Elektroden-Saphirsubstrat und Wafer-C-Plane-LED-Substrate
Spezifikation
| ALLGEMEIN | ||
| Chemische Formel | Al2O3 | |
| Kristallstruktur | Hexagonales System (hk o 1) | |
| Einheitszellendimension | a=4,758 Å, Å c=12,991 Å, c:a=2,730 | |
| PHYSIKALISCH | ||
| Metrisch | Englisch (Imperial) | |
| Dichte | 3,98 g/cm³ | 0,144 lb/in3 |
| Härte | 1525 - 2000 Knoop, 9 mhos | 3700° F |
| Schmelzpunkt | 2310 K (2040 °C) | |
| STRUKTURELL | ||
| Zugfestigkeit | 275 MPa bis 400 MPa | 40.000 bis 58.000 psi |
| Zugfestigkeit bei 20° C | 58.000 psi (Auslegungsmindestwert) | |
| Zugfestigkeit bei 500° C | 40.000 psi (Mindestdruck) | |
| Zugfestigkeit bei 1000° C | 355 MPa | 52.000 psi (Auslegungsmindestwert) |
| Biegefestigkeit | 480 MPa bis 895 MPa | 70.000 bis 130.000 psi |
| Druckfestigkeit | 2,0 GPa (ultimativ) | 300.000 psi (ultimativ) |
Saphir als Halbleiter-Schaltungssubstrat
Dünne Saphir-Wafer waren die erste erfolgreiche Anwendung eines isolierenden Substrats, auf dem Silizium abgeschieden wurde, um integrierte Schaltkreise, sogenannte Silizium-auf-Saphir-Schaltungen (SOS), herzustellen. Saphir verfügt neben seinen hervorragenden elektrischen Isoliereigenschaften auch über eine hohe Wärmeleitfähigkeit. CMOS-Chips auf Saphir eignen sich besonders für Hochleistungs-Hochfrequenzanwendungen (RF) wie Mobiltelefone, Funkgeräte für öffentliche Sicherheit und Satellitenkommunikationssysteme.
Einkristalline Saphir-Wafer werden in der Halbleiterindustrie auch als Substrate für die Herstellung von Bauelementen auf Galliumnitridbasis (GaN) verwendet. Die Verwendung von Saphir reduziert die Kosten erheblich, da es nur etwa ein Siebtel der Kosten von Germanium beträgt. GaN auf Saphir wird häufig in blauen Leuchtdioden (LEDs) verwendet.
Verwendung als Fenstermaterial
Synthetischer Saphir (manchmal auch als Saphirglas bezeichnet) wird häufig als Fenstermaterial verwendet, da er im Wellenlängenbereich zwischen 150 nm (Ultraviolett) und 5500 nm (Infrarot) des Lichts (das sichtbare Spektrum reicht von etwa 380 nm bis 750 nm) hochtransparent ist und eine sehr hohe Kratzfestigkeit aufweist. Wichtige Vorteile von Saphirfenstern
Enthalten
Extrem große optische Übertragungsbandbreite, vom UV- bis zum nahen Infrarotlicht
Stärker als andere optische Materialien oder Glasfenster
Hohe Kratz- und Abriebfestigkeit (Mineralhärte von 9 auf der Mohs-Skala, unter den natürlichen Substanzen nur von Diamant und Moissanit übertroffen)
Sehr hoher Schmelzpunkt (2030 °C)
Detailliertes Diagramm
