Safir, alüminyum oksitin tek kristalidir ve üçlü kristal sistemine, altıgen yapıya sahiptir. Kristal yapısı, kovalent bağ tipinde üç oksijen atomu ve iki alüminyum atomundan oluşur ve çok sıkı bir şekilde dizilmiştir. Güçlü bağ zinciri ve kafes enerjisine sahiptir. Kristalin iç kısmında neredeyse hiç safsızlık veya kusur bulunmaz, bu nedenle mükemmel elektriksel yalıtım, şeffaflık, iyi termal iletkenlik ve yüksek sertlik özelliklerine sahiptir. Optik pencere ve yüksek performanslı alt tabaka malzemeleri olarak yaygın olarak kullanılır. Ancak safirin moleküler yapısı karmaşıktır ve anizotropi vardır. Farklı kristal yönlerinin işlenmesi ve kullanımı, ilgili fiziksel özellikler üzerindeki etkiyi de büyük ölçüde değiştirdiğinden kullanım alanları da farklıdır. Safir alt tabakalar genellikle C, R, A ve M düzlem yönlerinde mevcuttur.
UygulamasıC-düzlem safir gofret
Geniş bant aralıklı üçüncü nesil bir yarı iletken olan galyum nitrür (GaN), geniş doğrudan bant aralığına, güçlü atomik bağa, yüksek termal iletkenliğe, iyi kimyasal kararlılığa (neredeyse hiçbir asit tarafından aşındırılmaz) ve güçlü radyasyona karşı dayanıklılık özelliğine sahiptir ve optoelektronik, yüksek sıcaklık ve güç cihazları ile yüksek frekanslı mikrodalga cihazlarının uygulamalarında geniş bir potansiyele sahiptir. Ancak, GaN'nin yüksek erime noktası nedeniyle büyük boyutlu tek kristal malzemeler elde etmek zordur, bu nedenle yaygın yöntem, altlık malzemeleri için daha yüksek gereksinimlere sahip olan diğer altlıklar üzerinde heteroepitaksi büyütme gerçekleştirmektir.
İle karşılaştırıldığındasafir alt tabakaDiğer kristal yüzlerle, C-düzlem (<0001> yönelimli) safir gofret ile Ⅲ-Ⅴ ve Ⅱ-Ⅵ (GaN gibi) gruplarına biriktirilen filmler arasındaki kafes sabiti uyumsuzluk oranı nispeten küçüktür ve ikisi arasındaki kafes sabiti uyumsuzluk oranı veAlN filmleriTampon katman olarak kullanılabilen daha da küçüktür ve GaN kristalleşme sürecinde yüksek sıcaklık dayanımı gereksinimlerini karşılar. Bu nedenle, beyaz/mavi/yeşil LED'ler, lazer diyotlar, kızılötesi dedektörler vb. üretmek için kullanılabilen GaN büyümesi için yaygın bir alt tabaka malzemesidir.
C-düzlem safir alt tabaka üzerinde büyütülen GaN filminin kutup ekseni boyunca, yani C ekseni yönünde büyüdüğünü, bunun sadece olgun büyüme süreci ve epitaksi süreci değil, nispeten düşük maliyetli, kararlı fiziksel ve kimyasal özellikler değil, aynı zamanda daha iyi işleme performansı da sağladığını belirtmekte fayda var. C-yönelimli safir gofretin atomları O-al-al-o-al-O düzenlemesinde bağlanırken, M-yönelimli ve A-yönelimli safir kristaller al-O-al-O biçiminde bağlanır. Al-Al, M-yönelimli ve A-yönelimli safir kristallere kıyasla Al-O'dan daha düşük bağlanma enerjisine ve daha zayıf bağlanmaya sahip olduğundan, C-safirin işlenmesi esas olarak işlenmesi daha kolay olan ve daha yüksek yüzey kalitesi elde edebilen Al-Al anahtarını açmaktır ve ardından daha iyi galyum nitrür epitaksiyel kalitesi elde edilir, bu da ultra yüksek parlaklıkta beyaz/mavi LED'in kalitesini artırabilir. Öte yandan C ekseni boyunca büyütülen filmler kendiliğinden ve piezoelektrik polarizasyon etkilerine sahip olup, filmlerin içinde güçlü bir iç elektrik alanı (aktif tabaka kuantum kuyuları) oluşmasına neden olur ve bu da GaN filmlerinin ışık verimini büyük ölçüde azaltır.
A-düzlemi safir gofretbaşvuru
Mükemmel kapsamlı performansı, özellikle mükemmel geçirgenliği nedeniyle safir tek kristal kızılötesi penetrasyon etkisini artırabilir ve askeri fotoelektrik ekipmanlarda yaygın olarak kullanılan ideal bir orta kızılötesi pencere malzemesi haline gelebilir. A safir, yüzün normal yönünde bir polar düzlem (C düzlemi) olduğunda, polar olmayan bir yüzeydir. Genel olarak, A yönelimli safir kristalin kalitesi C yönelimli kristalden daha iyidir, daha az dislokasyon, daha az mozaik yapı ve daha eksiksiz kristal yapısı ile daha iyi ışık geçirgenlik performansına sahiptir. Aynı zamanda, a düzlemindeki Al-O-Al-O atomik bağlanma modu nedeniyle, A yönelimli safirin sertliği ve aşınma direnci C yönelimli safire göre önemli ölçüde daha yüksektir. Bu nedenle, A yönelimli çipler çoğunlukla pencere malzemesi olarak kullanılır; Ayrıca, A safir aynı zamanda homojen dielektrik sabitine ve yüksek yalıtım özelliklerine sahiptir, bu nedenle hibrit mikroelektronik teknolojisinde ve ayrıca TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212 kullanımı gibi süper iletkenlerin üretiminde ve seryum oksit (CeO2) safir kompozit alt tabaka üzerinde heterojen epitaksiyel süperiletken filmlerin büyütülmesinde kullanılabilir. Ancak, Al-O'nun yüksek bağ enerjisi nedeniyle işlenmesi daha zordur.
UygulamasıR / M düzlem safir gofret
R-düzlemi, safirin polar olmayan yüzeyidir, bu nedenle safir bir cihazda R-düzlemi konumundaki değişiklik, cihaza farklı mekanik, termal, elektriksel ve optik özellikler kazandırır. Genel olarak, R-yüzey safir alt tabaka, özellikle yarı iletken, mikrodalga ve mikroelektronik entegre devre uygulamaları, kurşun ve diğer süperiletken bileşenlerin üretimi, yüksek dirençli dirençler gibi heteroepitaksiyel silikon biriktirme işlemleri için tercih edilir. Galyum arsenit, R-tipi alt tabakaların büyütülmesi için de kullanılabilir. Günümüzde, akıllı telefon ve tablet bilgisayar sistemlerinin popülerleşmesiyle birlikte, R-yüzey safir alt tabaka, akıllı telefonlar ve tablet bilgisayarlar için kullanılan mevcut bileşik SAW cihazlarının yerini almış ve performans artışı sağlayan bir alt tabaka sağlamıştır.
İhlal varsa iletişim silinir
Gönderi zamanı: 16 Temmuz 2024