Sapphire vahvli/ sappiiri substraat

Sapphire kuulub mineraalide Corundumi rühma. See on tavaline koordinatsioonioksiidi kristall. See kuulub trigonaalsete kristallide süsteemi. Kristallruumirühm on R3C. Peamine keemiline koostis on AI2O3. Materjali režiimi kõvadus on kuni 9, teine ainult teemandile. Sapphire'il on hea keemiline stabiilsus, madal ettevalmistamiskulud ja küpsed tehnoloogiad, nii et sellest on saanud GAN-põhiste optoelektrooniliste seadmete peamine substraadimaterjal. Lisaks on sellel head dielektrilised ja mehaanilised omadused ning seda kasutatakse laialdaselt lameekraanides, ülitõhusate tahkisseadmete, fotoelektrilise valgustuse ja muude väljade korral. Ränisubstraate kasutatakse laialdaselt ka substraadi materjalidena. Ränipind on paigutatud kuusnurkse kujuga ja vertikaalse temperatuuri gradient on suur, mis soodustab üksikute kristallide stabiilset kasvu ja mida kasutatakse laialdaselt. GAN-põhiste LED-ide valmistamisel räni substraadile suurimad tehnilised raskused on aga võrede mittevastavus ja termiline mittevastavus. Räni ja galliumnitriidi vaheline võre vastavus on mitu korda suurem kui räni nitriidi, mis võib põhjustada pragunemisprobleeme.

Pooljuhtide väli kasutab SIC -i tavaliselt uppuva materjana. Räni nitriidi soojusjuhtivus on kõrgem kui safiiril. Kuumust on lihtsam hajutada kui safiiri ja sellel on parem antistaatiline võime. Räni nitriidi kulud on aga palju kõrgemad kui safiiri ja kaubandusliku tootmise kulud. Ehkki räni nitriidi substraate saab ka tööstuslikuks, on need kallid ja neil pole universaalset rakendust. Muud uppumismaterjalid, näiteks GAN, ZNO jne, on alles teadus- ja arendusetapis ning industrialiseerimisest on veel pikk tee minna.

Substraadi valimisel on vaja kaaluda substraadi materjali ja epitaksiaalse materjali sobitamist. Substraadi defekti tihedus on vajalik, keemilised omadused on stabiilsed, temperatuur on väike, seda pole lihtne söövitada ning see ei saa keemiliselt reageerida epitaksiaalse kilega ning arvestada tegeliku olukorraga. Tootmiskulud tootmises. Safiiri substraadil on hea keemiline stabiilsus, kõrge temperatuuriga vastupidavus, kõrge mehaaniline tugevus, hea soojuse hajumine väikestes voolu tingimustes, nähtav valguse neeldumine, mõõdukas hind, küpse tootmistehnoloogia ja seda saab turustada.

Sapphiiri substraadi rakendamine SOS -i väljal

SOS (räni safiiril) on SOI (isolaatori räni) tehnoloogia, mida kasutatakse integreeritud vooluahela CMOS -seadmete valmistamisel. See on heteroepitaksiaalselt epitaksiaalse ränikihi kiht safiiri substraadil. Räni kile paksus on üldiselt madalam kui 0,6 μm. Üldise LED-i sappiiri substraadi kristall orientatsioon on C-tasand (0,0,0,1), samas 2). Kuna safiiri võre ja räni võre vahelise võre vastavus ulatub 12,5%-ni, moodustades räni kihi, millel on vähem defekte ja hea jõudlus, tuleb kasutada R-tasapinna (1, -1,0,2) kristallide orientatsiooni. Sapphire.