El safir és un monocristall d'alúmina que pertany al sistema cristal·lí tripartit, amb una estructura hexagonal. La seva estructura cristal·lina està composta per tres àtoms d'oxigen i dos àtoms d'alumini en un enllaç covalent, disposats molt junts, amb una forta cadena d'enllaç i energia de xarxa. El seu interior cristal·lí gairebé no té impureses ni defectes, per la qual cosa té un excel·lent aïllament elèctric, transparència, bona conductivitat tèrmica i altes característiques de rigidesa. S'utilitza àmpliament com a finestra òptica i material de substrat d'alt rendiment. Tanmateix, l'estructura molecular del safir és complexa i hi ha anisotropia, i l'impacte en les propietats físiques corresponents també és molt diferent pel processament i l'ús de les diferents direccions cristal·lines, per la qual cosa l'ús també és diferent. En general, els substrats de safir estan disponibles en les direccions del pla C, R, A i M.
L'aplicació deOblia de safir del pla C
El nitrur de gal·li (GaN), com a semiconductor de tercera generació amb un interval de banda ampli, té un interval de banda directe ampli, un enllaç atòmic fort, una alta conductivitat tèrmica, una bona estabilitat química (gairebé no es corroeix amb cap àcid) i una forta capacitat anti-irradiació, i té àmplies perspectives en l'aplicació d'optoelectrònica, dispositius d'alta temperatura i potència i dispositius de microones d'alta freqüència. Tanmateix, a causa de l'alt punt de fusió del GaN, és difícil obtenir materials monocristallins de gran mida, per la qual cosa la manera habitual és dur a terme un creixement heteroepitaxi en altres substrats, cosa que té requisits més elevats per als materials de substrat.
Comparat amb elsubstrat de safiramb altres cares cristal·lines, la taxa de desajustament de la constant de xarxa entre l'oblea de safir del pla C (orientació <0001>) i les pel·lícules dipositades en els grups Ⅲ-Ⅴ i Ⅱ-Ⅵ (com ara GaN) és relativament petita, i la taxa de desajustament de la constant de xarxa entre les dues i laPel·lícules d'AlNque es pot utilitzar com a capa amortidora és encara més petita i compleix els requisits de resistència a altes temperatures en el procés de cristal·lització de GaN. Per tant, és un material de substrat comú per al creixement de GaN, que es pot utilitzar per fabricar leds blancs/blaus/verds, díodes làser, detectors d'infrarojos, etc.
Val a dir que la pel·lícula de GaN que creix sobre el substrat de safir del pla C creix al llarg del seu eix polar, és a dir, la direcció de l'eix C, que no només és un procés de creixement madur i un procés d'epitàxia, amb un cost relativament baix, propietats físiques i químiques estables, sinó també un millor rendiment de processament. Els àtoms de l'oblia de safir orientada a C estan units en una disposició O-al-al-o-al-O, mentre que els cristalls de safir orientats a M i A estan units en al-O-al-O. Com que l'Al-Al té una energia d'enllaç més baixa i un enllaç més feble que l'Al-O, en comparació amb els cristalls de safir orientats a M i A, el processament del safir C consisteix principalment a obrir la clau d'Al-Al, que és més fàcil de processar i pot obtenir una qualitat superficial més alta, i després obtenir una millor qualitat epitaxial de nitrur de gal·li, que pot millorar la qualitat del LED blanc/blau de brillantor ultra alta. D'altra banda, les pel·lícules que creixen al llarg de l'eix C tenen efectes de polarització espontània i piezoelèctrica, cosa que resulta en un fort camp elèctric intern dins de les pel·lícules (capa activa quàntica de Wells), cosa que redueix considerablement l'eficiència lluminosa de les pel·lícules de GaN.
Oblia de safir del pla Aaplicació
A causa del seu excel·lent rendiment integral, especialment la seva excel·lent transmitància, el monocristall de safir pot millorar l'efecte de penetració infraroja i convertir-se en un material de finestra ideal per a l'infraroig mitjà, que s'ha utilitzat àmpliament en equips fotoelèctrics militars. Quan el safir A és un pla polar (pla C) en la direcció normal de la cara, és una superfície no polar. Generalment, la qualitat del cristall de safir orientat a A és millor que la del cristall orientat a C, amb menys dislocació, menys estructura mosaica i una estructura cristal·lina més completa, de manera que té un millor rendiment de transmissió de la llum. Al mateix temps, a causa del mode d'enllaç atòmic Al-O-Al-O al pla a, la duresa i la resistència al desgast del safir orientat a A són significativament més altes que les del safir orientat a C. Per tant, els xips direccionals A s'utilitzen principalment com a materials de finestra; A més, el safir també té una constant dielèctrica uniforme i unes altes propietats d'aïllament, de manera que es pot aplicar a la tecnologia de microelectrònica híbrida, però també per al creixement de conductors excel·lents, com ara l'ús de TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212, el creixement de pel·lícules superconductores epitaxials heterogènies sobre un substrat compost de safir d'òxid de ceri (CeO2). Tanmateix, també a causa de l'alta energia d'enllaç de l'Al-O, és més difícil de processar.
Aplicació deOblia de safir pla R/M
El pla R és la superfície no polar d'un safir, de manera que el canvi en la posició del pla R en un dispositiu de safir li confereix diferents propietats mecàniques, tèrmiques, elèctriques i òptiques. En general, el substrat de safir de superfície R es prefereix per a la deposició heteroepitaxial de silici, principalment per a aplicacions de circuits integrats de semiconductors, microones i microelectrònica, en la producció de plom, altres components superconductors, resistències d'alta resistència, l'arseniur de gal·li també es pot utilitzar per al creixement de substrats de tipus R. Actualment, amb la popularitat dels telèfons intel·ligents i els sistemes de tauletes, el substrat de safir de cara R ha substituït els dispositius SAW compostos existents que s'utilitzen per a telèfons intel·ligents i tauletes, proporcionant un substrat per a dispositius que poden millorar el rendiment.
Si hi ha una infracció, contacteu amb nosaltres per eliminar-la.
Data de publicació: 16 de juliol de 2024