Kristaly alumina tokana ny safira, anisan'ny rafitra kristaly telo sosona, misy rafitra hexagonal, ny rafitra kristaly dia ahitana atôma oksizenina telo sy atôma aliminioma roa amin'ny karazana fatorana covalent, milahatra akaiky dia akaiky, miaraka amin'ny rojo fatorana matanjaka sy angovo makarakara, raha toa kosa ny ao anatiny kristaly dia saika tsy misy loto na lesoka, noho izany dia manana insulation elektrika tsara dia tsara, mangarahara, conductivity mafana tsara ary toetra henjana avo lenta. Ampiasaina betsaka ho toy ny varavarankely optika sy fitaovana substrate avo lenta. Na izany aza, sarotra ny rafitra molekiolan'ny safira ary misy anisotropy, ary ny fiantraikany amin'ny toetra ara-batana mifandraika amin'izany dia tena samy hafa ihany koa amin'ny fanodinana sy fampiasana ny lalana kristaly samihafa, noho izany dia samy hafa koa ny fampiasana azy. Amin'ny ankapobeny, ny substrate safira dia misy amin'ny lalana C, R, A ary M.
Ny fampiharana nyWafer safira C-plane
Ny gallium nitride (GaN) amin'ny maha-semiconductor taranaka fahatelo misy elanelana mivelatra amin'ny bande gap azy, dia manana elanelana mivelatra mivantana, fifamatorana atomika matanjaka, conductivity mafana avo lenta, fahamarinan-toerana simika tsara (saika tsy harafesina amin'ny asidra rehetra) ary fahaizana manohitra ny taratra mahery vaika, ary manana fahafahana midadasika amin'ny fampiharana optoelektronika, fitaovana hafanana sy herinaratra avo lenta ary fitaovana microwave avo lenta. Na izany aza, noho ny teboka fandrendrehan'ny GaN avo lenta, dia sarotra ny mahazo fitaovana kristaly tokana lehibe, ka ny fomba mahazatra dia ny fanaovana fitomboana heteroepitaxy amin'ny substrates hafa, izay mitaky fitaovana substrate ambony kokoa.
Raha ampitahaina amin'nysubstrate safiramiaraka amin'ny endrika kristaly hafa, ny tahan'ny tsy fitoviana amin'ny lattice constant eo amin'ny wafer safira C-plane (<0001> orientation) sy ireo sarimihetsika napetraka ao anaty vondrona Ⅲ-Ⅴ sy Ⅱ-Ⅵ (toy ny GaN) dia somary kely, ary ny tahan'ny tsy fitoviana amin'ny lattice constant eo amin'ny roa sy nySarimihetsika AlNizay azo ampiasaina ho sosona buffer dia kely kokoa aza, ary mahafeno ny fepetra takian'ny fanoherana ny mari-pana avo lenta amin'ny fizotran'ny kristaly GaN. Noho izany, fitaovana substrate mahazatra ho an'ny fitomboan'ny GaN izy io, izay azo ampiasaina hanaovana LED fotsy/manga/maitso, diode laser, mpitsikilo infrarouge sy ny sisa.
Tsara homarihina fa ny sarimihetsika GaN ambolena eo amin'ny substrate safira C-plane dia mitombo manaraka ny axe polar, izany hoe ny lalana mankany amin'ny axe C, izay tsy vitan'ny hoe dingana fitomboana matotra sy dingana epitaxy, vidiny mirary, toetra ara-batana sy simika marin-toerana, fa koa fahombiazana amin'ny fanodinana tsara kokoa. Ny atôma amin'ny wafer safira C-oriented dia mifamatotra amin'ny fandaminana O-al-al-o-al-O, raha ny kristaly safira M-oriented sy A-oriented kosa dia mifamatotra amin'ny al-O-al-O. Satria ny Al-Al dia manana angovo famatorana ambany kokoa ary famatorana malemy kokoa noho ny Al-O, raha oharina amin'ny kristaly safira M-oriented sy A-oriented, ny fanodinana ny safira C-oriented dia natao indrindra hanokafana ny lakilen'ny Al-Al, izay mora kokoa ny fanodinana, ary afaka mahazo kalitao ambony kokoa, ary avy eo mahazo kalitao epitaxial gallium nitride tsara kokoa, izay afaka manatsara ny kalitaon'ny LED fotsy/manga mamirapiratra avo lenta. Etsy ankilany, ireo sarimihetsika mitombo manaraka ny axe C dia manana fiantraikany polarisation ho azy sy piezoelectric, ka miteraka saha elektrika anatiny matanjaka ao anatin'ireo sarimihetsika (active layer quantum Wells), izay mampihena be ny fahombiazan'ny famirapiratan'ny sarimihetsika GaN.
