sammenlignet medsafir substratmed andre krystalflader er gitterkonstant mistilpasningshastighed mellem safirwaferen i C-planet (<0001> orientering) og filmene deponeret i grupper Ⅲ-Ⅴ og Ⅱ-Ⅵ (såsom GaN) relativt lille, og gitterkonstant mistilpasning sats mellem de to ogAlN filmder kan bruges som bufferlag, er endnu mindre, og det opfylder kravene til højtemperaturmodstand i GaN-krystallisationsprocessen. Derfor er det et almindeligt substratmateriale til GaN-vækst, som kan bruges til at lave hvide/blå/grønne lysdioder, laserdioder, infrarøde detektorer og så videre.
Det er værd at nævne, at GaN-filmen dyrket på C-plan safirsubstratet vokser langs sin polære akse, det vil sige retningen af C-aksen, som ikke kun er moden vækstproces og epitaksiproces, relativt lave omkostninger, stabil fysisk og kemiske egenskaber, men også bedre forarbejdningsydelse. Atomerne i den C-orienterede safirwafer er bundet i et O-al-al-o-al-O arrangement, mens de M-orienterede og A-orienterede safirkrystaller er bundet i al-O-al-O. Fordi Al-Al har lavere bindingsenergi og svagere binding end Al-O sammenlignet med de M-orienterede og A-orienterede safirkrystaller, er behandlingen af C-safir hovedsageligt at åbne Al-Al-nøglen, som er lettere at behandle , og kan opnå højere overfladekvalitet og derefter opnå bedre epitaksial galliumnitridkvalitet, hvilket kan forbedre kvaliteten af hvid/blå LED med ultrahøj lysstyrke. På den anden side har filmene, der dyrkes langs C-aksen, spontane og piezoelektriske polarisationseffekter, hvilket resulterer i et stærkt indre elektrisk felt inde i filmene (active layer quantum Wells), hvilket i høj grad reducerer lyseffektiviteten af GaN-film.
A-plan safir waferanvendelse
På grund af sin fremragende omfattende ydeevne, især fremragende transmittans, kan safir-enkeltkrystal forbedre den infrarøde penetreringseffekt og blive et ideelt mellem-infrarødt vinduesmateriale, som er blevet meget brugt i militært fotoelektrisk udstyr. Hvor en safir er et polært plan (C-plan) i den normale retning af ansigtet, er en ikke-polær overflade. Generelt er kvaliteten af A-orienteret safirkrystal bedre end C-orienteret krystal, med mindre dislokation, mindre mosaikstruktur og mere komplet krystalstruktur, så den har bedre lystransmission. På samme tid, på grund af Al-O-Al-O atombindingstilstanden på plan a, er hårdheden og slidstyrken for A-orienteret safir betydeligt højere end for C-orienteret safir. Derfor bruges A-retningsspåner mest som vinduesmaterialer; Derudover har en safir også ensartet dielektricitetskonstant og høje isoleringsegenskaber, så den kan anvendes til hybrid mikroelektronikteknologi, men også til vækst af fremragende ledere, såsom brugen af TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212, væksten af heterogene epitaksiale superledende film på ceriumoxid (CeO2) safirkompositsubstrat. Men også på grund af den store bindingsenergi af Al-O er det vanskeligere at behandle.
Anvendelse afR/M plan safir wafer
R-planet er den ikke-polære overflade af en safir, så ændringen i R-planets position i en safir enhed giver den forskellige mekaniske, termiske, elektriske og optiske egenskaber. Generelt foretrækkes R-overflade safirsubstrat til heteroepitaxial aflejring af silicium, hovedsageligt til halvleder-, mikrobølge- og mikroelektronik integrerede kredsløbsanvendelser, i produktionen af bly, andre superledende komponenter, højmodstandsmodstande, galliumarsenid kan også bruges til R- type substratvækst. På nuværende tidspunkt, med populariteten af smartphones og tablet-computersystemer, har R-face safir-substrat erstattet de eksisterende sammensatte SAW-enheder, der bruges til smartphones og tablet-computere, hvilket giver et substrat for enheder, der kan forbedre ydeevnen.
Hvis der er overtrædelse, kontakt slet
Indlægstid: 16-jul-2024