Substrato di zaffiro per elettrodi e substrati LED a wafer C-plane

Immagine in evidenza del substrato LED in zaffiro con elettrodo e del wafer sul piano C

Breve descrizione:

Grazie al continuo aggiornamento della tecnologia dello zaffiro e alla rapida espansione del mercato delle applicazioni, i wafer di substrato da 4 e 6 pollici saranno sempre più adottati dalle principali aziende produttrici di chip, grazie ai loro intrinseci vantaggi nell'utilizzo produttivo.

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Caratteristiche

Specifica

GENERALE
Formula chimica	Al2O3
Struttura cristallina	Sistema esagonale (hk o 1)
Dimensione della cella unitaria	a=4.758 Å,Å c=12.991 Å, c:a=2.730
FISICO
	Metrico	Inglese (imperiale)
Densità	3,98 g/cc	0,144 libbre/pollice cubo
Durezza	1525 - 2000 Knoop, 9 milioni di dollari	3700° F
Punto di fusione	2310 K (2040 °C)
STRUTTURALE
Resistenza alla trazione	da 275 MPa a 400 MPa	da 40.000 a 58.000 psi
Resistenza alla trazione a 20° C		58.000 psi (minimo di progetto)
Resistenza alla trazione a 500° C		40.000 psi (minimo di progetto)
Resistenza alla trazione a 1000° C	355 MPa	52.000 psi (minimo di progetto)
Resistenza alla flessione	da 480 MPa a 895 MPa	da 70.000 a 130.000 psi
Resistenza alla compressione	2.0 GPa (massimo)	300.000 psi (massima)

Lo zaffiro come substrato per circuiti semiconduttori

I sottili wafer di zaffiro sono stati il primo utilizzo riuscito di un substrato isolante su cui è stato depositato il silicio per realizzare circuiti integrati, denominato silicio su zaffiro (SOS). Oltre alle sue eccellenti proprietà di isolamento elettrico, lo zaffiro presenta un'elevata conduttività termica. I chip CMOS su zaffiro sono particolarmente adatti per applicazioni a radiofrequenza (RF) ad alta potenza, come telefoni cellulari, radio per la sicurezza pubblica e sistemi di comunicazione satellitare.

I wafer di zaffiro monocristallino vengono utilizzati anche come substrati nell'industria dei semiconduttori per la produzione di dispositivi basati su nitruro di gallio (GaN). L'uso dello zaffiro riduce significativamente i costi, poiché costa circa 1/7 del germanio. Il GaN su zaffiro è comunemente utilizzato nei diodi a emissione di luce blu (LED).

Utilizzo come materiale per finestre

Lo zaffiro sintetico (talvolta chiamato vetro zaffiro) è spesso utilizzato come materiale per finestre perché è altamente trasparente tra 150 nm (ultravioletti) e 5500 nm (infrarossi) lunghezze d'onda della luce (lo spettro visibile varia da circa 380 nm a 750 nm) e ha un'elevatissima resistenza ai graffi. Principali vantaggi delle finestre in zaffiro

Include

Larghezza di banda di trasmissione ottica estremamente ampia, dalla luce UV alla luce del vicino infrarosso

Più resistente di altri materiali ottici o finestre in vetro

Altamente resistente ai graffi e all'abrasione (durezza minerale pari a 9 sulla scala di Mohs, seconda solo al diamante e alla moissanite tra le sostanze naturali)

Punto di fusione molto elevato (2030°C)