Sapphire jẹ́ kristali alumina kan ṣoṣo, ó jẹ́ ti ètò kirisita tripartite, ìṣètò hexagonal, ìṣètò kirisita rẹ̀ jẹ́ ti àwọn átọ̀mù atẹ́gùn mẹ́ta àti àwọn átọ̀mù aluminiomu méjì ní irú ìsopọ̀ covalent, tí a ṣètò dáadáa, pẹ̀lú ẹ̀wọ̀n ìsopọ̀ tó lágbára àti agbára lattice, nígbà tí inú kirisita rẹ̀ kò ní àwọn ẹ̀gbin tàbí àbùkù kankan, nítorí náà ó ní ìdábòbò iná mànàmáná tó dára, ìfarahàn, ìfarahàn ooru tó dára àti àwọn ànímọ́ líle gíga. A ń lò ó ní gbogbogbòò gẹ́gẹ́ bí fèrèsé optical àti àwọn ohun èlò substrate tó ga. Síbẹ̀síbẹ̀, ìṣètò molikula ti sapphire jẹ́ díjú àti pé anisotropy wà, àti ipa lórí àwọn ànímọ́ ti ara tó báramu náà yàtọ̀ síra fún ṣíṣe àti lílo àwọn ìtọ́sọ́nà kirisita tó yàtọ̀ síra, nítorí náà lílò náà yàtọ̀ síra. Ní gbogbogbòò, àwọn substrates sapphire wà ní ìtọ́sọ́nà C, R, A àti M plane.
Lílo tiWafer sapphire C-plane
Gallium nitride (GaN) gẹ́gẹ́ bí semiconductor ìran kẹta tó ní bandgap tó gbòòrò, ó ní àlàfo tààrà tó gbòòrò, ìdè atomiki tó lágbára, agbára ìgbóná tó ga, ìdúróṣinṣin kẹ́míkà tó dára (kò fẹ́rẹ̀ẹ́ jẹ́ kí ásíìdì bà jẹ́) àti agbára ìdènà ìtànṣán tó lágbára, ó sì ní àǹfààní tó gbòòrò nínú lílo optoelectronics, àwọn ẹ̀rọ ìgbóná àti agbára tó ga àti àwọn ẹ̀rọ máíkrówéfù tó gbòòrò. Síbẹ̀síbẹ̀, nítorí ibi yíyọ́ GaN, ó ṣòro láti rí àwọn ohun èlò kírísítà oníwọ̀n ńlá, nítorí náà ọ̀nà tó wọ́pọ̀ ni láti ṣe ìdàgbàsókè heteroepitaxy lórí àwọn ohun èlò mìíràn, èyí tó ní àwọn ohun èlò tó ga jù fún àwọn ohun èlò ìpìlẹ̀.
Akawe pẹluilẹ̀ safirepẹ̀lú àwọn ojú kirisita míràn, ìwọ̀n àìbáramu déédé lattice láàárín ìtọ́sọ́nà C-plane (<0001>) sapphire wafer àti àwọn fíìmù tí a kó sínú àwọn ẹgbẹ́ Ⅲ-Ⅴ àti Ⅱ-Ⅵ (bíi GaN) kéré ní ìfiwéra, àti ìwọ̀n àìbáramu déédé lattice láàrín àwọn méjèèjì àtiÀwọn fíìmù AlNtí a lè lò gẹ́gẹ́ bí ìpele ìpamọ́ kéré sí i, ó sì bá àwọn ohun tí a nílò láti dènà ìgbóná ooru gíga mu nínú ìlànà ìṣàtúnṣe GaN. Nítorí náà, ó jẹ́ ohun èlò ìṣàpẹẹrẹ tí ó wọ́pọ̀ fún ìdàgbàsókè GaN, èyí tí a lè lò láti ṣe àwọn LED funfun/bulu/alawọ ewe, àwọn diode laser, àwọn ohun tí ń ṣe àwárí infrared àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ.
