Сапфир - алюминий оксидының монокристалы, өч өлешле кристалл системасына карый, алты почмаклы структурасы бар. Аның кристалл структурасы ковалент бәйләнеш тибындагы өч кислород атомыннан һәм ике алюминий атомыннан тора, бик тыгыз урнашкан, көчле бәйләнеш чылбыры һәм челтәр энергиясенә ия, ә кристалл эчендә катнашмалар яки кимчелекләр юк диярлек, шуңа күрә ул бик яхшы электр изоляциясенә, үтә күренмәлелеккә, яхшы җылылык үткәрүчәнлегенә һәм югары катылык үзенчәлекләренә ия. Оптик тәрәзә һәм югары сыйфатлы субстрат материаллары буларак киң кулланыла. Ләкин, сапфирның молекуляр структурасы катлаулы һәм анизотропия бар, һәм төрле кристалл юнәлешләрен эшкәртү һәм куллану өчен тиешле физик үзлекләргә йогынты да бик төрле, шуңа күрә куллану да төрле. Гомумән алганда, сапфир субстратлары C, R, A һәм M яссылык юнәлешләрендә бар.
КуллануC-формасындагы сапфир пластинасы
Галлий нитриды (GaN) киң зона аралыгы өченче буын ярымүткәргеч буларак, киң туры зона аралыгына, көчле атом бәйләнешенә, югары җылылык үткәрүчәнлегенә, яхшы химик тотрыклылыкка (бернинди кислота белән дә коррозияләнми диярлек) һәм көчле нурланышка каршы сәләткә ия, шулай ук оптоэлектроника, югары температуралы һәм көч җайланмалары, шулай ук югары ешлыклы микродулкынлы җайланмалар куллануда киң перспективага ия. Ләкин, GaN югары эрү температурасы аркасында, зур күләмле монокристалл материаллар алу авыр, шуңа күрә гадәти ысул - башка субстратларда гетероэпитаксиаль үсеш үткәрү, бу субстрат материалларына югарырак таләпләр куя.
белән чагыштыргандасапфир субстратыбашка кристалл өслекләре белән, C-яссылыгы (<0001> ориентация) сапфир пластинасы һәм Ⅲ-Ⅴ һәм Ⅱ-Ⅵ төркемнәренә урнаштырылган пленкалар (мәсәлән, GaN) арасындагы решетка даимисе туры килмәү тизлеге чагыштырмача кечкенә, һәм икесе һәмAlN фильмнарыБуфер катламы буларак кулланылырга мөмкин булган катлам тагын да кечерәк, һәм ул GaN кристаллашу процессында югары температурага чыдамлык таләпләренә туры килә. Шуңа күрә ул GaN үсеше өчен киң таралган субстрат материалы булып тора, аны ак/зәңгәр/яшел светодиодлар, лазер диодлары, инфракызыл детекторлар һ.б. ясау өчен кулланырга мөмкин.
Шунысын да әйтергә кирәк, C-яссылык сапфир субстратында үстерелгән GaN пленкасы үзенең поляр күчәре буенча, ягъни C-күчәре юнәлеше буенча үсә, бу өлгергән үсеш процессы һәм эпитаксия процессы гына түгел, чагыштырмача арзан, тотрыклы физик һәм химик үзлекләр, шулай ук яхшырак эшкәртү күрсәткечләре белән дә аерылып тора. C-ориентацияләнгән сапфир пластинасының атомнары O-al-al-o-al-O тәртибендә бәйләнгән, ә M-ориентацияләнгән һәм A-ориентацияләнгән сапфир кристаллары al-O-al-O составында бәйләнгән. M-ориентацияләнгән һәм A-ориентацияләнгән сапфир кристаллары белән чагыштырганда, Al-Al түбәнрәк бәйләнеш энергиясенә һәм көчсезрәк бәйләнешкә ия булганлыктан, C-сапфирны эшкәртү, нигездә, Al-Al ачкычын ачу өчен кулланыла, аны эшкәртү җиңелрәк һәм югарырак өслек сыйфатына ирешергә, аннары галлий нитридының эпитаксиаль сыйфатын яхшыртырга мөмкин, бу ультра югары яктылыклы ак/зәңгәр LED сыйфатын яхшырта ала. Икенче яктан, C күчәре буйлап үскән пленкалар үзеннән-үзе барлыкка килә торган һәм пьезоэлектрик поляризация эффектларына ия, бу пленкалар эчендә көчле эчке электр кыры барлыкка китерә (актив катлам квант уңгылары), бу GaN пленкаларының яктылык эффективлыгын сизелерлек киметә.
А-формасындагы сапфир пластинасыгариза
Бик яхшы комплекслы эшчәнлеге, аеруча югары үткәрүчәнлеге аркасында, сапфир монокристалы инфракызыл үтеп керү эффектын көчәйтә һәм хәрби фотоэлектрик җиһазларда киң кулланыла торган идеаль урта инфракызыл тәрәзә материалына әйләнә ала. А сапфиры йөзнең гадәти юнәлешендә поляр яссылык (С яссылыгы) булганда, ул поляр булмаган өслек. Гомумән алганда, А-ориентацияләнгән сапфир кристалының сыйфаты С-ориентацияләнгән кристалга караганда яхшырак, дислокациясе азрак, мозаик структурасы азрак һәм кристалл структурасы тулырак, шуңа күрә ул яктылык үткәрүчәнлеген яхшырак күрсәтә. Шул ук вакытта, а яссылыгында Al-O-Al-O атом бәйләнеше режимы аркасында, А-ориентацияләнгән сапфирның катылыгы һәм тузуга чыдамлыгы С-ориентацияләнгән сапфирга караганда күпкә югарырак. Шуңа күрә, А-ориентацияләнгән чиплар күбесенчә тәрәзә материаллары буларак кулланыла; Моннан тыш, сапфир бер төрле диэлектрик даимилеккә һәм югары изоляция үзлекләренә ия, шуңа күрә аны гибрид микроэлектроника технологиясендә, шулай ук шәп үткәргечләр үстерү өчен дә кулланырга мөмкин, мәсәлән, TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212 куллану, церий оксиды (CeO2) сапфир композит субстратында гетероген эпитаксиаль үтә үткәрүчән пленкалар үстерү. Ләкин, шулай ук Al-O зур бәйләнеш энергиясе аркасында, аны эшкәртү авыррак.
КуллануR /M яссы сапфир пластинасы
R-яссылыгы - сапфирның поляр булмаган өслеге, шуңа күрә сапфир җайланмасында R-яссылыгы позициясенең үзгәрүе аңа төрле механик, җылылык, электр һәм оптик үзлекләр бирә. Гомумән алганда, R-өслек сапфир субстраты кремнийның гетероэпитаксиаль утырмасы өчен өстенлекле, нигездә ярымүткәргеч, микродулкынлы һәм микроэлектроника интеграль схемалары кушымталары өчен, кургаш, башка үтә үткәрүчән компонентлар, югары каршылыклы резисторлар җитештерүдә, галлий арсениды R-типтагы субстрат үстерү өчен дә кулланылырга мөмкин. Хәзерге вакытта, смартфоннар һәм планшет компьютер системалары популярлашу белән, R-өслек сапфир субстраты смартфоннар һәм планшет компьютерлар өчен кулланыла торган гамәлдәге кушылма SAW җайланмаларын алыштырды, бу эшчәнлекне яхшырта ала торган җайланмалар өчен субстрат тәэмин итте.
Әгәр хокук бозу булса, контактны бетерегез
Бастырып чыгару вакыты: 2024 елның 16 июле