Wafer safira A-planefampiharana
Noho ny fahombiazany feno tsara dia tsara, indrindra ny fifindrana tsara, ny kristaly tokana safira dia afaka manatsara ny fiantraikan'ny fidirana infrared, ary lasa fitaovana varavarankely infrared mid-infrared tsara indrindra, izay nampiasaina betsaka tamin'ny fitaovana photoelectric miaramila. Raha ny safira A dia fiaramanidina polar (C plane) amin'ny lalana mahazatra amin'ny tarehy, dia tsy polar ny velarana. Amin'ny ankapobeny, ny kalitaon'ny kristaly safira mifantoka amin'ny A dia tsara kokoa noho ny kristaly mifantoka amin'ny C, miaraka amin'ny fifindrana kely kokoa, ny rafitra Mosaic kely kokoa ary ny rafitra kristaly feno kokoa, noho izany dia manana fahombiazana amin'ny fandefasana hazavana tsara kokoa. Mandritra izany fotoana izany, noho ny fomba fifamatorana atomika Al-O-Al-O amin'ny fiaramanidina a, ny hamafin'ny safira mifantoka amin'ny A sy ny fanoherana ny fikikisana dia avo kokoa noho ny safira mifantoka amin'ny C. Noho izany, ny puce A-directional dia ampiasaina betsaka amin'ny fitaovana varavarankely; Ankoatra izany, ny safira A dia manana dielectric constant mitovy sy toetra insulation avo lenta, ka azo ampiharina amin'ny teknolojia microelectronics hybrid, fa koa ho an'ny fitomboan'ny conducteurs superb, toy ny fampiasana TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212, ny fitomboan'ny sarimihetsika superconducting epitaxial heterogeneous amin'ny substrate composite safira cerium oxide (CeO2). Na izany aza, noho ny angovo fifamatoran'ny Al-O lehibe, dia sarotra kokoa ny manodina azy.
Fampiharana nyWafer safira R /M
Ny R-plane dia ny velaran-tany tsy polar an'ny safira, ka ny fiovan'ny toerana misy ny R-plane ao amin'ny fitaovana safira dia manome azy toetra mekanika, mafana, elektrika ary optika samihafa. Amin'ny ankapobeny, ny substrate safira R-surface dia aleo kokoa amin'ny fametrahana heteroepitaxial ny silikônina, indrindra ho an'ny fampiharana semiconductor, microwave ary microelectronics integrated circuit, amin'ny famokarana firaka, singa superconducting hafa, resistors avo lenta, gallium arsenide dia azo ampiasaina ihany koa amin'ny fitomboan'ny substrate karazana R. Amin'izao fotoana izao, miaraka amin'ny lazan'ny finday avo lenta sy rafitra solosaina takelaka, ny substrate safira R-face dia nisolo ireo fitaovana SAW misy efa misy ampiasaina amin'ny finday avo lenta sy solosaina takelaka, manome substrate ho an'ny fitaovana izay afaka manatsara ny fampisehoana.
Raha misy fandikan-dalàna, fafao ny fifandraisana
Fotoana fandefasana: 16 Jolay 2024