Safiiri on yksittäinen alumiinioksidikide, kuuluu kolmiosaiseen kidejärjestelmään, kuusikulmainen rakenne, sen kiderakenne koostuu kolmesta happiatomista ja kahdesta alumiiniatomista kovalenttisessa sidostyypissä, jotka on järjestetty hyvin tiiviisti, vahvalla sidosketjulla ja hilaenergialla. kristallin sisäpuolella ei ole lähes mitään epäpuhtauksia tai vikoja, joten sillä on erinomainen sähköeristys, läpinäkyvyys, hyvä lämmönjohtavuus ja korkeat jäykkyysominaisuudet. Käytetään laajasti optisena ikkunana ja korkean suorituskyvyn substraattimateriaaleina. Safiirin molekyylirakenne on kuitenkin monimutkainen ja siinä on anisotropiaa, ja vaikutus vastaaviin fysikaalisiin ominaisuuksiin on myös hyvin erilainen erilaisten kidesuuntien käsittelyssä ja käytössä, joten myös käyttö on erilaista. Yleensä safiirialustoja on saatavana C-, R-, A- ja M-tason suunnissa.
SovellusC-tason safiirikiekko
Galliumnitridillä (GaN) laajakaistaisena kolmannen sukupolven puolijohteena, sillä on laaja suora kaistaväli, vahva atomisidos, korkea lämmönjohtavuus, hyvä kemiallinen stabiilisuus (lähes ei syövyttä happoa) ja vahva säteilynestokyky, ja sillä on laajat mahdollisuudet optoelektroniikan, korkean lämpötilan ja tehon laitteiden sekä suurtaajuusmikroaaltolaitteiden soveltaminen. GaN:n korkean sulamispisteen vuoksi on kuitenkin vaikeaa saada suurikokoisia yksikidemateriaaleja, joten yleinen tapa on suorittaa heteroepitaksikasvatus muilla substraateilla, joilla on korkeammat vaatimukset substraattimateriaaleille.
Verrattunasafiiri substraattimuiden kidepintojen kanssa hilan vakion yhteensopimattomuussuhde C-tason (<0001>-suuntaus) safiirikiekon ja ryhmiin Ⅲ-Ⅴ ja Ⅱ-Ⅵ (kuten GaN) sijoitettujen kalvojen välillä on suhteellisen pieni, ja hilan vakio epäsopivuus. kurssi kahden jaAlN elokuvatpuskurikerroksena käytettävä on vielä pienempi ja täyttää korkean lämpötilan kestävyyden vaatimukset GaN-kiteytysprosessissa. Siksi se on yleinen substraattimateriaali GaN-kasvulle, jota voidaan käyttää valkoisten/sinisten/vihreiden ledien, laserdiodeiden, infrapunailmaisimien ja niin edelleen valmistamiseen.
On syytä mainita, että C-tason safiirisubstraatilla kasvatettu GaN-kalvo kasvaa napa-akseliaan eli C-akselin suuntaa pitkin, mikä ei ole vain kypsä kasvuprosessi ja epitaksiprosessi, suhteellisen edullinen, vakaa fyysinen ja kemialliset ominaisuudet, mutta myös parempi käsittelyteho. C-suuntautuneen safiirikiekon atomit ovat sitoutuneet O-al-al-o-al-O-järjestelyyn, kun taas M-orientoidut ja A-orientoidut safiirikiteet ovat sitoutuneet al-O-al-O: hen. Koska Al-Al:lla on pienempi sidosenergia ja heikompi sitoutuminen kuin Al-O:lla verrattuna M- ja A-suuntautuneisiin safiirikiteisiin, C-safiirin käsittely on pääasiassa Al-Al-avaimen avaamista, jota on helpompi käsitellä. , ja voi saada paremman pinnanlaadun ja sitten paremman galliumnitridin epitaksiaalisen laadun, mikä voi parantaa erittäin kirkkaan valkoisen/sinisen LEDin laatua. Toisaalta C-akselia pitkin kasvatetuilla kalvoilla on spontaaneja ja pietsosähköisiä polarisaatiovaikutuksia, mikä johtaa vahvaan sisäiseen sähkökenttään kalvojen sisällä (aktiivisen kerroksen kvanttikuivat), mikä vähentää huomattavasti GaN-kalvojen valotehokkuutta.
A-tasoinen safiirikiekkosovellus
Erinomaisen kokonaisvaltaisen suorituskyvyn ja erityisen erinomaisen läpäisykykynsä ansiosta safiiriyksikide voi parantaa infrapunaläpäisyvaikutusta ja siitä tulee ihanteellinen keski-infrapuna-ikkunamateriaali, jota on käytetty laajalti sotilaallisissa valosähköisissä laitteissa. Kun safiiri on napataso (C-taso) kasvojen normaalisuunnassa, on ei-polaarinen pinta. Yleensä A-suuntautuneen safiirikiteen laatu on parempi kuin C-suuntaisen kiteen, jossa on vähemmän sijoittelua, vähemmän mosaiikkirakennetta ja täydellisempi kiderakenne, joten sillä on parempi valonläpäisykyky. Samaan aikaan, johtuen Al-O-Al-O-atomisidosmuodosta tasossa a, A-suuntautuneen safiirin kovuus ja kulutuskestävyys ovat huomattavasti korkeammat kuin C-suuntaisen safiirin. Siksi A-suuntaisia lastuja käytetään enimmäkseen ikkunamateriaaleina; Lisäksi A-safiirilla on myös tasainen dielektrisyysvakio ja korkeat eristysominaisuudet, joten sitä voidaan soveltaa hybridi-mikroelektroniikkateknologiaan, mutta myös erinomaisten johtimien kasvattamiseen, kuten TlBaCaCuO:n (TbBaCaCuO), Tl-2212:n, kasvun käyttöön. heterogeenisten epitaksiaalisten suprajohtavien kalvojen seriumoksidi (CeO2) safiirikomposiittisubstraatilla. Kuitenkin myös Al-O:n suuren sidosenergian vuoksi sitä on vaikeampi käsitellä.
SovellusR/M taso safiirikiekko
R-taso on safiirin ei-polaarinen pinta, joten R-tason asennon muutos safiirilaitteessa antaa sille erilaisia mekaanisia, termisiä, sähköisiä ja optisia ominaisuuksia. Yleensä R-pinnan safiirisubstraatti on edullinen piin heteroepitaksiaaliseen kerrostukseen, pääasiassa puolijohde-, mikroaaltouuni- ja mikroelektroniikan integroituihin piirisovelluksiin, lyijyn, muiden suprajohtavien komponenttien, korkearesistanssisten vastusten tuotannossa, galliumarsenidia voidaan käyttää myös R- tyyppinen substraattikasvu. Tällä hetkellä älypuhelimien ja tablettitietokonejärjestelmien suosion myötä R-face safiirisubstraatti on korvannut nykyiset älypuhelimissa ja tablet-tietokoneissa käytetyt yhdistetyt SAW-laitteet, mikä tarjoaa alustan laitteille, jotka voivat parantaa suorituskykyä.
Jos rikkomuksia on, ota yhteyttä poistamiseen
Postitusaika: 16.7.2024