Mae Sapphire yn grisial sengl o alwmina, yn perthyn i'r system grisial teiran, strwythur hecsagonol, mae ei strwythur grisial yn cynnwys tri atom ocsigen a dau atom alwminiwm mewn math bond cofalent, wedi'u trefnu'n agos iawn, gyda chadwyn bondio cryf ac egni dellt, tra bod ei tu mewn grisial bron dim amhureddau neu ddiffygion, felly mae ganddo inswleiddio trydanol rhagorol, tryloywder, dargludedd thermol da a nodweddion anhyblygrwydd uchel. Defnyddir yn helaeth fel ffenestri optegol a deunyddiau swbstrad perfformiad uchel. Fodd bynnag, mae strwythur moleciwlaidd saffir yn gymhleth ac mae anisotropi, ac mae'r effaith ar yr eiddo ffisegol cyfatebol hefyd yn wahanol iawn ar gyfer prosesu a defnyddio gwahanol gyfeiriadau grisial, felly mae'r defnydd hefyd yn wahanol. Yn gyffredinol, mae swbstradau saffir ar gael mewn cyfarwyddiadau awyren C, R, A ac M.
Mae cais oWafer saffir awyren C
Mae gan Gallium nitride (GaN) fel lled-ddargludydd trydedd genhedlaeth bandgap eang, fwlch band uniongyrchol eang, bond atomig cryf, dargludedd thermol uchel, sefydlogrwydd cemegol da (bron heb ei gyrydu gan unrhyw asid) a gallu gwrth-arbelydru cryf, ac mae ganddo ragolygon eang mewn cymhwyso optoelectroneg, dyfeisiau tymheredd a phŵer uchel a dyfeisiau microdon amledd uchel. Fodd bynnag, oherwydd pwynt toddi uchel GaN, mae'n anodd cael deunyddiau crisial sengl maint mawr, felly y ffordd gyffredin yw cyflawni twf heteroepitaxy ar swbstradau eraill, sydd â gofynion uwch ar gyfer deunyddiau swbstrad.
O'i gymharu â'rswbstrad saffirgyda wynebau grisial eraill, mae'r gyfradd diffyg cyfatebiaeth gyson dellt rhwng y cyfeiriadedd C-awyren C (<0001>) a'r ffilmiau a adneuwyd mewn grwpiau Ⅲ-Ⅴ a Ⅱ-Ⅵ (fel GaN) yn gymharol fach, ac mae'r diffyg cyfatebiaeth gyson dellt. cyfradd rhwng y ddau a'rffilmiau AlNy gellir ei ddefnyddio fel haen glustogi hyd yn oed yn llai, ac mae'n bodloni gofynion ymwrthedd tymheredd uchel yn y broses grisialu GaN. Felly, mae'n ddeunydd swbstrad cyffredin ar gyfer twf GaN, y gellir ei ddefnyddio i wneud les gwyn / glas / gwyrdd, deuodau laser, synwyryddion isgoch ac yn y blaen.
Mae'n werth sôn bod y ffilm GaN a dyfir ar y swbstrad saffir awyren C yn tyfu ar hyd ei echelin pegynol, hynny yw, cyfeiriad yr echelin C, sydd nid yn unig yn broses twf aeddfed a phroses epitaxy, cost gymharol isel, sefydlog corfforol ac eiddo cemegol, ond hefyd gwell perfformiad prosesu. Mae atomau'r wafer saffir C-oriented wedi'u bondio mewn trefniant O-al-al-o-al-O, tra bod y crisialau saffir M-oriented ac A-oriented wedi'u bondio yn al-O-al-O. Oherwydd bod gan Al-Al egni bondio is a bondio gwannach nag Al-O, o'i gymharu â'r crisialau saffir M-oriented ac A-oriented, mae prosesu C-saffir yn bennaf i agor yr allwedd Al-Al, sy'n haws ei brosesu , a gall gael ansawdd wyneb uwch, ac yna cael gwell ansawdd epitaxial gallium nitride, a all wella ansawdd disgleirdeb uwch-uchel LED gwyn/glas. Ar y llaw arall, mae gan y ffilmiau a dyfir ar hyd yr echelin C effeithiau polareiddio digymell a piezoelectrig, gan arwain at faes trydan mewnol cryf y tu mewn i'r ffilmiau (haen weithredol cwantwm Wells), sy'n lleihau effeithlonrwydd goleuol ffilmiau GaN yn fawr.
Oherwydd ei berfformiad cynhwysfawr rhagorol, yn enwedig trawsyriant rhagorol, gall grisial sengl saffir wella'r effaith treiddiad isgoch, a dod yn ddeunydd ffenestr canol-is-goch delfrydol, a ddefnyddiwyd yn helaeth mewn offer ffotodrydanol milwrol. Lle mae saffir A yn awyren pegynol (awyren C) i gyfeiriad arferol yr wyneb, yn arwyneb nad yw'n begynol. Yn gyffredinol, mae ansawdd grisial saffir A-oriented yn well na grisial C-oriented, gyda llai o ddadleoliad, llai o strwythur Mosaig a strwythur crisial mwy cyflawn, felly mae ganddo berfformiad trawsyrru golau gwell. Ar yr un pryd, oherwydd y modd bondio atomig Al-O-Al-O ar awyren A, mae caledwch a gwrthiant gwisgo saffir A-oriented yn sylweddol uwch na saffir C-oriented. Felly, defnyddir sglodion A-gyfeiriadol yn bennaf fel deunyddiau ffenestr; Yn ogystal, mae gan saffir hefyd eiddo insiwleiddio cyson dielectrig ac uchel, felly gellir ei gymhwyso i dechnoleg microelectroneg hybrid, ond hefyd ar gyfer twf dargludyddion gwych, megis y defnydd o TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212, y twf o ffilmiau uwch-ddargludo epitaxial heterogenaidd ar swbstrad cyfansawdd saffir cerium ocsid (CeO2). Fodd bynnag, hefyd oherwydd egni bond mawr Al-O, mae'n anoddach ei brosesu.
Cymhwysiad oAfrlladen saffir awyren R/M
Yr awyren R yw arwyneb an-begynol saffir, felly mae'r newid yn safle R-plane mewn dyfais saffir yn rhoi gwahanol briodweddau mecanyddol, thermol, trydanol ac optegol iddo. Yn gyffredinol, mae swbstrad saffir R-wyneb yn cael ei ffafrio ar gyfer dyddodiad heteroepitaxial o silicon, yn bennaf ar gyfer cymwysiadau cylched integredig lled-ddargludyddion, microdon a microelectroneg, wrth gynhyrchu plwm, cydrannau uwchddargludo eraill, gwrthyddion ymwrthedd uchel, gellir defnyddio gallium arsenide hefyd ar gyfer R- twf swbstrad math. Ar hyn o bryd, gyda phoblogrwydd ffonau smart a systemau cyfrifiaduron tabled, mae swbstrad saffir R-face wedi disodli'r dyfeisiau SAW cyfansawdd presennol a ddefnyddir ar gyfer ffonau smart a chyfrifiaduron tabled, gan ddarparu swbstrad ar gyfer dyfeisiau a all wella perfformiad.
Os oes trosedd, cysylltwch â dileu
Amser post: Gorff-16-2024