La composition du saphir est l'oxyde d'aluminium (Al2O3), Et sa structure cristalline est une structure en réseau hexaédrique. C-plane est le substrat de saphir le plus couramment utilisé. En raison de sa large bande de pénétration optique, il a une bonne transmission de la lumière du proche ultraviolet au moyen infrarouge, il est donc largement utilisé dans les composants optiques, les dispositifs infrarouges, matériaux de lentille laser à haute intensité et matériaux de masque.
À l'heure actuelle, la qualité de la LED blanche et bleue ultra-haute luminosité dépend de la qualité matérielle de GaN, et la qualité du GaN est étroitement liée à la qualité de traitement de surface du substrat de saphir utilisé.
Récemment, le marché est passé du monocristal saphir de 2 pouces à 4 pouces, 6 pouces et 8 pouces. Le développement rapide du marché des LED nécessite la croissance de cristaux de saphir de grande taille, de haute qualité et de performances stables, ce qui met en avant des exigences plus élevées pour la technologie de croissance du saphir. Cependant, dans le processus de croissance du monocristal de saphir, il existe souvent des défauts qui affectent de manière significative les performances du saphir, tels que les fissures cristallines, les dislocations, les impuretés et les centres de couleur, les bulles d'air, etc.
Ci-dessous, nous nous concentrons sur deux types de défauts de cristal de saphir.
Pendant le processus de croissance, la génération de diverses contraintes à l'intérieur du cristal provoquera des tensions. Lorsque la déformation est supérieure à la limite élastique du cristal lui-même, le cristal se fissure. La contrainte dans le cristal comprend principalement les trois types suivants:
(1) Contrainte thermique: la contrainte thermique est une sorte de contrainte interne causée par le chauffage inégal du cristal et la différence de température, entraînant une expansion incohérente ou une déformation de contraction du cristal, et la retenue mutuelle entre les différentes parties du cristal. Donc, tant qu'il y a un gradient de température dans le cristal, il y aura une contrainte thermique.
(2) Stress chimique: causé par la distribution inégale de divers composants dans le cristal.
(3) contrainte mécanique: causée par des vibrations mécaniques pendant la croissance des cristaux.
Pendant la croissance du monocristal de saphir, la contrainte thermique est la forme la plus importante de toute contrainte. Les principales raisons de la contrainte thermique excessive dans le cristal comprennent les aspects suivants:
A. Le taux de croissance est trop rapide.
B. Le champ de température est déraisonnable et le gradient de température est trop grand.
C. Le taux de refroidissement est trop rapide.
D. Orientation du cristal.
E. Taille de cristal.
Léger stress
Stress moyen
La luxation est un défaut de réseau avec une structure spéciale. Le cristal réel est soumis à l'action de l'environnement externe ou à diverses contraintes internes lors de la cristallisation, et la disposition des particules à l'intérieur du cristal est déformée et n'est plus ordonnée dans un état de réseau idéal, ce qui entraîne un défaut linéaire dans le cristal appelé dislocation.
Les causes des dislocations dans les cristaux de saphir comprennent principalement les trois aspects suivants:
A. Dislocations primaires: s'il y a des dislocations dans le cristal de graine sélectionné, elles peuvent être étendues en nouveaux cristaux par croissance. Les dislocations dans le cristal de graine comprennent des dislocations inhérentes au cristal de graine, des dislocations générées par une contrainte excessive pendant le traitement et des dislocations générées par un choc thermique pendant l'ensemencement.
B. Les dislocations sont générées pendant la croissance des cristaux. Ses principales sources sont:
(1) Les gradients de température axiale et radiale du cristal près de l'interface génèrent une contrainte thermique, qui dépassent tous deux la valeur critique.
(2) Changements dans les constantes de réseau causées par la ségrégation des composants: en raison de la présence d'atomes d'impureté dans la masse fondue, les cristaux se solidifieront successivement pendant le processus de solidification, entraînant des différences de composition et une formation possible de dislocations.
(3) Les défauts ponctuels (lacunes et interstitiels) provoquent une concentration locale de stress.
(4)L'influence des vibrations mécaniques fait dévier ou plier le cristal, et une différence de phase se produit entre les blocs de cristal adjacents, formant ainsi des dislocations.
La concentration de stress est susceptible de se produire à proximité d'interfaces telles que des jumeaux et des joints de grains à l'intérieur du cristal et à proximité de micro-fissures. Si la contrainte dépasse la contrainte de glissement, lorsque le cristal glisse dans cette zone, des dislocations se produiront dans cette zone.
EN
ko 
fr 
de 
es 
it 
ru 
pt 
ar 
hi 
jw 
zh-CN
