Safir alýumin oksidiniň bir kristaly bolup, üç bölekli kristal ulgamyna degişlidir, altyburçluk gurluşlydyr, onuň kristal gurluşy kowalent baglanyşyk görnüşinde üç kislorod atomundan we iki alýumin atomundan ybarat bolup, örän ýakyn ýerleşýär, güýçli baglanyşyk zynjyry we tor energiýasy bilen üpjün edilen, kristalynyň içinde bolsa hiç hili hapaçylyk ýa-da kemçilik ýok diýen ýaly, şonuň üçin ajaýyp elektrik izolýasiýasyna, açyklygyna, gowy ýylylyk geçirijiligine we ýokary berklik häsiýetlerine eýedir. Optiki penjire we ýokary öndürijilikli substrat materiallary hökmünde giňden ulanylýar. Şeýle-de bolsa, safiriň molekulýar gurluşy çylşyrymly we anizotropiýa bar, degişli fiziki häsiýetlere täsiri hem dürli kristal ugurlary boýunça gaýtadan işlemek we ulanmak üçin örän tapawutlydyr, şonuň üçin ulanylyşy hem dürlidir. Umuman alanyňda, safir substratlary C, R, A we M tekizlik ugurlarynda bar.
UlanylyşyC-tekiz sapfir wafli
Galliý nitridi (GaN) giň zolak aralygy bolan üçünji nesil ýarymgeçiriji hökmünde giň göni zolak aralygyna, güýçli atom baglanyşygyna, ýokary ýylylyk geçirijiligine, gowy himiki durnuklylygyna (hiç bir kislota bilen diýen ýaly poslanmadyk) we güýçli şöhlelenme garşy ukybyna eýedir we optoelektronikada, ýokary temperatura we güýç enjamlarynda we ýokary ýygylykly mikrotolkun enjamlarynda ulanylyşda giň mümkinçilikleri bar. Şeýle-de bolsa, GaN-yň ýokary ereme nokady sebäpli uly göwrümli monokristal materiallary almak kyn, şonuň üçin umumy usul substrat materiallaryna has ýokary talaplary bolan beýleki substratlarda geteroepitaksiýa ösüşini amala aşyrmakdyr.
bilen deňeşdirilendesapfir substratybeýleki kristal ýüzleri bilen, C-tekizlik (<0001> ugur) sapfir wafer bilen Ⅲ-Ⅴ we Ⅱ-Ⅵ toparlarynda (meselem, GaN) ýerleşdirilen plýonkalaryň arasyndaky torly yzygiderliligiň gabat gelmezlik tizligi deňeşdirme boýunça kiçi we ikisi bilen torly yzygiderliligiň gabat gelmezlik tizligiAlN filmleriBufer gatlagy hökmünde ulanylyp bilinýän has kiçi we GaN kristallaşma prosesinde ýokary temperatura garşylyk talaplaryna laýyk gelýär. Şonuň üçin, ol GaN ösüşi üçin umumy substrat materialy bolup, ak/gök/ýaşyl LED-leri, lazer diodlaryny, infragyzyl detektorlary we ş.m. ýasamak üçin ulanylyp bilner.
