Көндәлек тормышта смартфоннар, смарт-сәгатьләр кебек электрон җайланмалар алыштыргысыз юлдашларга әйләнде. Бу җайланмалар көннән-көн нечкә, ләкин көчлерәк булып китәләр. Аларның өзлексез эволюциясенә нәрсә ярдәм итә икәне турында уйлаганыгыз бармы? Icавап ярымүткәргеч материалларда, һәм бүген без алар арасында иң күренеклесе - сапфир кристаллына игътибар итәбез.
Сапфир кристалл, беренче чиратта α-Al₂O₃дан тора, өч кислород атомыннан һәм ковалентлы бәйләнгән ике алюминий атомыннан тора, алты почмаклы такталар структурасын тәшкил итә. Ул тышкы кыяфәттә асылташ сапфирга охшаса да, индустриаль сапфир кристалллары югары күрсәткечләргә басым ясыйлар. Химик яктан инерт, ул суда эри алмый һәм кислоталарга һәм эшкәртүләргә чыдам, каты шартларда тотрыклылыкны саклаучы "химик калкан" ролен башкара. Өстәвенә, ул якты оптик ачыклыкны күрсәтә, нәтиҗәле яктылык җибәрергә мөмкинлек бирә; көчле җылылык үткәрүчәнлеге, артык кызып китүдән саклый; һәм искиткеч электр изоляциясе, сигналны тотрыклы җибәрүне тәэмин итү. Механик яктан, сапфир Mohs катылыгы 9 белән мактана, бриллианттан соң икенче урында, ул бик киемле һәм эрозиягә чыдам, заявкалар таләп итү өчен идеаль.
Чип җитештерүдә яшерен корал
(1) Түбән көчле чиплар өчен төп материал
Электроника миниатюризациягә һәм югары җитештерүчәнлеккә таба барган саен, аз көчле чиплар критик булып китте. Традицион чиплар наноскаль калынлыктагы изоляция деградациясеннән интегәләр, бу агымның агып чыгуына, энергия куллануның артуына һәм тотрыклылыкка һәм гомер озынлыгына зыян китерә.
Шанхай микросистемасы һәм информацион технологияләр институты (SIMIT), Кытай Фәннәр академиясе тикшерүчеләре металл үзара бәйләнгән оксидлаштыру технологиясен кулланып, бер кристалл алюминийны бер кристалл алуминага (сапфир) ясап, ясалма сапфир диэлектрик ваферлар уйлап таптылар. 1 нм калынлыкта, бу материал ультра-түбән агып торган токны күрсәтә, гадәти аморф диэлектрикасын дәүләт тыгызлыгын киметүдә һәм 2D ярымүткәргечләр белән интерфейс сыйфатын яхшыртуда ике заказ буенча узып китә. Моны 2D материаллары белән интеграцияләү аз көчле чипларга мөмкинлек бирә, смартфоннарда батарея гомерен сизелерлек озайта һәм AI һәм IoT кушымталарында тотрыклылыкны арттыра.
(2) Галлиум Нитрид өчен иң яхшы партнер (GaN)
Ярымүткәргеч кырында галий нитриды (GaN) уникаль өстенлекләре аркасында балкып торган йолдыз булып барлыкка килде. 3.4 eV киңлеге булган киң үткәргеч ярымүткәргеч материал буларак, кремнийның 1,1 eV-тан шактый зуррак - GaN югары температурада, югары көчәнештә һәм югары ешлыклы кушымталарда өстенлек бирә. Аның югары электрон хәрәкәтчәнлеге һәм критик өзелү кыры көче аны югары көчле, югары температуралы, югары ешлыктагы һәм югары яктылыклы электрон җайланмалар өчен идеаль материал итә. Энергия электроникасында GaN нигезендәге җайланмалар югары ешлыкларда түбән энергия куллану белән эшлиләр, энергия конверсиясендә һәм энергия белән идарә итүдә югары күрсәткеч тәкъдим итәләр. Микродулкынлы элемтәдә, GaN 5G көч көчәйткечләре кебек югары көчле, югары ешлыклы компонентларга мөмкинлек бирә, сигнал тапшыру сыйфатын һәм тотрыклылыгын арттыра.
Сапфир кристалл GaN өчен "иң яхшы партнер" булып санала. Аның GaN белән тәлинкә туры килмәве кремний карбид (SiC) белән чагыштырганда югарырак булса да, сапфир субстратлары GaN эпитаксы вакытында түбән җылылык туры килмәвен күрсәтәләр, бу GaN үсеше өчен тотрыклы нигез бирә. Өстәвенә, сапфирның искиткеч җылылык үткәрүчәнлеге һәм оптик ачыклыгы югары көчле GaN җайланмаларында җылылыкның эффектив таралышын җиңеләйтә, оператив тотрыклылыкны һәм оптималь яктылык эффективлыгын тәэмин итә. Аның өстенлекле электр изоляциясе үзенчәлекләре сигнал комачаулавын һәм энергия югалтуын тагын да киметә. Сапфир һәм GaN комбинациясе югары җитештерүчән җайланмалар үсешенә китерде, шул исәптән яктырту һәм күрсәтү базарында өстенлек итүче GaN нигезендәге светофорлар - көнкүреш лампочкаларыннан алып зур ачык экраннарга кадәр, шулай ук оптик элемтәдә һәм төгәл лазер эшкәртүдә кулланылган лазер диодлары.
