O zafiro é un monocristal de alúmina que pertence ao sistema cristalino tripartito, de estrutura hexagonal. A súa estrutura cristalina está composta por tres átomos de osíxeno e dous átomos de aluminio nun tipo de enlace covalente, dispostos moi xuntos, cunha forte cadea de enlace e enerxía de rede, mentres que o seu interior cristalino case non ten impurezas nin defectos, polo que ten excelentes características de illamento eléctrico, transparencia, boa condutividade térmica e alta rixidez. Úsase amplamente como material de substrato de fiestra óptica e de alto rendemento. Non obstante, a estrutura molecular do zafiro é complexa e ten anisotropía, e o impacto nas propiedades físicas correspondentes tamén é moi diferente para o procesamento e o uso de diferentes direccións cristalinas, polo que o uso tamén é diferente. En xeral, os substratos de zafiro están dispoñibles nas direccións do plano C, R, A e M.
A aplicación deOblea de zafiro do plano C
O nitruro de galio (GaN), un semicondutor de terceira xeración con amplo intervalo de banda, ten un amplo intervalo de banda directo, unha forte unión atómica, unha alta condutividade térmica, unha boa estabilidade química (case non se corroe con ningún ácido) e unha forte capacidade anti-irradiación, e ten amplas perspectivas na aplicación de optoelectrónica, dispositivos de alta temperatura e potencia e dispositivos de microondas de alta frecuencia. Non obstante, debido ao alto punto de fusión do GaN, é difícil obter materiais monocristalinos de gran tamaño, polo que o método habitual é levar a cabo o crecemento heteroepitaxial noutros substratos, o que supón uns requisitos máis elevados para os materiais de substrato.
Comparado cosubstrato de zafirocon outras caras cristalinas, a taxa de desaxuste da constante de rede entre a oblea de zafiro do plano C (orientación <0001>) e as películas depositadas nos grupos Ⅲ-Ⅴ e Ⅱ-Ⅵ (como GaN) é relativamente pequena, e a taxa de desaxuste da constante de rede entre as dúas e aPelículas de AlNque se pode usar como capa tampón é aínda máis pequena e cumpre os requisitos de resistencia a altas temperaturas no proceso de cristalización de GaN. Polo tanto, é un material de substrato común para o crecemento de GaN, que se pode usar para fabricar leds brancos/azuis/verdes, díodos láser, detectores de infravermellos, etc.
Cómpre mencionar que a película de GaN cultivada no substrato de zafiro do plano C medra ao longo do seu eixe polar, é dicir, na dirección do eixe C, o que non só supón un proceso de crecemento maduro e un proceso de epitaxia, cun custo relativamente baixo e propiedades físicas e químicas estables, senón tamén un mellor rendemento de procesamento. Os átomos da oblea de zafiro orientada a C están unidos nunha disposición O-al-al-o-al-O, mentres que os cristais de zafiro orientados a M e A están unidos en al-O-al-O. Debido a que o Al-Al ten unha enerxía de enlace máis baixa e un enlace máis débil que o Al-O, en comparación cos cristais de zafiro orientados a M e A, o procesamento do zafiro C consiste principalmente en abrir a chave de Al-Al, que é máis fácil de procesar e pode obter unha maior calidade superficial, e despois obter unha mellor calidade epitaxial de nitruro de galio, o que pode mellorar a calidade do LED branco/azul de brillo ultra alto. Por outra banda, as películas que crecen ao longo do eixe C teñen efectos de polarización espontánea e piezoeléctrica, o que resulta nun forte campo eléctrico interno dentro das películas (capa activa de pozos cuánticos), o que reduce en gran medida a eficiencia luminosa das películas de GaN.
Oblea de zafiro do plano Aaplicación
Debido ao seu excelente rendemento integral, especialmente á súa excelente transmitancia, o monocristal de zafiro pode mellorar o efecto de penetración infravermella e converterse nun material ideal para fiestras de infravermello medio, que se utilizou amplamente en equipos fotoeléctricos militares. Onde o zafiro A está nun plano polar (plano C) na dirección normal da cara, é unha superficie non polar. En xeral, a calidade do cristal de zafiro orientado a A é mellor que a do cristal orientado a C, con menos dislocación, menos estrutura mosaica e unha estrutura cristalina máis completa, polo que ten un mellor rendemento de transmisión da luz. Ao mesmo tempo, debido ao modo de enlace atómico Al-O-Al-O no plano a, a dureza e a resistencia ao desgaste do zafiro orientado a A son significativamente maiores que as do zafiro orientado a C. Polo tanto, os chips direccionais A úsanse principalmente como materiais para fiestras; Ademais, o zafiro tamén ten unha constante dieléctrica uniforme e altas propiedades de illamento, polo que se pode aplicar á tecnoloxía microelectrónica híbrida, pero tamén para o crecemento de excelentes condutores, como o uso de TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212, o crecemento de películas supercondutoras epitaxiais heteroxéneas sobre substrato composto de zafiro de óxido de cerio (CeO2). Non obstante, tamén debido á gran enerxía de enlace do Al-O, é máis difícil de procesar.
Aplicación deOblea de zafiro plano R/M
O plano R é a superficie non polar dun zafiro, polo que o cambio na posición do plano R nun dispositivo de zafiro confírelle diferentes propiedades mecánicas, térmicas, eléctricas e ópticas. En xeral, o substrato de zafiro de superficie R é o preferido para a deposición heteroepitaxial de silicio, principalmente para aplicacións de circuítos integrados de semicondutores, microondas e microelectrónica, na produción de chumbo, outros compoñentes supercondutores, resistencias de alta resistencia, o arseniuro de galio tamén se pode usar para o crecemento de substratos de tipo R. Na actualidade, coa popularidade dos teléfonos intelixentes e os sistemas de tabletas, o substrato de zafiro de cara R substituíu os dispositivos SAW compostos existentes que se usan para teléfonos intelixentes e tabletas, proporcionando un substrato para dispositivos que poden mellorar o rendemento.
Se hai unha infracción, contacte connosco para eliminar
Data de publicación: 16 de xullo de 2024