사파이어에 대해 얼마나 알고 있습니까?

사파이어 크리스탈순도가 99.995%이상인 고순도 알루미나 분말로부터 자랍니다. 그것은 고순도 알루미나의 가장 큰 수요 영역입니다. 그것은 고강도, 높은 경도 및 안정적인 화학적 특성의 장점이 있습니다. 고온, 부식 및 충격과 같은 가혹한 환경에서 작동 할 수 있습니다. 국방 및 민간 기술, 마이크로 일렉트로닉스 기술 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다.

고순도 알루미나 파우더에서 사파이어 크리스탈까지

사파이어의 주요 응용 프로그램

LED 기판은 사파이어의 가장 큰 적용입니다. 조명에 LED의 적용은 형광등 및 에너지 절약 램프 후 세 번째 혁명입니다. LED의 원리는 전기 에너지를 빛 에너지로 변환하는 것입니다. 전류가 반도체를 통과하면 구멍과 전자가 결합되고 과도한 에너지는 빛 에너지로 방출되어 마침내 빛나는 조명의 효과를 생성합니다.LED 칩 기술기반입니다에피 택셜 웨이퍼. 기질 상에 증착 된 기체 물질의 층을 통해, 기판 물질은 주로 실리콘 기질을 포함한다.실리콘 카바이드 기판사파이어 기판. 그 중에서도 사파이어 기판은 다른 두 기질 방법에 비해 명백한 이점을 가지고 있습니다. 사파이어 기판의 장점은 주로 장치 안정성, 성숙한 준비 기술, 가시 광선의 비 흡수, 우수한 빛 전달 및 중간 가격에 주로 반영됩니다. 데이터에 따르면, 세계의 LED 회사의 80%가 사파이어를 기판 재료로 사용합니다.

위에서 언급 한 필드 외에도 사파이어 크리스탈은 휴대 전화 화면, 의료 장비, 보석 장식 및 기타 필드에도 사용할 수 있습니다. 또한 렌즈 및 프리즘과 같은 다양한 과학적 탐지 기기의 창 재료로도 사용할 수 있습니다.

사파이어 결정의 준비

1964 년, Poladino, AE 및 Rotter는 BD가 먼저이 방법을 사파이어 결정의 성장에 적용했습니다. 지금까지 다수의 고품질 사파이어 결정이 생성되었습니다. 원리는 다음과 같습니다. 첫째, 원료는 용융점으로 가열되어 용융물을 형성 한 다음 단결정 종자 (즉, 시드 결정)를 사용하여 용융물 표면에 접촉합니다. 온도 차이로 인해 종자 결정과 용융물 사이의 고체-액체 계면이 과냉각되므로 용융물은 종자 결정의 표면에서 고형화되기 시작하고종자 결정. 동시에, 종자 결정은 천천히 위로 당겨지고 특정 속도로 회전합니다. 종자 결정이 당겨지면, 용융물은 고체-액체 계면에서 점차 고화 된 다음 단결정이 형성된다. 이것은 용융물로부터 고품질의 단결정을 제조 할 수있는 종자 결정을 당겨 용융물로부터 결정을 재배하는 방법이다. 그것은 일반적으로 사용되는 결정 성장 방법 중 하나입니다.

결정을 성장시키기 위해 Czochralski 방법을 사용하는 장점은 다음과 같습니다.

(1) 성장률은 빠르며 고품질의 단결정은 단기간에 성장할 수있다. 

(2) 결정은 용융물 표면에서 자라며 Crucible 벽과 접촉하지 않으므로 결정의 내부 응력을 효과적으로 감소시키고 결정 품질을 향상시킬 수 있습니다. 

그러나, 결정을 재배하는이 방법의 주요 단점은 성장할 수있는 결정의 직경이 작으며 이는 대형 결정의 성장에 도움이되지 않는다는 것입니다.

사파이어 결정 재배를위한 키로풀로스 방법

1926 년 키로풀에 의해 발명 된 키로풀로스 방법을 KY 방법이라고합니다. 그것의 원리는 Czochralski 방법의 원리와 유사합니다. 즉, 종자 결정은 용융물 표면과 접촉 한 다음 천천히 위로 당겨집니다. 그러나, 시드 결정이 일정 시간 동안 위로 당겨 결정 목을 형성 한 후, 용융물과 종자 결정 사이의 계면의 응고 속도가 안정된 후에 종자 결정이 더 이상 당겨 지거나 회전하지 않는다. 단결정은 냉각 속도를 제어하여 상단에서 하단으로 점차적으로 굳어집니다.단결정형성됩니다.

Kibbling 공정에 의해 생성 된 제품은 고품질, 낮은 결함 밀도, 대형 크기 및 더 나은 비용 효율성의 특성을 갖습니다.

가이드 금형 방법에 의한 사파이어 결정 성장

특수한 결정 성장 기술로서, 가이드 몰드 방법은 다음과 같은 원리로 사용된다 : 곰팡이에 높은 융점 용융점을 곰팡이에 배치함으로써, 용융물은 종자 결정과의 접촉을 달성하기 위해 곰팡이의 모세관 작용에 의해 곰팡이에 빨려 들어가고, 종자 결정 당기 및 연속적인 고형화 동안 단일 결정이 형성 될 수있다. 동시에, 금형의 가장자리 크기와 모양은 결정 크기에 특정한 제한이 있습니다. 따라서이 방법은 신청 프로세스에서 특정 제한 사항이 있으며 관형 및 U 자형과 같은 특수 모양의 사파이어 결정에만 적용됩니다.

열 교환 방법에 의한 사파이어 결정 성장

1967 년에 Fred Schmid와 Dennis에 의해 대형 크기의 사파이어 결정을 준비하기위한 열 교환 방법은 열 교환 방법이 우수한 열 절연 효과를 갖고, 용융물과 결정의 온도 구배를 독립적으로 제어 할 수 있으며, 제어 성이 우수하며, 낮은 탈구 및 큰 크기로 사파이어 결정을 더 쉽게 재배 할 수 있습니다.

열 교환 방법을 사용하여 사파이어 결정을 재배하는 장점은 크리스탈 성장 중에 도가니, 결정 및 히터가 움직이지 않아 KYVO 방법의 스트레칭 작용을 제거하고, 인간 간섭 요인을 감소시키고, 따라서 기계적 운동으로 인한 결정 결함을 피하는 것입니다. 동시에, 냉각 속도를 제어하여 결정 열 응력 및 결과의 결정 균열 및 탈구 결함을 감소시키고 더 큰 결정을 성장시킬 수 있습니다. 운영하기가 더 쉽고 좋은 개발 전망이 있습니다.

참조 소스:

[1] Zhu Zhenfeng. 다이아몬드 와이어에 의한 사파이어 결정의 표면 형태 및 균열 손상에 대한 연구

[2] Chang Hui. 대형 사파이어 크리스탈 성장 기술에 대한 응용 연구

[3] Zhang Xueping. 사파이어 크리스탈 성장 및 LED 응용에 대한 연구

[4] Liu Jie. 사파이어 결정 준비 방법 및 특성의 개요