XKH-ның GaN-on-сапфир ваферы
Ярымүткәргеч кушымталарының чикләрен киңәйтү
(1) Хәрби һәм аэрокосмик кушымталарда "Калкан"
Хәрби һәм аэрокосмик кушымталардагы җиһазлар еш экстремаль шартларда эшли. Космоста космик корабль абсолют-нуль температурасына, көчле космик нурланышка һәм вакуум мохит проблемаларына түзә. Хәрби самолетлар, югары тизлекле очыш вакытында аэродинамик җылыту аркасында, югары механик йөкләр һәм электромагнит комачаулавы аркасында, өслек температурасы 1000 ° C-тан артып китәләр.
Сапфир кристаллының уникаль үзенчәлекләре аны бу өлкәләрдәге критик компонентлар өчен идеаль материал итә. Аның гадәттән тыш югары температурага каршы торуы - структур бөтенлекне саклап торганда, 2,045 ° C кадәр - җылылык стрессы астында ышанычлы эшне тәэмин итә. Аның нурланыш катылыгы космик һәм атом мохитендә функциональлекне саклый, сизгер электрониканы эффектив саклый. Бу атрибутлар сапфирның югары температуралы инфракызыл (IR) тәрәзәләрендә киң кулланылышына китерде. Ракета белән идарә итү системаларында, ИР тәрәзәләре оптик ачыклыкны экстремаль эсселектә һәм тизлектә сакларга тиеш, максатны төгәл ачыклау. Сапфирга нигезләнгән ИР тәрәзәләре югары җылылык тотрыклылыгын югары ИР тапшыруы белән берләштерәләр, җитәкчелек төгәллеген сизелерлек яхшырталар. Аэрокосмоста сапфир спутник оптик системаларын саклый, кырыс орбиталь шартларда ачык сурәтләү мөмкинлеген бирә.
XKH'sсапфир оптик тәрәзәләр
2) Супер үткәргечләр һәм микроэлектроника өчен яңа фонд
Супер үткәрүчәнлектә, сапфир супер үткәргеч нечкә фильмнар өчен алыштыргысыз субстрат булып хезмәт итә, бу нульгә каршы тору үткәрергә мөмкинлек бирә - электр тапшыру, маглев поездлары, МРИ системаларын революцияләү. Performanceгары җитештерүчән супер үткәргеч фильмнар тотрыклы такталар структурасы булган субстратларны таләп итәләр, һәм сапфирның магний диборид (MgB₂) кебек материаллар белән туры килүе критик ток тыгызлыгы һәм критик магнит кыры белән кино үсешенә мөмкинлек бирә. Мәсәлән, сапфир ярдәмендә үткәргеч үткәргеч фильмнар кулланып, электр кабельләре энергия югалтуын киметеп тапшыру эффективлыгын кискен яхшырта.
Микроэлектроникада, р-яссылык (<1-102>) һәм A-яссылык (<11-20>) кебек кристаллографик юнәлешле сапфир субстратлар - алдынгы интеграль схемалар өчен кремний эпитаксиаль катламнары. Р-самолет сапфир югары тизлекле IC-ларда кристалл җитешсезлекләрен киметә, оператив тизлекне һәм тотрыклылыкны арттыра, ә самолет сапфирының изоляцион характеристикалары һәм бердәм рөхсәтлелеге гибрид микроэлектроника һәм югары температуралы супер үткәргеч интеграциясен оптимальләштерә. Бу субстратлар югары җитештерүчән исәпләү һәм телекоммуникация инфраструктурасында төп фишкаларга нигез булып торалар.
XKH'sА.lN-on-NPSS Вафер
Ярымүткәргечләрдә сапфир кристаллының киләчәге
Сапфир ярымүткәргечләрдә, чип ясаудан алып аэрокосмоска һәм супер үткәргечләргә кадәр бик зур кыйммәт күрсәтте. Технология алга барган саен аның роле тагын да киңәячәк. Ясалма интеллектта сапфир ярдәмендә аз көчле, югары җитештерүчән чиплар сәламәтлек саклау, транспорт һәм финанс өлкәсендә ЯИ алгарышына этәрәчәк. Квант исәпләүдә, сапфирның материаль үзенчәлекләре аны кубит интеграциясенә өметле кандидат итеп куя. Шул ук вакытта, GaN-on-сапфир җайланмалары 5G / 6G элемтә җиһазларына булган таләпләрне канәгатьләндерәчәк. Алга бару, сапфир ярымүткәргеч инновациянең нигез ташы булып калачак, кешелекнең технологик алгарышына көч бирә.
XKH-ның GaN-on-сапфир эпитаксиаль ваферы
XKH төгәл эшләнгән сапфир оптик тәрәзәләрен һәм заманча кушымталар өчен GaN-на-сапфир вафин чишелешләрен китерә. Хуҗалык кристалл үсешен һәм наноскаль полировкалау технологияләрен кулланып, без ультра яссы сапфир тәрәзәләрен UV-IR спектрына махсус тапшыру белән тәэмин итәбез, аэрокосмос, оборона һәм югары көчле лазер системалары өчен идеаль.
Пост вакыты: 18-2025 апрель