결정 방향이 다른 사파이어 웨이퍼 적용의 차이

사파이어는 산화알루미늄의 단결정입니다. 그것은 삼각 결정 시스템과 육각형 구조를 가지고 있습니다. 그 결정 구조는 공유 결합으로 결합된 3개의 산소 원자와 2개의 알루미늄 원자로 구성됩니다. 매우 촘촘하게 배열되어 강한 결속사슬을 가지며 격자에너지가 높고 결정 내부에 불순물이나 결함이 거의 없어 전기절연성, 투명성, 열전도율, 강성이 우수하여 광학창으로 널리 사용된다. 및 고성능 기판 재료. 그러나 사파이어의 분자 구조는 복잡하고 이방성입니다. 다양한 결정 방향의 처리 및 사용은 해당 물리적 특성에 매우 다른 영향을 미치므로 용도도 다릅니다. 일반적으로 사파이어 기판은 C, R, A 및 M 평면 방향으로 사용할 수 있습니다.

C측 사파이어 적용

3세대 와이드 밴드갭 반도체인 질화갈륨(GaN) 소재는 넓은 직접 밴드갭, 강한 원자 결합, 높은 열전도도, 우수한 화학적 안정성(어떤 산에도 거의 부식되지 않음), 강한 내방사선성 등의 특성을 갖고 있습니다. , 광전자 공학, 고온 고전력 장치 및 고주파 마이크로파 장치의 응용 분야에서 광범위한 전망을 가지고 있습니다. 그러나 GaN의 높은 융점으로 인해 현재 대형 단결정 소재를 얻기가 어렵습니다. 따라서 일반적인 방법은 기판 재료에 대한 요구 사항이 더 높은 다른 기판에서 헤테로에피택셜 성장을 수행하는 것입니다.

A면 사파이어 적용

우수한 종합 특성, 특히 뛰어난 투과율로 인해 사파이어 단결정은 적외선 투과 효과를 향상시켜 이상적인 중적외선 창 재료가 되며 군용 광전자 장비에 널리 사용됩니다. 그 중 A측 사파이어는 극성면(C측)의 법선방향의 표면으로 무극성 표면이다. 일반적으로 a 방향으로 성장한 사파이어 결정의 품질은 c 방향으로 성장한 결정의 품질보다 좋습니다. 전위가 적고 모자이크 구조가 적으며 결정 구조가 더 완전하여 광 투과 성능이 더 좋습니다. 동시에, A 표면으로 인해 Al-O-Al-O의 원자 결합 방식으로 인해 a 방향 사파이어의 경도와 내마모성은 c 방향보다 훨씬 높습니다. 따라서 A 방향 웨이퍼는 주로 창 재료로 사용됩니다. 또한, A방향 사파이어는 유전율이 균일하고 절연성이 높아 하이브리드 마이크로 전자공학 기술에 활용이 가능하며, 초전도체 성장에도 활용될 수 있다.

R면/M면 사파이어 적용

R 평면은 사파이어의 비극성 평면입니다. 따라서 사파이어 장치의 R 평면 위치가 변경되면 기계적, 열적, 전기적 및 광학적 특성이 달라집니다. 일반적으로 R 평면 사파이어 기판은 주로 반도체, 마이크로파 및 마이크로 전자 집적 회로 응용 분야의 제조를 위한 실리콘의 헤테로에피택셜 증착에 선호됩니다. R형 기판 성장도 사용할 수 있습니다. 현재 스마트폰 및 태블릿 컴퓨터 시스템의 인기로 인해 R 표면 사파이어 기판은 스마트폰 및 태블릿 컴퓨터에 사용되는 기존 복합 SAW 장치를 대체하여 성능을 향상시킬 수 있는 장치 기판을 제공하고 있습니다.

또한, R-평면이나 M-평면을 사용하여 비극성/반극성 에피층을 성장시키는 경우 C-평면 사파이어 기판에 비해 편광장으로 인한 문제를 부분적으로 또는 심지어 완전히 개선할 수 있다. 발광 장치. 따라서 LED로 사용되는 기판 재료는 발광 효율을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 가공이나 절단 시 m면을 절단면으로 선택하면 균열이 발생하기 쉽고 고품질의 표면을 준비하기가 어렵습니다.