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GaN-Halbleiter Epitaxiesubstrats Körper
Silizium und Galliumarsenid sind herkömmliche Halbleitermaterialien der ersten und zweiten Generation von Vertretern, deren Entwicklung die Entwicklung der Mikroelektronik, Photonik-Technologie, um zu bewirken große Veränderungen in das Leben der Menschen auf der Informationstechnologie auf Basis zu fördern. Aufgrund der Leistungsfähigkeit des Materials selbst, die erste Generation der zweiten Generation von Halbleitermaterialien nur bei 200 ℃ unter der Umgebung arbeiten, und Anti-Strahlung, Hochspannungsdurchschlag Leistung und kann daher nicht moderne elektronische Technologie-Entwicklung für hohe erfüllen -Temperatur, High-Power, Hochfrequenz, Hochdruck und Anti-Strahlung lassen sich die neuen Anforderungen, die blaues Licht emittiert. In diesem Fall wählen Sie das neue elektronische Gerät Material in der dritten Generation von Halbleitern, GaN und SiC mit großem Bandabstand der Vertreter der dritten Generation von Halbleitermaterial wird ins Leben gerufen. In der dritten Generation Halbleiter, GaN Material mehr und Aufmerksamkeit mehr Menschen. GaN hat viele Vorteile: die Bandlücke, eine hohe Elektronensättigungsgeschwindigkeit, gute Wärmeleitfähigkeit, hohe Durchbruchfeld, eine niedrige Dielektrizitätskonstante, eine gute thermische Stabilität, chemische Stabilität. Daher führen die Materialeigenschaften der dritten Generation von Halbleitern wird sie schließlich in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Exploration, Entwicklung der Kernenergie, Satellit, Kommunikation, Automotor, Displays, neue Lichtquelle, Laserdruck, Speicher, etc. werden haben breite Anwendung Aussichten. Bereits in den 1970er Jahren begannen die Menschen, die GaN-Wachstumsprozess zu erkunden, aber aufgrund technischer Einschränkungen des materiellen Wachstums kann nicht qualitativ hochwertigen GaN-Kristall erhalten. Mit dem Wachstum der Technik hat es sich in einem Molekularstrahl-Epitaxie (MBE) und chemische Dampfabscheidung (CVD) und andere neue Methoden erschienen, die stark die Untersuchung von GaN gefördert. Saphirglas als Substratmaterial, welches die gleiche Kristallstruktur wie GaN hat, um eine chemisch stabil bei hohen Temperaturen, gute thermische Eigenschaften aufweist, sowie einfach eine große Größe relativ billig zu erhalten, usw., besteht zwischen dem GaN obwohl größere Gitter stimmt nicht überein. Mit der kontinuierlichen Verbesserung des Wachstums der Technik ist, nun in der Lage Epitaxie eine hochwertige GaN auf Saphirglas, Saphir-Wafer (0001) hat die idealen Substratmaterial praktische Anwendungen.

SOC (Silizium-auf-Saphir)
SOI (Silicon-on-Sapphire) mikroelektronischen Schaltungen, ist die Saphir-Wafer (1-102) Ebene, die durch heteroepitaxialer Züchtungsverfahren von Silizium-Einkristall-Filmschicht, und dann der Silizium-Einkristall-Filmtechnologie bei der Herstellung einer Halbleitervorrichtung. SOS mikroelektronische Schaltung hat einen Vorteil aufgrund der hohen Geschwindigkeit, geringer Stromverbrauch und Anti-Strahlung usw., so dass die Entwicklung der Uhrentyp Mobiltelefon, PC oder Laptop-Computer, High-Speed, Hochfrequenz-Funkkommunikation, kleine Satelliten, Satelliten und space-Shuttle in Sie haben eine besonders wichtige Anwendung. Saphir und Silizium-Einkristall mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten nahe zu müssen. Auf einem Saphir-Wafer (1-102) -Ebene, wobei der Hetero-Epitaxie-Verfahren kann eine Silizium-Filmschicht (100) -Ebene, zu wachsen und dann eine Halbleitervorrichtung in einem Silizium-Einkristall-Film hergestellt wird. Die Kristallstruktur des Saphirsubstrat intakt, ist die strukturelle Integrität der wichtigsten Bedingungen, um sicherzustellen, einen Silizium-Einkristall-Film zu erhalten.

