Mae saffir yn grisial sengl o alwmina, yn perthyn i'r system grisial driphlyg, 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 nad oes bron unrhyw amhureddau na diffygion yn ei du mewn grisial, felly mae ganddo inswleiddio trydanol rhagorol, tryloywder, dargludedd thermol da a nodweddion anhyblygedd uchel. Fe'i defnyddir yn helaeth fel deunyddiau ffenestri optegol a swbstrad perfformiad uchel. Fodd bynnag, mae strwythur moleciwlaidd saffir yn gymhleth ac mae anisotropi, ac mae'r effaith ar y priodweddau ffisegol cyfatebol hefyd yn wahanol iawn ar gyfer prosesu a defnyddio gwahanol gyfeiriadau crisial, felly mae'r defnydd hefyd yn wahanol. Yn gyffredinol, mae swbstradau saffir ar gael mewn cyfeiriadau plân C, R, A ac M.
CymhwysoWafer saffir plân-C
Mae gallium nitrid (GaN) fel lled-ddargludydd trydedd genhedlaeth â bwlch band eang, mae ganddo 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 wrth gymhwyso 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'r ffordd gyffredin yw cynnal twf heteroepitacsaidd ar swbstradau eraill, sydd â gofynion uwch ar gyfer deunyddiau swbstrad.
O'i gymharu â'rswbstrad saffirgydag wynebau crisial eraill, mae'r gyfradd anghydweddu cyson dellt rhwng y wafer saffir plân-C (cyfeiriadedd <0001>) a'r ffilmiau a adneuwyd mewn grwpiau Ⅲ-Ⅴ a Ⅱ-Ⅵ (megis GaN) yn gymharol fach, ac mae'r gyfradd anghydweddu cyson dellt rhwng y ddau a'rffilmiau AlNy gellir ei ddefnyddio fel haen byffer 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 LEDs gwyn/glas/gwyrdd, deuodau laser, synwyryddion is-goch ac yn y blaen.
Mae'n werth nodi bod y ffilm GaN a dyfir ar y swbstrad saffir plân-C yn tyfu ar hyd ei echelin begynol, hynny yw, cyfeiriad yr echelin-C, sydd nid yn unig yn broses twf aeddfed a phroses epitacsi, cost gymharol isel, priodweddau ffisegol a chemegol sefydlog, ond hefyd yn berfformiad prosesu gwell. Mae atomau'r wafer saffir sy'n canolbwyntio ar C wedi'u bondio mewn trefniant O-al-al-o-al-O, tra bod y crisialau saffir sy'n canolbwyntio ar M ac A wedi'u bondio yn al-O-al-O. Gan fod gan Al-Al egni bondio is a bondio gwannach nag Al-O, o'i gymharu â'r crisialau saffir sy'n canolbwyntio ar M ac A, mae prosesu C-saffir yn bennaf i agor yr allwedd Al-Al, sy'n haws i'w brosesu, a gall gael ansawdd arwyneb uwch, ac yna cael ansawdd epitacsiaidd gallium nitrid gwell, a all wella ansawdd LED gwyn/glas disgleirdeb uwch-uchel. Ar y llaw arall, mae gan y ffilmiau sy'n cael eu tyfu ar hyd yr echelin-C effeithiau polareiddio digymell a piezoelectrig, gan arwain at faes trydan mewnol cryf y tu mewn i'r ffilmiau (Ffynhonnau cwantwm haen weithredol), sy'n lleihau effeithlonrwydd goleuol ffilmiau GaN yn fawr.
Oherwydd ei berfformiad cynhwysfawr rhagorol, yn enwedig trosglwyddiad rhagorol, gall grisial sengl saffir wella'r effaith treiddiad is-goch, a dod yn ddeunydd ffenestr canol-is-goch delfrydol, sydd wedi'i ddefnyddio'n helaeth mewn offer ffotodrydanol milwrol. Lle mae saffir A yn awyren begynol (awyren C) i gyfeiriad arferol yr wyneb, mae'n arwyneb anbegynol. Yn gyffredinol, mae ansawdd grisial saffir sy'n canolbwyntio ar A yn well na grisial sy'n canolbwyntio ar C, gyda llai o ddadleoliad, llai o strwythur Mosaig a strwythur grisial mwy cyflawn, felly mae ganddo berfformiad trosglwyddo golau gwell. Ar yr un pryd, oherwydd y modd bondio atomig Al-O-Al-O ar awyren a, mae caledwch a gwrthiant gwisgo saffir sy'n canolbwyntio ar A yn sylweddol uwch na saffir sy'n canolbwyntio ar C. Felly, defnyddir sglodion cyfeiriadol A yn bennaf fel deunyddiau ffenestri; Yn ogystal, mae gan saffir A gysonyn dielectrig unffurf a phriodweddau inswleiddio uchel, felly gellir ei gymhwyso i dechnoleg microelectroneg hybrid, ond hefyd ar gyfer tyfu dargludyddion gwych, megis defnyddio TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212, twf ffilmiau uwchddargludol epitacsial heterogenaidd ar swbstrad cyfansawdd saffir ocsid ceriwm (CeO2). Fodd bynnag, oherwydd egni bond mawr Al-O hefyd, mae'n anoddach ei brosesu.
CymhwysoWafer saffir awyren R /M
Yr awyren-R yw arwyneb anpolar saffir, felly mae'r newid yn safle'r awyren-R mewn dyfais saffir yn rhoi priodweddau mecanyddol, thermol, trydanol ac optegol gwahanol iddi. Yn gyffredinol, mae swbstrad saffir wyneb-R yn cael ei ffafrio ar gyfer dyddodiad heteroepitaxial silicon, yn bennaf ar gyfer cymwysiadau cylched integredig lled-ddargludyddion, microdon a microelectroneg, wrth gynhyrchu plwm, cydrannau uwchddargludol eraill, gwrthyddion gwrthiant uchel, gellir defnyddio gallium arsenid hefyd ar gyfer twf swbstrad math-R. Ar hyn o bryd, gyda phoblogrwydd ffonau clyfar a systemau cyfrifiadurol tabled, mae swbstrad saffir wyneb-R wedi disodli'r dyfeisiau SAW cyfansawdd presennol a ddefnyddir ar gyfer ffonau clyfar a chyfrifiaduron tabled, gan ddarparu swbstrad ar gyfer dyfeisiau a all wella perfformiad.
Os oes tor-cyfraith, cysylltwch â dileu
Amser postio: Gorff-16-2024