Сапфировая вафель Al2O3 8-дюймовая C плоскость A плоскость M плоскость KY двойной слайд полированный SSP

В 1992 году японский инженер Шудзи Накамура произвел революцию в этой области, успешно используя сапфировые субстраты для подготовки эпитаксиальных слоев GaN, тем самым достигнув производства синих светодиодов.Этот прорыв привел к быстрому развитию синих и зеленых светодиодовСапфир, известный своей чрезвычайно высокой твердостью и стабильными физическими и химическими свойствами при высоких температурах, наряду с его превосходными оптическими характеристиками,постепенно стал основным выбором для производства синих и зеленых светодиодов.

Сапфировые пластинки проявляют анизотропию, причем наиболее часто используемой кристаллической плоскостью для сапфира является плоскость C <0001. Другие основные кристаллические плоскости включают плоскость A <11-20>, плоскость M <1-100>,и R-плоскость <1-102>.
Однокристаллические тонкие пленки дисульфида молибдена (MoS2) могут выращиваться на неправильно выровненных сапфировых субстратах.Неравномерные сапфировые подложки относятся к подложкам, где кристаллическая ориентация конечного лица слегка наклонена от оси С <0001> к оси А <11-20> или оси М <1-100> под определенным углом, обычно в диапазоне от 0,5 до 6 градусов.
Из-за высокой твердости и стабильных физических и химических свойств сапфира, его можно использовать в качестве оптических окон, носителей и панелей.Он также используется при производстве различных функциональных продуктов, таких как тигли., подшипники, уплотнители и другие компоненты.

Характер

1Отличные оптические свойства сапфира делают его идеальным материалом для оптических компонентов.особенно в ультрафиолетовом и ближнем инфракрасном диапазонах (150-5500 нм), с индексом преломления около 1.76Эти характеристики привели к широкому использованию сапфира в высокоточных оптических приборах.

2С точки зрения электронных свойств, сапфировый пластинка является широким полосовым материалом (примерно 9,9 eV), что делает его исключительно хорошим в высоковольтных и высокочастотных электронных устройствах.Благодаря высокой изоляции и низкой диэлектрической потере, сапфир обычно используется в качестве субстрата для полупроводниковых устройств, особенно в таких приложениях, как транзисторы с высокой мобильностью электронов (HEMT) и устройства на основе нитрида галлия (GaN).

3Сапфир имеет твердость Моха 9, уступающую только алмазу, что дает ему выдающиеся преимущества в отношении износостойкости и скребкостойкости.способен выдерживать высокое давление и удар.

4Сапфировая пластина также обладает чрезвычайно высокой теплопроводностью около 25 В/мк, что позволяет ей поддерживать стабильные физические и химические свойства в условиях высокой температуры.С высокой температурой плавления 2054°C и низким коэффициентом теплового расширения (8.4 x 10^-6/K), сапфирная пластина может сохранять размерную стабильность при применении при высоких температурах.

Применение:

Сапфировые пластинки - это тип материала, известный своей высокой прозрачностью, твердостью и химической устойчивостью, что приводит к различным отличным свойствам.Они широко используются в производстве электронных изделийНиже приведены некоторые из основных областей применения:

1. Оптические устройства:
Используется в качестве линз, окон, поляризаторов и т.д. в оптическом оборудовании.
В высокопроизводительных лазерных режущих, сварных и маркировочных машинах сапфировые линзы могут защищать и стабилизировать лазерные выходы, повышая точность и стабильность оборудования.
2.Точные приборы:
Используется в качестве позиционирующих элементов, подшипников, бусин и т.д. в высокоточных приборах.
В часовом изготовлении сапфировые пластинки используются в колеблющемся ядре, крышке часов, чехле и т. Д., Улучшая устойчивость к царапинам, защиту от УФ и эстетику.
3.Электронные изделия:
Используется в защитных стеклах камер мобильных телефонов, защитных панелях, датчиках отпечатков пальцев и т.д.
Повышает твердость продукта, прозрачность и износостойкость, находя широкое применение на рынке высококлассной электроники.

