蓝宝石衬底英文解释翻译、蓝宝石衬底的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【计】 sapphire substrate

分词翻译：

蓝的英语翻译：

anil; blue; blueness
【医】 blue; cyan-; cyano-; kyano-; Polygonum tinctorium Lour.

宝石的英语翻译：

gem; precious stone; stone

衬底的英语翻译：

underlay
【计】 MOS substrate; substrate

专业解析

蓝宝石衬底（Sapphire Substrate）的汉英词典式详解

1. 术语定义与核心特性

蓝宝石衬底指由人工合成的单晶α-氧化铝（α-Al₂O₃）制成的晶圆，其化学式为 text{Al}_2text{O}_3，莫氏硬度达9级，是仅次于金刚石的高硬度材料。在半导体领域，它作为外延生长的基底，通过异质外延技术沉积氮化镓（GaN）等薄膜，用于制造蓝光/白光LED、激光二极管和射频器件。其核心优势包括高热稳定性（熔点2050℃）、优异的绝缘性（电阻率>10^{14} Ω·cm）以及与GaN晶格的高度匹配性（失配率约13.8%）。

2. 材料结构与制备工艺

蓝宝石晶体属六方晶系，常见晶向为c面（0001）、a面（11-20）和r面（1-102）。主流制备采用泡生法（Kyropoulos method）：将高纯氧化铝粉末在惰性气氛中加热至熔点以上，通过籽晶诱导缓慢结晶，经切割、研磨、抛光后形成纳米级光滑表面（粗糙度<0.2nm），确保外延层低缺陷生长。

3. 电子工程应用场景

LED照明：作为GaN外延层的载体，支撑蓝光LED芯片发光层结构，占全球LED衬底90%以上份额；
功率器件：用于5G基站射频功放器（如GaN-on-Sapphire HEMT），高频损耗低于硅基衬底；
光学窗口：紫外波段透光率达80%（波长250-400nm），应用于导弹导引头、深紫外传感器。

4. 技术演进与替代方案

尽管蓝宝石衬底因成本低（约为SiC衬底的1/5）、技术成熟度高而广泛应用，但存在热导率偏低（25-35 W/m·K）的局限。当前研发方向包括：

图形化衬底（PSS）：表面微米级金字塔结构提升光提取效率30%；
复合衬底：键合硅或石墨烯层改善散热；
氮化铝（AlN）衬底：更高热导率（285 W/m·K）的下一代方案。

权威参考来源

中国科学院半导体研究所《化合物半导体材料技术白皮书》
国际电气电子工程师学会（IEEE）期刊《电子器件汇刊》
美国材料研究学会（MRS）会议论文集《衬底外延生长界面工程》
日本应用物理学会（JSAP）《蓝宝石衬底在宽禁带半导体中的进展》

网络扩展解释

蓝宝石衬底是LED芯片制造中的关键材料，以下是详细解释：

1.基本定义

蓝宝石衬底是以蓝宝石（Al₂O₃晶体）为基材的半导体衬底，主要用于氮化镓（GaN）基LED的外延生长。其核心作用是作为晶体薄膜生长的载体，提供稳定的物理和化学环境。

2.化学与结构特性

成分：蓝宝石的主要成分为氧化铝（Al₂O₃），纯净时无色透明，属于六方晶格结构。
物理性质：高机械强度、耐高温（熔点约2040℃）、化学性质稳定且绝缘性强（电阻率＞10¹¹Ω·cm）。

3.在LED领域的应用优势

技术成熟：生产工艺稳定，成本低于碳化硅（SiC）等替代材料。
高温适应性：适合MOCVD（金属有机化学气相沉积）等高温外延工艺。
表面处理便捷：易于切割、抛光和清洗，适合大规模生产。

4.局限性

晶格失配：与GaN晶格常数差异约13%，易导致外延层缺陷，影响器件性能。
垂直结构限制：因材料绝缘性，电极需设计在表面，影响散热和电流分布。

5.其他用途

除LED外，蓝宝石衬底还用于激光器、射频器件及光学窗口材料（如手机摄像头保护玻璃）。

补充说明

蓝宝石衬底与天然蓝宝石的区别在于生产工艺和用途，前者为人工合成，且无色透明（非天然蓝色）。如需更全面的技术参数，可参考权威半导体材料文献或行业标准（如、3、5）。