Ó ṣe pàtàkì láti mẹ́nu kàn án pé fíìmù GaN tí a gbìn lórí ìpìlẹ̀ sapphire C-plane máa ń dàgbà ní ẹ̀gbẹ́ ìpìlẹ̀ polar rẹ̀, ìyẹn ni ìtọ́sọ́nà C-axis, èyí tí kìí ṣe ìlànà ìdàgbàsókè àti ìlànà epitaxy nìkan, owó tí ó kéré, àwọn ànímọ́ ti ara àti kẹ́míkà tí ó dúró ṣinṣin, ṣùgbọ́n ó tún ń ṣiṣẹ́ dáradára. Àwọn átọ̀mù ti wafer sapphire C-oriented ni a so pọ̀ nínú ètò O-al-al-o-al-O, nígbà tí àwọn kirisita sapphire tí a ń pè ní M-oriented àti A-oriented ni a so pọ̀ mọ́ al-O-al-O. Nítorí pé Al-Al ní agbára ìsopọ̀ tí ó kéré àti ìsopọ̀ tí ó lágbára ju Al-O lọ, ní ìfiwéra pẹ̀lú àwọn kirisita sapphire tí a ń pè ní M-oriented àti A-oriented, Ìṣiṣẹ́ ti C-sapphire ni pàtàkì láti ṣí kọ́kọ́rọ́ Al-Al, èyí tí ó rọrùn láti ṣe, tí ó sì lè gba dídára ojú tí ó ga jù, lẹ́yìn náà gba dídára epitaxial gallium nitride tí ó dára jù, èyí tí ó lè mú dídára LED funfun/bulu tí ó ní ìmọ́lẹ̀ gíga pọ̀ sí i. Ní ọwọ́ kejì ẹ̀wẹ̀, àwọn fíìmù tí a gbìn ní ẹ̀gbẹ́ C-axis ní ipa ìfọwọ́sowọ́pọ̀ àti piezoelectric polarization, èyí tí ó yọrí sí pápá iná mànàmáná inú tí ó lágbára nínú àwọn fíìmù náà (alágbára quantum Wells), èyí tí ó dín agbára ìmọ́lẹ̀ àwọn fíìmù GaN kù gidigidi.
Wafer safire A-planeohun elo
Nítorí iṣẹ́ rẹ̀ tó péye, pàápàá jùlọ ìyípadà tó dára, kírísítà onígun mẹ́ta lè mú kí ipa ìfàmọ́ra infrared pọ̀ sí i, kí ó sì di ohun èlò fèrèsé àárín infrared tó dára jùlọ, èyí tí a ti lò fún àwọn ohun èlò fọ́tò iná mànàmáná ológun. Níbi tí a ti ń lo sapphire (C plane) ní ojú déédé, ojú ilẹ̀ tí kò ní polar ni. Ní gbogbogbòò, dídára kírísítà onígun mẹ́rin A dára ju kírísítà onígun mẹ́rin C lọ, pẹ̀lú ìyípadà díẹ̀, ìṣètò Mosaic díẹ̀ àti ìṣètò kírísítà pípé, nítorí náà ó ní iṣẹ́ ìgbékalẹ̀ ìmọ́lẹ̀ tó dára jù. Ní àkókò kan náà, nítorí ipò ìsopọ̀ atomiki Al-O-Al-O lórí plane a, líle àti ìdènà ìfàmọ́ra ti sapphire onígun mẹ́rin A ga ju ti sapphire onígun mẹ́rin C lọ. Nítorí náà, a sábà máa ń lo àwọn ìdènà A gẹ́gẹ́ bí ohun èlò fèrèsé; Ní àfikún, A sapphire tún ní àwọn ohun ìní dielectric constant àti gíga ìdábòbò, nítorí náà a lè lò ó fún ìmọ̀-ẹ̀rọ microelectronics hybrid, àti fún ìdàgbàsókè àwọn conductors tó dára jùlọ, bíi lílo TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212, ìdàgbàsókè àwọn fíìmù epitaxial superconducting onírúuru lórí cerium oxide (CeO2) sapphire composite substrate. Síbẹ̀síbẹ̀, nítorí agbára ìsopọ̀ ńlá ti Al-O, ó ṣòro láti ṣe àgbékalẹ̀ rẹ̀.
Lílo tiWafer oniyebiye ofurufu R / M
R-plane jẹ́ ojú ilẹ̀ tí kì í ṣe polar ti sapphire, nítorí náà ìyípadà nínú ipò R-plane nínú ẹ̀rọ sapphire fún un ní àwọn ànímọ́ oníṣẹ́ ẹ̀rọ, ooru, iná mànàmáná, àti optical tó yàtọ̀ síra. Ní gbogbogbòò, R-surface sapphire substrate ni a fẹ́ràn fún ìfipamọ́ heteroepitaxial ti silicon, pàápàá jùlọ fún semiconductor, microwave àti microelectronics integrated circuit applications, nínú ìṣelọ́pọ́ ti lead, àwọn èròjà superconducting mìíràn, àwọn resistors gíga resistance, gallium arsenide tún le ṣee lo fún ìdàgbàsókè substrate R-type. Lọ́wọ́lọ́wọ́, pẹ̀lú gbajúmọ̀ àwọn fóònù smart àti kọ̀ǹpútà tablet, R-face sapphire substrate ti rọ́pò àwọn ẹ̀rọ SAW compound tí a ń lò fún àwọn fóònù smart àti tablet kọ̀ǹpútà, ó sì pèsè substrate fún àwọn ẹ̀rọ tí ó lè mú iṣẹ́ sunwọ̀n síi.
Tí ìrúfin bá wà, pa ẹni tí o bá kàn sí wa rẹ́
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Oṣù Keje-16-2024