Введение в метод длинного кристалла сапфира

С тех пор, как в 1902 году был получен первый синтетический драгоценный камень с помощью метода пламенного синтеза, продолжали развиваться различные методы искусственного выращивания кристаллов сапфира.что привело к более чем дюжине методов выращивания кристаллов, таких как метод пламенного синтезаКаждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки, с различными применениями в различных областях.К основным промышленным процессам, используемым в настоящее время, относится гидротермальный метод, метод Czochralski, метод роста с кормлением пленкой (EFG) и метод заморозки вертикального горизонтального градиента (VHGF).В следующем разделе будут представлены типичные методы выращивания кристаллов для сапфира.

1. Способ пламенного синтеза (процесс Вернейла)

Процесс Вернуэля, также известный как метод пламенного синтеза, назван в честь известного французского химика Огюста Виктора Луи Вернуэля,кто изобрел первый коммерчески жизнеспособный метод синтеза драгоценных камнейВ 1902 году он открыл метод "пламенного синтеза", который до сих пор используется в качестве экономически эффективного метода производства синтетических драгоценных камней.Процесс Verneuil поставляет большинство драгоценных материалов пламенного синтезаПомимо того, что обычно используется для синтеза рубинов и синих сапфиров, метод пламенного синтеза также используется для создания спинеля, синтетического корунда, синтетических звездных рубинов,синтетические синие сапфиры, и синтетический титанат стронция, среди многих других драгоценных камней, доступных на рынке.

2Метод Киропулоса

Метод Киропулоса, также известный как метод Ки, был впервые предложен Киропулосом в 1926 году для роста кристаллов.Этот метод в основном использовался для подготовки и исследования больших галидных кристаллов.В 1960-х и 1970-х годах, с улучшениями Мусатова из бывшего Советского Союза, этот метод был применен для приготовления однокристаллических сапфиров,что делает его одним из эффективных методов для производства больших кристаллов сапфира, где метод Czochralski недостаточноКристаллы, выращенные методом Киропулоса, обладают высоким качеством, низкой стоимостью и подходят для крупномасштабного промышленного производства.

В настоящее время около 70% сапфировых субстратов, используемых для светодиодов во всем мире, выращиваются с использованием метода Киропулоса или его различных модифицированных версий.Значение сапфировых субстратов в производстве светодиодов хорошо задокументировано в многочисленных исследовательских работахВ Китае большинство предприятий по выращиванию сапфировых кристаллов используют метод Киропулоса.

Кристаллы, выращенные с помощью этого метода, обычно имеют грушевидный вид и могут достигать диаметров до 10-30 мм меньше диаметра тигила, в котором они выращиваются.Метод Киропулоса является эффективным и зрелым методом выращивания сапфировых одиночных кристаллов большого диаметра и успешно производит сапфировые кристаллы больших размеров.В последнее время, 22 декабряCrystal Sheng Crystal Laboratory и ее дочерняя компания Crystal Ring Electronics совместно разработали новейшее инновационное достижение - сверхбольшой сапфирный кристалл весом 700 кг..

3Метод выращивания кристаллов - Метод Чочральского

Метод Цохральского, также известный как процесс Цохральского или просто метод CZ, - это метод, при котором кристалл извлекается из расплавленного раствора в тигеле.Открыт польским химиком Яном Чохральски в 1916 году, он был разработан в 1950 году в лабораториях Белла в США для выращивания однокристаллического германия.Он был принят другими учеными для выращивания полупроводниковых одиночных кристаллов, таких как кремнийЭтот метод способен выращивать важные кристаллы драгоценных камней, такие как бесцветные сапфиры, рубины, итриевый алюминиевый гранат, гадолиниевый галлиевый гранат.,спинель, и спинель.

Метод Цохральского является одним из наиболее важных методов выращивания одиночных кристаллов из расплава.Наиболее часто используемый метод Цохральского для крупномасштабных приложений - индукционный нагретый тихий метод ЦохральскогоВыбор материала для расплавления варьируется в зависимости от выращиваемого кристалла и может включать такие материалы, как иридий, молибден, платина, графит и оксиды с высокой температурой плавления.В практическом примененииИридийные тигли имеют наименьшее загрязнение для сапфиров, но очень дорогие, что приводит к более высоким затратам.Вольфрамовые и молибденовые тигли дешевле, но могут вызывать больше загрязнений.

