Elektroden-Saphirsubstrat und Wafer-C-Ebenen-LED-Substrate
Spezifikation
| ALLGEMEIN | ||
| Chemische Formel | Al2O3 | |
| Kristallstruktur | Hexagonales System (hk o 1) | |
| Dimension der Einheitszelle | 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 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 (Auslegungsmin.) | |
| Zugfestigkeit bei 500 °C | 40.000 psi (Auslegungsmin.) | |
| Zugfestigkeit bei 1000° C | 355 MPa | 52.000 psi (Auslegungsmin.) |
| Biegefestigkeit | 480 MPa bis 895 MPa | 70.000 bis 130.000 psi |
| Druckfestigkeit | 2,0 GPa (ultimativ) | 300.000 psi (maximaler Druck) |
Saphir als Substrat für Halbleiterschaltungen
Dünne Saphir-Wafer waren die erste erfolgreiche Anwendung eines isolierenden Substrats, auf dem Silizium abgeschieden wurde, um integrierte Schaltungen herzustellen, die als Silizium-auf-Saphir (SOS) bezeichnet werden. Saphir besitzt neben seinen hervorragenden elektrischen Isolationseigenschaften eine hohe Wärmeleitfähigkeit. CMOS-Chips auf Saphir eignen sich besonders für Hochleistungs-Hochfrequenzanwendungen (HF), wie z. B. Mobiltelefone, Funkgeräte für die öffentliche Sicherheit und Satellitenkommunikationssysteme.
Einkristalline Saphir-Wafer werden in der Halbleiterindustrie auch als Substrate für die Herstellung von Galliumnitrid (GaN)-basierten Bauelementen verwendet. Der Einsatz von Saphir senkt die Kosten erheblich, da er nur etwa ein Siebtel der Kosten von Germanium beträgt. GaN auf Saphir wird häufig in blauen Leuchtdioden (LEDs) eingesetzt.
Verwendung als Fenstermaterial
Synthetischer Saphir (manchmal auch Saphirglas genannt) wird häufig als Fenstermaterial verwendet, da er im Wellenlängenbereich von 150 nm (Ultraviolett) bis 5500 nm (Infrarot) – das sichtbare Spektrum reicht von etwa 380 nm bis 750 nm – hochtransparent ist und eine sehr hohe Kratzfestigkeit aufweist. Wichtigste Vorteile von Saphirfenstern
Enthalten
Extrem breite optische Übertragungsbandbreite, von UV- bis Nahinfrarotlicht
Stärker als andere optische Materialien oder Glasfenster
Äußerst kratz- und abriebfest (Mineralhärte von 9 auf der Mohs-Skala, nach Diamant und Moissanit die zweithöchste unter den natürlichen Substanzen)
Sehr hoher Schmelzpunkt (2030°C)
Detailliertes Diagramm
