铝酸镁钪（ScMgAlO4）-薄膜衬底

铝酸镁钪作为一种新型的衬底材料，在半导体制造领域具有显著的优点。其高晶格匹配度、低热膨胀系数失配、良好的化学稳定性和优异的物理性能使得铝酸镁钪成为制备高质量GaN和ZnO外延薄膜的理想选择

晶体结构：

铝酸镁钪晶体属于六方晶系，晶格常数a=0.3246nm，c=2.5195nm。

它具有菱形六面体层状结构，与纤锌矿氮化物和氧化锌的结构相似。

与GaN和ZnO的匹配性：

铝酸镁钪是一种与GaN和ZnO晶格常数和结构非常匹配的衬底材料。

它与GaN的晶格失配率约为8%，与ZnO的晶格失配率仅为0.09%，这使得它在制备高质量的GaN和ZnO外延薄膜时具有显著优势。

热膨胀系数：

铝酸镁钪的a轴热膨胀系数为2×10-6/℃，c轴热膨胀系数为12.2×10-6/℃。

与传统的蓝宝石和硅等衬底相比，铝酸镁钪与GaN、ZnO外延薄膜之间的热膨胀系数失配更小，有助于减少外延薄膜中的热应力。

主要优点:

晶格匹配度高：

铝酸镁钪与GaN的晶格失配率约为8%，与ZnO的晶格失配率仅为0.09%。这种高度的晶格匹配性使得铝酸镁钪成为制备高质量GaN和ZnO外延薄膜的理想衬底材料。

热膨胀系数匹配：

铝酸镁钪的a轴热膨胀系数为2×10-6/℃，c轴热膨胀系数为12.2×10-6/℃。与GaN、ZnO外延薄膜之间的热膨胀系数失配比传统的蓝宝石和硅等衬底好的多，这有助于减少外延薄膜中的热应力，提高器件的稳定性和可靠性。

化学稳定性好：

铝酸镁钪具有较高的化学稳定性，能够抵抗多种化学物质的侵蚀，保证器件在恶劣环境下的长期稳定运行。

理性能优异：

铝酸镁钪晶体属于六方晶系，具有菱形六面体层状结构，与纤锌矿氮化物和氧化锌的结构相似。这种结构使得铝酸镁钪在物理性能上表现出色，如高硬度、高热导率等。

成本效益：

尽管铝酸镁钪的具体成本可能因生产工艺和市场需求而有所变化，但其优异的性能使得其在某些应用中具有潜在的成本效益。例如，在制备高性能的GaN基LED和激光器时，使用铝酸镁钪衬底可以提高器件的性能和可靠性，从而降低长期运维成本。

应用领域：

铝酸镁钪（ScMgAlO4）的应用领域主要集中在半导体制造和相关技术中，以下是关于其应用领域的详细描述：

半导体制造：

铝酸镁钪是一种理想的衬底材料，特别适用于GaN（氮化镓）和ZnO（氧化锌）异质外延生长。

由于其与GaN的晶格失配率约为8%，与ZnO的晶格失配率仅为0.09%，因此能够制备出高质量的外延薄膜。

铝酸镁钪的这种特性使得它在制造高性能的光电器件和微电子器件方面具有显著优势。

外延薄膜生长：

铝酸镁钪的低热膨胀系数和优异的晶格匹配性使其成为生长高质量外延薄膜的首选衬底。

它可以有效减少外延薄膜中的热应力和晶格失配，从而提高外延薄膜的性能和可靠性。

高温超导薄膜衬底：

尽管直接提及铝酸镁钪作为高温超导薄膜衬底的应用较少，但基于其优异的物理和化学性质，它有可能在未来成为这一领域的有力竞争者。

光电领域：

铝酸镁钪的应用不仅限于半导体制造，它还可能被用于光电领域的其他方面，如制备高性能的光学器件或作为特殊的光学衬底材料。

定制尺寸和表面粗糙度：

铝酸镁钪的常规尺寸包括5mm和5x5x0.5mm，表面粗糙度小于0.5nm，且尺寸可根据客户需求进行定制。

以下是铝酸镁钪（ScMgAlO4）的基本参数表格：