C-tekizlik sapfir substratynda ösdürilip ýetişdirilen GaN plýonkasynyň öz polýar okunyň, ýagny C-okunyň ugry boýunça ösýändigini aýtmak gerek, bu bolsa diňe bir ýetişen ösüş prosesi we epitaksiýa prosesi, deňeşdirme boýunça arzan baha, durnukly fiziki we himiki häsiýetler däl, eýsem has gowy gaýtadan işlemek netijeliligi bilen hem tapawutlanýar. C-ugurly sapfir plastinkasynyň atomlary O-al-al-o-al-O tertibinde birikdirilýär, M-ugurly we A-ugurly sapfir kristallary bolsa al-O-al-O içinde birikdirilýär. Al-Al-yň M-ugurly we A-ugurly sapfir kristallary bilen deňeşdirilende Al-O-dan has pes baglanyşyk energiýasy we gowşak baglanyşygy bolandygy sebäpli, C-safiri gaýtadan işlemek, esasan, gaýtadan işlemek has aňsat bolan Al-Al açaryny açmak üçindir we has ýokary ýüz hilini alyp biler, soňra has gowy galliý nitridi epitaksiýa hilini alyp biler, bu bolsa örän ýokary ýagtylykly ak/gök LED-leriň hilini gowulandyryp biler. Beýleki tarapdan, C okunyň ugrunda ösdürilen plýonkalar öz-özünden we pýezoelektrik polýarizasiýa täsirlerine eýedir, bu bolsa plýonkalaryň içinde güýçli içki elektrik meýdanynyň döremegine getirýär (aktiw gatlak kwant guýulary), bu bolsa GaN plýonkalarynyň ýagtylyk netijeliligini ep-esli peseldýär.
A-plane sapfir wafliprogramma
Ajaýyp giňişleýin iş görkezijileri, esasanam ajaýyp geçirijiligi sebäpli, sapfir monokristal infragyzyl siňiş täsirini güýçlendirip, harby fotoelektrik enjamlarda giňden ulanylýan ideal orta infragyzyl penjire materialyna öwrülip biler. A sapfir ýüzüň adaty ugry boýunça polýar tekizlik (C tekizligi) bolanda, polýar däl ýüzdir. Umuman, A ugurly sapfir kristalynyň hili C ugurly kristaldan has gowy, az dislokasiýa, az mozaika gurluşy we has doly kristal gurluşy bilen has gowy, şonuň üçin ol has gowy ýagtylyk geçirijilik görkezijisine eýedir. Şol bir wagtyň özünde, a tekizligindäki Al-O-Al-O atom baglanyşyk režimi sebäpli, A ugurly sapfiriň gatylygy we aşynma garşylygy C ugurly sapfirden has ýokarydyr. Şonuň üçin, A ugurly çipler esasan penjire materiallary hökmünde ulanylýar; Mundan başga-da, A sapfiri birmeňzeş dielektrik hemişelik we ýokary izolýasiýa häsiýetlerine eýedir, şonuň üçin ony gibrid mikroelektronika tehnologiýasynda, şeýle hem ajaýyp geçirijileriň ösmegi üçin, mysal üçin, TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212 ulanmak, seriý oksidi (CeO2) sapfir kompozit substratynda dürli epitaksial supergeçiriji plýonkalaryň ösmegi üçin ulanyp bolýar. Şeýle-de bolsa, Al-O-nyň uly baglanyşyk energiýasy sebäpli ony gaýtadan işlemek has kyn.
UlanylyşyR / M tekiz sapfir wafeli
R-tekizligi sapfiriň polýar däl ýüzi bolup durýar, şonuň üçin sapfir enjamynda R-tekizliginiň üýtgemegi oňa dürli mehaniki, termal, elektrik we optiki häsiýetleri berýär. Umuman, R-ýüz sapfir substraty kremniýiň geteroepitaksial çökündisi üçin, esasan ýarymgeçiriji, mikrotolkunly we mikroelektronika integral mikroshemalarynyň ulanylyşynda, gurşun, beýleki aşa geçiriji komponentleriň, ýokary garşylykly rezistorlaryň önümçiliginde, galliý arsenidiniň R-tipli substratyň ösmegi üçin hem ulanylyp bilner. Häzirki wagtda, akylly telefonlaryň we planşet kompýuter ulgamlarynyň meşhurlygy bilen, R-ýüz sapfir substraty akylly telefonlar we planşet kompýuterleri üçin ulanylýan bar bolan birleşdirilen SAW enjamlarynyň ornuny tutdy we öndürijiligi gowulandyryp bilýän enjamlar üçin substrat üpjün etdi.
Eger düzgün bozulma bolsa, aragatnaşygy pozuň
Ýerleşdirilen wagty: 2024-nji ýylyň 16-njy iýuly