ZnO, InN Epitaxialfilm und andere Substratkörper
ZnO bei Bandgap 3.37eV Raumtemperatur mit ultraviolettem Licht entspricht, im Vergleich zu einer direkten Bandlücke Wurtzit Ⅱ-Ⅵ Gruppen-Halbleiterkristall und ähnliche Halbleiter GaN, ZnS, ZnO eine höhere Exzitonenbindungsenergie, dessen Wert 60meV kann erheblich reduzieren die Laserschwelle bei einer niedrigen Temperatur. So ZnO Exziton Gewinn wird erwartet, dass bei Raumtemperatur oder höheren Temperaturen zu erreichen, wodurch der Wert der kurzwelligen Laser in der unteren Schwelle, die Anwendung zu bekommen. Da das optische Pumpen bei Raumtemperatur zu erreichen in den ultravioletten hochwertigen ZnO-Filme Laser später.
Wachstum, p-Dotierung ZnO-Einkristall-Dünnfilmforschung in der Welt verursacht eine Menge Besorgnis Study Group. Sapphire Kristalle durch niedrige Kosten und hohe Integrität wurde als Substrat ZnO Epitaxialschicht weit verbreitet.

In Ⅲ-Ⅴ Nitrid-in, wird InN mehr und mehr Aufmerksamkeit. Im Vergleich zu GaN, AlN, InN die kleinste effektive Masse, in der Theorie, hat es die höchste Ladungsträgermobilität, so dass es breite Anwendung Aussichten in Bezug auf High-Speed-Mikroelektronik-Geräte. Während Ⅲ-Ⅴ Nitrid, es hat auch die kleinste direkte Bandlücke, und ihr Wert beträgt etwa 0,8 eV, so daß macht Ⅲ-Ⅴ Nitrid AlN Emissionswellenlänge aus dem ultravioletten Bereich erstrecken kann (6.2eV) an InN Infrarotbereich (0,8 eV) werden, eine Licht emittierende Vorrichtung geeignet Materialvorbereitung. Jedoch ist die Herstellung von InN Einkristallkörper sehr schwierig ist, so weit Menschen InN Studie ist noch in der Anfangsphase, in einem fremden Land, Masuoka und andere mit MOVPE-Verfahren auf einem Saphirsubstrat wurde die erste erfolgreiche einkristallinem InN Epitaxialfilm . In China, Xiao Hong, die durch HF-Plasma-unterstützte Molekularstrahlepitaxie (RF-MBE) -Verfahren auf einem Saphirsubstrat führte eine bessere Kristallqualität Einkristall-InN Epitaxie-Film zu erhalten. Hochtemperatur-supraleitenden Filme wie YBa2Cu3O7 - δ (YBCO) die Mikrowellen-Oberflächenwiderstand Rs als die herkömmlichen Metallmaterial mehrere Größenordnungen verwendet werden können, ein Hochleistungs passive Mikrowellenvorrichtungen zu entwerfen, wie Filter, Resonatoren, Verzögerungsleitungen, und die mögen. Saphirkristalle kleiner Dielektrizitätskonstante, niedrigen dielektrischen Verlust und hervorragende Mikrowelleneigenschaften, mechanische Festigkeit und hohe thermische Leitfähigkeit, ist mehr als 20 mal LaAlO3 Substrat. Großflächige Saphir-Einkristall-Material hat die industrielle Produktion und relativ günstigen Preis, und daher ist ein gutes Substratmaterial. Als ferroelektrische Trägermaterial: als einen ferroelektrischen Speicher verwendet wird, räumliche Lichtmodulatoren, optische Schalter, einen Direktzugriffsspeicher ferroelektrische Dünnschichten, Infrarotdetektoren, Laufwerke, optische Modulatoren, Displays, usw., mit ausgezeichneter Schlagleistung und Gebrauchswert.

Saphirglas als Substratmaterial , die Nachfrage auf dem internationalen Markt wird immer größer, während die Qualität und Größe der Kristalle Anforderungen auch steigen.

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