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saphir cristal application microélectronique
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Semiconducteur GaN corps de substrat épitaxial
Le silicium et l'arséniure de gallium sont des matériaux classiques de semi-conducteurs des première et deuxième générations de représentants, leur développement pour promouvoir le développement de la microélectronique, de la technologie de la photonique, afin d'apporter des changements énormes dans la vie des gens basés sur la technologie de l'information. Cependant, en raison de la performance de la matière elle-même, la première génération, matériaux semi-conducteurs de deuxième génération fonctionne seulement à 200 ℃ ci-dessous l'environnement, et anti-rayonnement, les performances de ventilation à haute tension et ne peut donc pas répondre au développement de la technologie électronique moderne à haute température, haute puissance , à haute fréquence, à haute pression et anti-rayonnement, peut les nouvelles exigences qui émet une lumière bleue. Dans ce cas, sélectionnez le nouveau matériel de dispositif électronique a lancé la troisième génération de semi-conducteurs, GaN et SiC large bandgap devenir le représentant de la troisième génération de matériau semi-conducteur Dans les semi-conducteurs de troisième génération, matériau GaN plus et l'attention de plus de gens GaN présente de nombreux avantages: .. la largeur de bande, la vitesse de saturation d'électrons élevée, une bonne conductivité thermique, champ de claquage élevée, une faible constante diélectrique, une bonne stabilité thermique, stabilité chimique. Par conséquent, les caractéristiques matérielles des semi-conducteurs de troisième génération finira par les faire dans les domaines de l'aéronautique, l'exploration, le développement de l'énergie nucléaire, satellite, communications, moteur automobile, affiche, nouvelle source de lumière, l'impression laser, la mémoire , etc. ont de larges perspectives d'application. dès les années 1970, les gens ont commencé à explorer le processus de croissance de GaN, mais en raison de limitations techniques de la croissance matérielle ne peut pas obtenir GaN cristal de haute qualité. Avec la croissance de la technologie, il est apparu dans une épitaxie par faisceau moléculaire (MBE) et le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) et d'autres méthodes nouvelles qui a grandement favorisé l'étude de GaN. saphir en tant que matériau de substrat, qui présente la même structure cristalline que GaN, ayant une stabilité chimique à haute température , une bonne performance thermique, ainsi que facile d'obtenir une grande taille relativement pas cher, etc., existe entre le GaN bien plus grand désaccord de maille. Avec l'amélioration continue de la croissance de la technologie, est maintenant capable épitaxie un GaN de haute qualité sur le saphir cristal, saphir tranche (0001) est devenu des applications pratiques les matériels de substrat le plus idéal.
SOS (silicium sur saphir)
SOI (Silicium sur Saphir) des circuits microélectroniques, ce sont les tranches en saphir (1-102), plan par le procédé hétéroépitaxie de croissance d'une couche unique de film de silicium cristallin, puis la technologie du film monocristallin de silicium dans la fabrication d'un dispositif semi-conducteur. Circuit SOS microélectroniques a un avantage en raison de grande vitesse, faible consommation d'énergie et anti-rayonnement, etc., de sorte que le développement du type de montre téléphone mobile, ordinateur de bureau ou ordinateur portable, haut débit, les communications radio à haute fréquence, les petits satellites, engins spatiaux et la navette spatiale dans Ils ont une application particulièrement importante. saphir et de silicium monocristallin ayant un coefficient de dilatation thermique proche. sur une plaquette de saphir (1-102) plane, avec la méthode d'hétéro-épitaxie peut croître une couche de film de silicium plan (100), puis fabrication d'un dispositif à semi-conducteur dans un film de silicium monocristallin. la structure cristalline du substrat intact en saphir, est d'assurer l'intégrité structurale des conditions essentielles pour obtenir un film de monocristal de silicium.
ZnO, un film auberge épitaxiale et d'autres corps de substrat
ZnO à la salle intervalle de bande de température 3.37eV, correspondant à la lumière ultraviolette, par rapport à un écart wurtzite de bande directe Ⅱ-Ⅵ cristal groupe semi-conducteur et similaire GaN semi-conducteur, ZnS, ZnO a une énergie, son de 60meV de valeur contraignante exciton plus élevée, peut réduire considérablement le seuil d'émission laser à une température basse. ainsi est prévu ZnO gain excitons pour atteindre à la température ambiante ou à des températures plus élevées, donc la valeur de lasers à courte longueur d'onde dans le seuil bas pour obtenir l'application. Etant donné que le pompage optique à la température ambiante pour obtenir un effet laser dans les films de ZnO de haute qualité ultraviolets plus tard,
Croissance, p type de dopage ZnO monocristallin recherche de film mince dans le monde causé beaucoup d'inquiétude Groupe d'étude. Sapphire Les cristaux de faible coût et de haute intégrité a été largement utilisé comme couche substrat ZnO épitaxiale.
En nitrure Ⅲ-Ⅴ in, InN est de plus en plus d'attention. Par rapport à GaN, AIN, InN ayant la plus petite masse effective, en théorie, il a la mobilité des porteurs le plus élevé, de sorte qu'il a de larges perspectives d'application en termes de haut débit dispositifs microélectroniques. alors que le nitrure de ⅲ-ⅴ, il a aussi la plus petite bande interdite directe, et sa valeur est d'environ 0.8eV, de sorte que rend ⅲ-ⅴ d'onde d'émission du nitrure de AIN peut prolonger de la région ultraviolette (6.2eV) à InN infrarouge ( 0.8eV), devenir une préparation de matériau approprié de dispositif émettant de la lumière. Cependant, la préparation de InN corps monocristallin est très difficile, donc les gens loin étude InN est encore au stade initial, dans un pays étranger, Masuoka et d'autres avec méthode MOVPE sur un substrat en saphir a été le premier film épitaxial monocristallin InN avec succès. En Chine, Xiao Hong, qui a conduit par RF épitaxie par jets moléculaires assisté par plasma de faisceau (RF MBE) procédé sur un substrat en saphir, afin d'obtenir une meilleure qualité du cristal monocristallin InN . film épitaxiale haute température films supraconducteurs tels que YBa2Cu3O7 - δ (YBCO) la surface de micro-ondes résistance Rs que le matériau métallique classique plusieurs ordres de grandeur peuvent être utilisés pour concevoir une haute performance des dispositifs à micro-ondes passifs, tels que des filtres, résonateurs, retard lignes et les cristaux similaires. Sapphire petite constante diélectrique, une faible perte diélectrique et d'excellentes propriétés à micro-ondes, résistance mécanique et une conductivité thermique élevée, est plus de 20 fois le substrat LaAlO3. matériau grande surface saphir monocristallin a la production industrielle et le prix relativement bon marché, et est donc un bon matériau de substrat comme un matériau ferroélectrique de substrat :. utilisé comme une mémoire ferroélectrique, modulateurs spatiaux de lumière, commutateurs optiques, mémoire à accès aléatoire des films minces ferroélectriques, détecteurs infrarouges, des lecteurs, des modulateurs optiques, écrans, etc., avec d'excellentes performances de frappe et utiliser la valeur.
Verre saphir comme matériau de substrat, la demande sur le marché international devient de plus, alors que la qualité et la taille des exigences des cristaux sont également en hausse.
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