Safyras yra aliuminio oksido monokristalas, priklausantis trijų dalių kristalų sistemai, šešiakampė struktūra. Jo kristalinę struktūrą sudaro trys deguonies atomai ir du aliuminio atomai, glaudžiai išdėstyti kovalentiniu ryšiu, turintys stiprią grandinės ir gardelės energiją, o kristalo viduje beveik nėra priemaišų ar defektų, todėl jis pasižymi puikia elektrine izoliacija, skaidrumu, geru šilumos laidumu ir dideliu standumu. Jis plačiai naudojamas kaip optinių langų ir didelio našumo substratų medžiaga. Tačiau safyro molekulinė struktūra yra sudėtinga ir pasižymi anizotropija, o poveikis atitinkamoms fizinėms savybėms taip pat labai skiriasi, atsižvelgiant į skirtingų kristalų kryptis, apdorojant ir naudojant, todėl jų panaudojimas taip pat skiriasi. Apskritai safyro substratai būna C, R, A ir M plokštumų kryptimis.
TaikymasC plokštumos safyro plokštelė
Galio nitridas (GaN) – plataus draudžiamojo tarpo trečios kartos puslaidininkis, pasižymintis plačiu tiesioginiu draudžiamuoju tarpu, stipriu atominiu ryšiu, dideliu šilumos laidumu, geru cheminiu stabilumu (beveik nekorozuoja jokia rūgštis) ir dideliu atsparumu spinduliuotei, todėl turi plačias perspektyvas optoelektronikoje, aukštos temperatūros ir galios prietaisuose bei aukšto dažnio mikrobangų prietaisuose. Tačiau dėl aukštos GaN lydymosi temperatūros sunku gauti didelio dydžio monokristalines medžiagas, todėl įprastas būdas yra atlikti heteroepitaksinį auginimą ant kitų substratų, o tai kelia didesnius reikalavimus substrato medžiagoms.
Palyginti susafyro substratassu kitais kristalų paviršiais, C plokštumos (<0001> orientacijos) safyro plokštelės ir Ⅲ-Ⅴ ir Ⅱ-Ⅵ grupėse nusodintų plėvelių (pvz., GaN) gardelės pastovaus neatitikimo greitis yra santykinai mažas, o gardelės pastovaus neatitikimo greitis tarp jų irAlN plėvelėskuris gali būti naudojamas kaip buferinis sluoksnis, yra dar mažesnis ir atitinka aukštos temperatūros atsparumo reikalavimus GaN kristalizacijos procese. Todėl tai yra įprasta GaN auginimo substrato medžiaga, kuri gali būti naudojama baltų / mėlynų / žalių šviesos diodų, lazerinių diodų, infraraudonųjų spindulių detektorių ir kt. gamyboje.
Verta paminėti, kad GaN plėvelė, užauginta ant C plokštumos safyro pagrindo, auga išilgai savo poliarinės ašies, t. y. C ašies kryptimi. Tai ne tik brandaus augimo procesas ir epitaksijos procesas, santykinai maža kaina, stabilios fizikinės ir cheminės savybės, bet ir geresnis apdorojimo našumas. C orientuoto safyro plokštelės atomai yra sujungti O-al-al-o-al-O jungtyje, o M ir A orientuoti safyro kristalai yra sujungti al-O-al-O jungtyje. Kadangi Al-Al turi mažesnę jungimo energiją ir silpnesnį jungimą nei Al-O, palyginti su M ir A orientuotais safyro kristalais, C safyro apdorojimas daugiausia skirtas Al-Al jungties atidarymui, kurį lengviau apdorojant, galima gauti aukštesnę paviršiaus kokybę, o tada gauti geresnę galio nitrido epitaksijos kokybę, o tai gali pagerinti itin didelio ryškumo balto/mėlyno LED kokybę. Kita vertus, išilgai C ašies išaugintos plėvelės pasižymi savaiminės ir pjezoelektrinės poliarizacijos efektais, dėl kurių plėvelių viduje susidaro stiprus vidinis elektrinis laukas (aktyvaus sluoksnio kvantinės šulinės), o tai labai sumažina GaN plėvelių šviesos efektyvumą.
A plokštumos safyro plokštelėparaiška
Dėl puikių visapusiškų savybių, ypač puikaus pralaidumo, safyro monokristalas gali sustiprinti infraraudonųjų spindulių prasiskverbimo efektą ir tapti idealia vidutinio infraraudonojo spinduliavimo langų medžiaga, plačiai naudojama karinėje fotoelektrinėje įrangoje. A safyro paviršius yra polinėje plokštumoje (C plokštumoje) statmenai paviršiaus krypčiai, t. y. nepolinis. Paprastai A orientacijos safyro kristalo kokybė yra geresnė nei C orientacijos kristalo, jis turi mažiau dislokacijų, mažiau mozaikinės struktūros ir pilnesnę kristalinę struktūrą, todėl turi geresnį šviesos pralaidumą. Tuo pačiu metu, dėl Al-O-Al-O atominio ryšio režimo a plokštumoje, A orientacijos safyro kietumas ir atsparumas dilimui yra žymiai didesni nei C orientacijos safyro. Todėl A krypties lustai dažniausiai naudojami kaip langų medžiagos; Be to, safyras pasižymi vienoda dielektrine konstanta ir geromis izoliacinėmis savybėmis, todėl jį galima naudoti hibridinėje mikroelektronikos technologijoje, taip pat ir puikių laidininkų auginimui, pavyzdžiui, naudojant TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212, heterogeninių epitaksinių superlaidžiųjų plėvelių auginimui ant cerio oksido (CeO2) safyro kompozicinio pagrindo. Tačiau dėl didelės Al-O jungties energijos jį sunkiau apdirbti.
TaikymasR /M plokštumos safyro plokštelė
R plokštuma yra nepolinis safyro paviršius, todėl R plokštumos padėties pokytis safyro įrenginyje suteikia jam skirtingas mechanines, šilumines, elektrines ir optines savybes. Apskritai R paviršiaus safyro substratas yra pageidaujamas silicio heteroepitaksiniam nusodinimui, daugiausia puslaidininkių, mikrobangų ir mikroelektronikos integrinių grandynų taikymams, švino, kitų superlaidžiųjų komponentų, didelės varžos rezistorių gamyboje, galio arsenidas taip pat gali būti naudojamas R tipo substrato auginimui. Šiuo metu, populiarėjant išmaniesiems telefonams ir planšetiniams kompiuteriams, R paviršiaus safyro substratas pakeitė esamus sudėtinius SAW įrenginius, naudojamus išmaniesiems telefonams ir planšetiniams kompiuteriams, ir suteikė substratą įrenginiams, kurie gali pagerinti našumą.
Jei yra pažeidimų, susisiekite su ištrynimo skyriumi.
Įrašo laikas: 2024 m. liepos 16 d.