Сапфір з'яўляецца монакрышталем аксіду алюмінію, адносіцца да трохчасткавай крышталічнай сістэмы, мае гексагональную структуру, яго крышталічная структура складаецца з трох атамаў кіслароду і двух атамаў алюмінію ў кавалентнай сувязі тыпу, размешчаных вельмі цесна, з моцным ланцугом сувязі і энергіяй рашоткі, у той час як яго унутраная частка крышталя практычна не мае прымешак і дэфектаў, дзякуючы чаму ён валодае выдатнай электраізаляцыяй, празрыстасцю, добрай цеплаправоднасцю і высокай калянасцю характарыстыкі. Шырока выкарыстоўваецца ў якасці аптычнага акна і высокаэфектыўных матэрыялаў падкладкі. Аднак малекулярная структура сапфіра складаная і існуе анізатрапія, і ўплыў на адпаведныя фізічныя ўласцівасці таксама моцна адрозніваецца для апрацоўкі і выкарыстання розных кірункаў крышталя, таму выкарыстанне таксама адрозніваецца. Як правіла, сапфіравыя падкладкі даступныя ў плоскасцях C, R, A і M.
ПрымяненнеСапфіравая пласціна C-плоскасці
Нітрыд галію (GaN) як шыроказонны паўправаднік трэцяга пакалення, мае шырокую прамую забароненую зону, трывалую атамную сувязь, высокую цеплаправоднасць, добрую хімічную стабільнасць (амаль не раз'ядаецца кіслатой) і моцную здольнасць супраць апрамянення і мае шырокія перспектывы ў прымяненне оптаэлектронікі, высокатэмпературных і энергетычных прылад і высокачашчынных мікрахвалевых прылад. Аднак з-за высокай тэмпературы плаўлення GaN цяжка атрымаць монакрышталічныя матэрыялы вялікага памеру, таму агульным спосабам з'яўляецца правядзенне гетэраэпітаксіі на іншых падкладках, што прад'яўляе больш высокія патрабаванні да матэрыялаў падкладак.
У параўнанні з всапфіравая падкладказ іншымі гранямі крышталя хуткасць неадпаведнасці сталай рашоткі паміж сапфіравай пласцінай у C-плоскасці (арыентацыя <0001>) і плёнкамі, адкладзенымі ў групах Ⅲ-Ⅴ і Ⅱ-Ⅵ (напрыклад, GaN), адносна невялікая, і неадпаведнасць сталай рашоткі стаўка паміж двума іФільмы AlNякі можа быць выкарыстаны ў якасці буфернага пласта, яшчэ меншы, і ён адпавядае патрабаванням устойлівасці да высокіх тэмператур у працэсе крышталізацыі GaN. Такім чынам, гэта звычайны матэрыял падкладкі для вырошчвання GaN, які можна выкарыстоўваць для вырабу белых/сініх/зялёных святлодыёдаў, лазерных дыёдаў, інфрачырвоных дэтэктараў і гэтак далей.
Варта адзначыць, што плёнка GaN, вырашчаная на сапфіравай падкладцы C-плоскасці, расце ўздоўж сваёй палярнай восі, гэта значыць у кірунку восі C, што з'яўляецца не толькі працэсам спелага росту і працэсам эпітаксіі, адносна нізкім коштам, стабільнай фізічнай і хімічныя ўласцівасці, але і лепшую прадукцыйнасць апрацоўкі. Атамы C-арыентаванай сапфіравай пласціны злучаны ў форме O-al-al-o-al-O, у той час як M-арыентаваныя і A-арыентаваныя крышталі сапфіра злучаны ў al-O-al-O. Паколькі Al-Al мае меншую энергію сувязі і слабейшую сувязь, чым Al-O, у параўнанні з M-арыентаванымі і A-арыентаванымі крышталямі сапфіра, апрацоўка C-сапфіра ў асноўным заключаецца ў адкрыцці ключа Al-Al, які лягчэй апрацоўваць , і можа атрымаць больш высокую якасць паверхні, а затым атрымаць лепшую эпітаксіяльную якасць нітрыду галію, што можа палепшыць якасць белага/сіняга святлодыёда звышвысокай яркасці. З іншага боку, плёнкі, вырашчаныя ўздоўж восі С, маюць спантанны і п'езаэлектрычны эфект палярызацыі, што прыводзіць да моцнага ўнутранага электрычнага поля ўнутры плёнак (квантавыя калодзежы актыўнага пласта), што значна зніжае светлавую эфектыўнасць плёнак GaN.
Сапфіравая пласціна А-плоскасціпрымяненне
Дзякуючы сваёй выдатнай усеабдымнай прадукцыйнасці, асабліва цудоўнаму прапусканню, монакрышталь сапфіра можа ўзмацніць эфект пранікнення інфрачырвонага выпраменьвання і стаць ідэальным матэрыялам для вокнаў сярэдняга інфрачырвонага дыяпазону, які шырока выкарыстоўваецца ў ваенным фотаэлектрычным абсталяванні. Дзе сапфір - гэта палярная плоскасць (плоскасць C) у нармальным кірунку да грані, гэта непалярная паверхня. Як правіла, якасць A-арыентаванага крышталя сапфіра лепшая, чым C-арыентаванага крышталя, з меншай колькасцю дыслакацый, менш мазаічнай структурай і больш поўнай крышталічнай структурай, таму ён мае лепшыя характарыстыкі прапускання святла. У той жа час з-за рэжыму атамнай сувязі Al-O-Al-O на плоскасці a цвёрдасць і зносаўстойлівасць A-арыентаванага сапфіра значна вышэй, чым у C-арыентаванага сапфіра. Такім чынам, у якасці аконных матэрыялаў часцей за ўсё выкарыстоўваюцца сколы А-накіраванасці; Акрамя таго, сапфір таксама мае аднастайную дыэлектрычную пранікальнасць і высокія ізаляцыйныя ўласцівасці, таму яго можна ўжываць у тэхналогіях гібрыднай мікраэлектронікі, а таксама для росту цудоўных правадыроў, такіх як выкарыстанне TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212, рост гетэрагенных эпітаксіяльных звышправодных плёнак на аксідзе цэрыю (CeO2) сапфіры кампазітная падкладка. Аднак з-за вялікай энергіі сувязі Al-O яго складаней апрацоўваць.
ПрымяненнеСапфіравая пласціна R/M
R-плоскасць - гэта непалярная паверхня сапфіра, таму змяненне становішча R-плоскасці ў сапфіравым прыладзе надае яму розныя механічныя, цеплавыя, электрычныя і аптычныя ўласцівасці. Увогуле, сапфіравая падкладка з R-паверхняй з'яўляецца пераважнай для гетэраэпітаксійнага нанясення крэмнію, галоўным чынам для паўправадніковых, мікрахвалевых і мікраэлектронных інтэгральных схем, у вытворчасці свінцу, іншых звышправодных кампанентаў, рэзістараў з высокім супраціўленнем, арсенід галію таксама можа выкарыстоўвацца для R- тып росту субстрата. У цяперашні час з папулярнасцю смартфонаў і планшэтных камп'ютэрных сістэм сапфіравая падкладка R-face замяніла існуючыя складаныя прылады SAW, якія выкарыстоўваюцца для смартфонаў і планшэтных кампутараў, забяспечваючы падкладку для прылад, якія могуць палепшыць прадукцыйнасць.
Калі ёсць парушэнне, кантакт выдаліце
Час публікацыі: 16 ліпеня 2024 г