藍寶石襯底英文解釋翻譯、藍寶石襯底的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【計】 sapphire substrate

分詞翻譯：

藍的英語翻譯：

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

寶石的英語翻譯：

gem; precious stone; stone

襯底的英語翻譯：

underlay
【計】 MOS substrate; substrate

專業解析

藍寶石襯底（Sapphire Substrate）的漢英詞典式詳解

1. 術語定義與核心特性

藍寶石襯底指由人工合成的單晶α-氧化鋁（α-Al₂O₃）制成的晶圓，其化學式為 text{Al}_2text{O}_3，莫氏硬度達9級，是僅次于金剛石的高硬度材料。在半導體領域，它作為外延生長的基底，通過異質外延技術沉積氮化镓（GaN）等薄膜，用于制造藍光/白光LED、激光二極管和射頻器件。其核心優勢包括高熱穩定性（熔點2050℃）、優異的絕緣性（電阻率>10^{14} Ω·cm）以及與GaN晶格的高度匹配性（失配率約13.8%）。

2. 材料結構與制備工藝

藍寶石晶體屬六方晶系，常見晶向為c面（0001）、a面（11-20）和r面（1-102）。主流制備采用泡生法（Kyropoulos method）：将高純氧化鋁粉末在惰性氣氛中加熱至熔點以上，通過籽晶誘導緩慢結晶，經切割、研磨、抛光後形成納米級光滑表面（粗糙度<0.2nm），确保外延層低缺陷生長。

3. 電子工程應用場景

LED照明：作為GaN外延層的載體，支撐藍光LED芯片發光層結構，占全球LED襯底90%以上份額；
功率器件：用于5G基站射頻功放器（如GaN-on-Sapphire HEMT），高頻損耗低于矽基襯底；
光學窗口：紫外波段透光率達80%（波長250-400nm），應用于導彈導引頭、深紫外傳感器。

4. 技術演進與替代方案

盡管藍寶石襯底因成本低（約為SiC襯底的1/5）、技術成熟度高而廣泛應用，但存在熱導率偏低（25-35 W/m·K）的局限。當前研發方向包括：

圖形化襯底（PSS）：表面微米級金字塔結構提升光提取效率30%；
複合襯底：鍵合矽或石墨烯層改善散熱；
氮化鋁（AlN）襯底：更高熱導率（285 W/m·K）的下一代方案。

權威參考來源

中國科學院半導體研究所《化合物半導體材料技術白皮書》
國際電氣電子工程師學會（IEEE）期刊《電子器件彙刊》
美國材料研究學會（MRS）會議論文集《襯底外延生長界面工程》
日本應用物理學會（JSAP）《藍寶石襯底在寬禁帶半導體中的進展》

網絡擴展解釋

藍寶石襯底是LED芯片制造中的關鍵材料，以下是詳細解釋：

1.基本定義

藍寶石襯底是以藍寶石（Al₂O₃晶體）為基材的半導體襯底，主要用于氮化镓（GaN）基LED的外延生長。其核心作用是作為晶體薄膜生長的載體，提供穩定的物理和化學環境。

2.化學與結構特性

成分：藍寶石的主要成分為氧化鋁（Al₂O₃），純淨時無色透明，屬于六方晶格結構。
物理性質：高機械強度、耐高溫（熔點約2040℃）、化學性質穩定且絕緣性強（電阻率＞10¹¹Ω·cm）。

3.在LED領域的應用優勢

技術成熟：生産工藝穩定，成本低于碳化矽（SiC）等替代材料。
高溫適應性：適合MOCVD（金屬有機化學氣相沉積）等高溫外延工藝。
表面處理便捷：易于切割、抛光和清洗，適合大規模生産。

4.局限性

晶格失配：與GaN晶格常數差異約13%，易導緻外延層缺陷，影響器件性能。
垂直結構限制：因材料絕緣性，電極需設計在表面，影響散熱和電流分布。

5.其他用途

除LED外，藍寶石襯底還用于激光器、射頻器件及光學窗口材料（如手機攝像頭保護玻璃）。

補充說明

藍寶石襯底與天然藍寶石的區别在于生産工藝和用途，前者為人工合成，且無色透明（非天然藍色）。如需更全面的技術參數，可參考權威半導體材料文獻或行業标準（如、3、5）。