Процесс роста кристаллов методом Цокральски-CZ включает нагревание сырья до точки плавления для образования плавильного материала, а затем использование одного кристаллического семени для контакта с поверхностью плавильного материала.Разница температуры на твердо-жидком интерфейсе между семенем и расплавом вызывает недостаточное охлаждениеВ результате расплавление начинает затвердевать на поверхности семян, вырастая в один кристалл с той же структурой, что и семена.Семена медленно поднимаются вверх, вращаясь., что позволяет расплаву постепенно затвердевать на жидко-твердом интерфейсе семена, образуя единый кристаллический слиток с осевой симметрией.

4. Метод EFG - Рыбный рост, определяемый границей

Метод Edge-Defined Film-Fed Growth (EFG), впервые независимо изобретенный Гарольдом Лабеллом из Великобритании и Степановым из Советского Союза в 1960-х годах,является технологией формирования, которая включает выращивание кристаллических пустырей прямо из расплавленного материалаЭтот метод представляет собой вариацию метода Цохральского и предлагает несколько преимуществ по сравнению с традиционными методами роста кристаллов.

EFG устраняет необходимость в широкой механической обработке искусственных кристаллов в промышленном производстве, что приводит к экономии материалов и снижению затрат на производство.Это позволяет прямому росту кристаллов в желаемых формах, исключая необходимость в обширных процессах формования.

Одним из ключевых преимуществ метода EFG является эффективность использования материалов.

5Метод HEM - метод теплообменника

В 1969 году Ф. Шмид и Д. Виеницки изобрели новый метод роста кристаллов, известный как метод Шмида-Виеницки, позже переименованный в метод теплообменника (HEM) в 1972 году.Метод HEM выделяется как один из самых зрелых методов выращивания крупногабаритных, высококачественные сапфиры, с направлениями роста кристаллов вдоль оси, оси m или оси r, обычно используя направление оси.

Принцип: метод HEM использует теплообменник для удаления тепла, создавая вертикальный температурный градиент в зоне роста кристаллов, где нижняя область холоднее верхней области.Этот градиент контролируется путем регулирования потока газа (обычно гелия) в теплообменнике и изменения нагревательной мощности, чтобы облегчить постепенное затвердевание расплава снизу вверх, образуя кристалл.

Примечательная особенность процесса HEM, в отличие от других методов роста кристаллов, заключается в том, что твердо-жидкий интерфейс погружается под поверхность расплава.Это погружение помогает подавить тепловые и механические нарушения., что приводит к равномерному температурному градиенту на интерфейсе, способствуя росту кристаллов.что приводит к более качественным кристалламКроме того, поскольку отжигание in situ является частью цикла затвердевания HEM, плотность дефекта часто ниже по сравнению с другими методами.

Однако снижение уровня дефектов остается проблемой. В результате EFG чаще используется для выращивания нестандартных материалов.С развитием технологий в последние годы, EFG также в определенной степени нашла применение в материалах, используемых для металлоорганического химического отложения паров (MOCVD) эпитаксиальных субстратов.

Частые вопросы

Вопрос:Каковы преимущества использования сапфировых пластин в электронных приложениях?
А:Сапфировые пластинки обладают такими преимуществами, как высокая теплопроводность, электрическая изоляция, химическая инертность и устойчивость к высоким температурам.изделие, предназначенное для использования в высокомощных электронных устройствах, светодиоды и компоненты RF.

Вопрос:Могут ли сапфировые пластинки использоваться при высоких температурах, и какие конкретные свойства делают их подходящими для таких условий?

А:Сапфировые пластинки идеально подходят для применения при высоких температурах из-за их высокой температуры плавления (около 2054 ° C), отличной теплопроводности и тепловой стабильности.Эти свойства позволяют сапфировым пластинкам сохранять свою структурную целостность и производительность в условиях экстремальной жары.

Рекомендация продукта

2-дюймовый монокристаллический сапфировый пластинка

2.Dia76.2mm 0.5mm DSP SSP (0001) C Плоскость 3 дюйма Сапфировые пластинки субстрат