El material del substrato del solo cristal refiere a una sola oblea cristalina para el crecimiento epitaxial de una película fina cristalina. Y el término “epitaxia” refiere a otro crecimiento direccional de otro solo cristal en la superficie de un solo cristal bajo ciertas condiciones. Con el desarrollo continuo de la ciencia y de la tecnología, especialmente la subida y el desarrollo de la industria de la optoelectrónica, el funcionamiento y la calidad de películas finas han llegado a ser cada vez más exigentes. Los materiales originales del substrato están lejos de cumplir los requisitos, así que los diversos materiales del solo cristal se utilizan como substratos. En el momento adecuado, la escala de su industria se ha estado ampliando, y el campo de la investigación se está ampliando constantemente. Los materiales monocristalinos del silicio son los materiales preferidos del substrato para muchas películas finas debido a su compatibilidad con los dispositivos microelectrónicos. Algunas de las mismas películas finas crecidas en los diversos substratos pueden obtener el mejor funcionamiento o la ventaja más económica. Por ejemplo, los substratos de la película fina de GaN incluyen sic, Al2O3, ZnO, Si, y LiAiO2. Los materiales monocristalinos del substrato son la base de la industria de la optoelectrónica.

Como material del substrato, el solo cristal tiene las características básicas siguientes: propiedades físicas y químicas estables, de fácil acceso a los solos cristales de gran tamaño, a la alta conductividad termal, al pequeño coeficiente de la extensión termal, a la buena resistencia térmica, y a la buena procesabilidad.

Tipos de substratos del solo cristal

• SiNx

  Las películas finas de SiNx tienen alta dureza, resistencia a la corrosión, resistencia da alta temperatura, buen conductividad termal y aislamiento, y funcionamiento fotoeléctrico excelente. Por lo tanto, las películas finas de SiNx han sido ampliamente utilizadas en los campos de microelectrónicas y de sistemas micromecánicos.

• GaAs

  El arseniuro de galio (GaAs) es un material del semiconductor de compuesto de III-V que puede actuar en temperaturas más altas y mayores voltajes direccionales. Es el material preferido para la fabricación de dispositivos de alta potencia. Su movilidad de electrón es 6 por el del Si, y su frecuencia de funcionamiento es alta. Es un material ideal para fabricar los circuitos integrados de alta velocidad y los dispositivos electrónicos de alta velocidad.

• Al2O3

  El Al0,32GA0,78Película fina monocristal de N/GaN crecida por crecimiento epitaxial en un zafiro (principalmente Al2O3) el substrato usando la tecnología orgánica de (MOCVD) de la deposición de vapor químico del metal es el material preferido para la preparación de los dispositivos des alta temperatura, de alta frecuencia, y de poder más elevado. El sistema material tiene gran potencial del uso en satélite, radar, comunicaciones y otros campos.

• SrTiO3

  Titanato del estroncio (SrTiO3) es un material de cerámica funcional electrónico ampliamente utilizado, que tiene las ventajas de la alta constante dieléctrica, de la pérdida dieléctrica baja, y de la buena estabilidad termal. Y es ampliamente utilizado en las industrias electrónicas, mecánicas y de cerámica. Al mismo tiempo, como material funcional, el titanato del estroncio tiene actividad photocatalytic excelente, y tiene propiedades electromágneticas únicas y actividad catalítica redox. El titanato del estroncio también ha sido ampliamente utilizado en la descomposición photocatalytic del agua producir el hidrógeno, la degradación photocatalytic de agentes contaminadores orgánicos y las baterías fotoquímicas. Además, se corta en un esmeralda-tipo sintético piedra preciosa y es a menudo un substituto muy bueno del diamante.

Usos

• Materiales luminescentes: La luz blanca de la producción de (LEDs) de los diodos electroluminosos del semiconductor, y debido a sus características ahorros de energía y respetuosas del medio ambiente, se han convertido en la nueva fuente de luz más valiosa de este siglo. Los materiales monocristalinos del substrato desempeñan un papel dominante en el LED. Actualmente, los substratos de uso general están sic, Al2O3 y Si. El punto de fusión del cristal sic solo es muy alto, sobre 2700°C, así que sus propiedades químicas son relativamente estables. Sic los materiales del substrato están disponibles en el tipo 6H y el tipo 4H, que hace control de producción más difícil. Hasta el 1991, el tipo 6H-SiC comenzó a ser comercializado, y la comercialización de 4H-SiC comenzado a partir de 1994. Sic el material del substrato puso la fundación para el nacimiento del LED en 1996.

• Materiales superconductores: Los materiales superconductores se preparan generalmente en un substrato superficial ultra-liso del solo cristal. La supuesta superficie ultra-lisa es una superficie con una aspereza de menos de 1 nanómetro. Es caracterizada por ningún daño superficial o rasguños y ningún daño subsuperficie. Este proceso superficial ultra-liso del substrato del solo cristal está infiltrando gradualmente en muchos campos tales como superconductividad, magnetorresistencia gigante, películas finas ferroeléctricas y similares. La estructura cuasi-cúbica de LaAlO3 en la temperatura normal es un substrato superficial estupendo-liso típico del solo cristal con un constante del enrejado de 0,379 nanómetros. LaAlO3 es de uso frecuente como substrato para el material superconductor de alta temperatura YBCO.