사파이어의 조성은 알루미늄 산화물 (Al2오3), 결정 구조는 6 면체 격자 구조입니다. C-평면은 가장 일반적으로 사용되는 사파이어 기판입니다. 그것의 넓은 광학 침투 대역으로 인해, 그것은 근자외선에서 중적외선에 좋은 빛 투과율을 가지고, 그래서 그것은 광학 구성 요소, 적외선 장치에 널리 사용됩니다, 고강도 레이저 렌즈 재료 및 마스크 재료.
현재, 초고휘도 흰색과 파란색 LED의 품질은 GaN의 재료 품질에 달려 있습니다. GaN의 품질은 사용되는 사파이어 기판의 표면 처리 품질과 밀접한 관련이 있습니다.
최근 시장은 2 인치 사파이어 단결정에서 4 인치, 6 인치 및 8 인치로 이동했습니다. LED 시장의 급속한 발전은 사파이어 성장 기술에 대한 높은 요구 사항을 제시하는 큰 크기, 하이 퀄리티 및 안정적인 성능의 사파이어 결정의 성장을 필요로합니다. 그러나 사파이어 단결정의 성장 과정에서 결정 균열, 전위, 불순물 및 색 중심, 기포와 같은 사파이어의 성능에 큰 영향을 미치는 결함이 종종 있습니다. 등.
아래에서는 두 가지 유형의 사파이어 결정 결함에 중점을 둡니다.
성장 과정에서 결정 내부에 다양한 응력이 생성되면 변형이 발생합니다. 변형이 결정 자체의 탄성 한계보다 크면 결정이 균열됩니다. 결정의 스트레스는 주로 다음 세 가지 유형을 포함합니다.
(1) 열 응력: 열 응력은 결정의 불균일 한 가열과 온도 차이로 인한 내부 응력의 일종으로, 결정의 불일치 한 팽창 또는 수축 변형을 초래합니다. 그리고 크리스탈의 여러 부분 사이의 상호 구속. 따라서 결정 내에 온도 구배가 있으면 열 응력이 발생합니다.
(2) 화학적 스트레스: 결정의 다양한 구성 요소의 고르지 않은 분포로 인해 발생합니다.
(3) 기계적 스트레스: 결정 성장 중 기계적 진동으로 인해 발생합니다.
사파이어 단결정이 성장하는 동안 열 응력은 모든 응력의 가장 중요한 형태입니다. 크리스탈에서 과도한 열 응력의 주된 이유는 다음과 같습니다.
A. 성장률이 너무 빠릅니다.
B. 온도 필드는 불합리하고 온도 구배가 너무 큽니다.
C. 냉각 속도가 너무 빠릅니다.
D. 크리스탈 방향.
E. 크리스탈 크기.
약간의 스트레스
중간 스트레스
탈구는 특수 구조의 격자 결함입니다. 실제 결정은 결정화 동안 외부 환경 또는 다양한 내부 응력의 작용을받습니다. 결정 내부의 입자 배열은 변형되어 더 이상 이상적인 격자 상태로 정렬되지 않아 전위라고하는 결정에 선형 결함이 발생합니다.
사파이어 결정의 전위의 원인은 주로 다음 세 가지 측면을 포함합니다.
A. 1 차 전위: 선택한 시드 결정에 전위가 있으면 성장을 통해 새로운 결정으로 확장 될 수 있습니다. 시드 결정의 전위는 시드 결정에 내재된 전위, 프로세싱 동안 과도한 응력에 의해 발생된 전위, 및 시딩 동안 열 충격에 의해 발생된 전위를 포함한다.
B. 탈구는 결정 성장 동안 생성된다. 주요 출처는 다음과 같습니다.
(1) 계면 근처의 결정의 축 방향 및 반경 방향 온도 구배는 열 응력을 생성하며, 둘 다 임계 값을 초과합니다.
(2) 성분 분리로 인한 격자 상수의 변화: 용융물에 불순물 원자가 존재하기 때문에, 결정은 응고 과정에서 연속적으로 응고될 것이고, 구성의 차이와 전위의 가능한 형성을 초래합니다.
(3) 점 결함 (공석 및 간질) 은 국소 응력 집중을 유발합니다.
(4)기계적 진동의 영향으로 인해 결정이 편향되거나 구부러지고 인접한 결정 블록 사이에 위상차가 발생하여 전위가 형성됩니다.
응력 집중은 결정 내부의 쌍둥이 및 입자 경계와 같은 계면 근처에서 발생하고 미세 균열 근처에서 발생하기 쉽습니다. 응력이 슬립 응력을 초과하면 크리스탈이이 영역에서 미끄러지면 전위가 발생합니다.
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