Elektroden-Saphirsubstrat und Wafer-C-Plane-LED-Substrate
Spezifikation
ALLGEMEIN | ||
Chemische Formel | Al2O3 | |
Kristallstruktur | Sechseckiges System (hk o 1) | |
Einheitszellendimension | a=4,758 Å, Å c=12,991 Å, c:a=2,730 | |
PHYSISCH | ||
Metrisch | Englisch (Imperial) | |
Dichte | 3,98 g/cm³ | 0,144 lb/in3 |
Härte | 1525 - 2000 Knoop, 9 Monate | 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 (Design min.) | |
Zugfestigkeit bei 500° C | 40.000 psi (Auslegung min.) | |
Zugfestigkeit bei 1000° C | 355 MPa | 52.000 psi (Design min.) |
Biegefestigkeit | 480 MPa bis 895 MPa | 70.000 bis 130.000 psi |
Kompressionsstärke | 2,0 GPa (ultimativ) | 300.000 psi (ultimativ) |
Saphir als Substrat für Halbleiterschaltungen
Dünne Saphirwafer waren die erste erfolgreiche Verwendung eines isolierenden Substrats, auf dem Silizium abgeschieden wurde, um integrierte Schaltkreise herzustellen, die als Silizium auf Saphir (SOS) bezeichnet werden. Zusätzlich zu seinen hervorragenden elektrischen Isolationseigenschaften verfügt Saphir über eine hohe Wärmeleitfähigkeit. CMOS-Chips auf Saphir eignen sich besonders für Hochfrequenzanwendungen (RF) mit hoher Leistung wie Mobiltelefone, Funkgeräte im öffentlichen Sicherheitsbereich und Satellitenkommunikationssysteme.
Einkristalline Saphirwafer werden in der Halbleiterindustrie auch als Substrate für die Züchtung von Geräten auf Galliumnitridbasis (GaN) verwendet. Die Verwendung von Saphir reduziert die Kosten erheblich, da es etwa ein Siebtel der Kosten von Germanium ausmacht. GaN auf Saphir wird üblicherweise in blauen Leuchtdioden (LEDs) verwendet.
Verwendung als Fenstermaterial
Synthetischer Saphir (manchmal auch als Saphirglas bezeichnet) wird oft als Fenstermaterial verwendet, da er zwischen 150 nm (Ultraviolett) und 5500 nm (Infrarot) Lichtwellenlängen hochtransparent ist (das sichtbare Spektrum reicht von etwa 380 nm bis 750 nm). und weist eine sehr hohe Kratzfestigkeit auf. Hauptvorteile von Saphirfenstern
Enthalten
Extrem große optische Übertragungsbandbreite, vom UV- bis zum Nahinfrarotlicht
Stärker als andere optische Materialien oder Glasfenster
Hohe Kratz- und Abriebfestigkeit (Mineralhärte 9 auf der Mohs-Skala, zweitgrößte natürliche Substanz nach Diamant und Moissanit)
Sehr hoher Schmelzpunkt (2030°C)