آیا در کاربرد ویفرهای یاقوت کبود با جهت‌های کریستالی مختلف نیز تفاوت‌هایی وجود دارد؟

یاقوت کبود تک کریستالی از آلومینا است، متعلق به سیستم بلوری سه‌جانبه، ساختار شش ضلعی، ساختار بلوری آن از سه اتم اکسیژن و دو اتم آلومینیوم در نوع پیوند کووالانسی تشکیل شده است که بسیار نزدیک، با زنجیره پیوند قوی و انرژی شبکه است. کریستال داخلی تقریباً هیچ ناخالصی یا نقصی ندارد، بنابراین دارای عایق الکتریکی عالی، شفافیت، هدایت حرارتی خوب و ویژگی های استحکام بالا است. به طور گسترده به عنوان پنجره نوری و مواد بستر با کارایی بالا استفاده می شود. با این حال، ساختار مولکولی یاقوت کبود پیچیده است و ناهمسانگردی وجود دارد، و تاثیر آن بر خواص فیزیکی مربوطه نیز برای پردازش و استفاده از جهات مختلف کریستالی بسیار متفاوت است، بنابراین استفاده نیز متفاوت است. به طور کلی، بسترهای یاقوت کبود در جهت های صفحه C، R، A و M موجود هستند.

کاربرد ازویفر یاقوت کبود C-plane

نیترید گالیم (GaN) به عنوان نیمه هادی نسل سوم با گپ گسترده، دارای شکاف باند مستقیم گسترده، پیوند اتمی قوی، هدایت حرارتی بالا، پایداری شیمیایی خوب (تقریباً توسط هیچ اسیدی خورده نمی شود) و توانایی ضد تابش قوی دارد و دارای چشم اندازهای وسیعی در کاربرد اپتوالکترونیک، دستگاه های دما و توان بالا و دستگاه های مایکروویو فرکانس بالا. با این حال، به دلیل نقطه ذوب بالای GaN، به دست آوردن مواد تک کریستالی با اندازه بزرگ دشوار است، بنابراین راه متداول انجام رشد هترو اپیتاکسی روی سایر بسترها است که نیازهای بالاتری برای مواد بستر دارد.

در مقایسه بابستر یاقوت کبودبا دیگر سطوح کریستالی، نرخ عدم تطابق ثابت شبکه بین ویفر یاقوت کبود صفحه C (<0001> جهت‌گیری) و لایه‌های رسوب‌شده در گروه‌های Ⅲ-Ⅴ و Ⅱ-Ⅵ (مانند GaN) نسبتاً کوچک است و عدم تطابق ثابت شبکه نرخ بین این دو وفیلم های AlNکه می تواند به عنوان لایه بافر استفاده شود، حتی کوچکتر است، و الزامات مقاومت در برابر دمای بالا را در فرآیند تبلور GaN برآورده می کند. بنابراین، این یک ماده بستر متداول برای رشد GaN است که می تواند برای ساخت LED های سفید/آبی/سبز، دیودهای لیزری، آشکارسازهای مادون قرمز و غیره استفاده شود.

شایان ذکر است که فیلم GaN رشد یافته روی بستر یاقوت کبود C-plane در امتداد محور قطبی خود رشد می کند، یعنی جهت محور C، که نه تنها فرآیند رشد بالغ و فرآیند اپیتاکسی، هزینه نسبتا کم، فیزیکی پایدار است. و خواص شیمیایی، بلکه عملکرد پردازش بهتر است. اتم‌های ویفر یاقوت کبود جهت‌دار C در آرایش O-al-al-o-al-O به هم متصل می‌شوند، در حالی که کریستال‌های یاقوت کبود با گرا M و A در al-O-al-O به هم پیوند می‌خورند. از آنجایی که Al-Al نسبت به Al-O دارای انرژی پیوند کمتر و پیوند ضعیف تر است، در مقایسه با کریستال های یاقوت کبود جهت M و A-گرا، پردازش یاقوت کبود C عمدتاً برای باز کردن کلید Al-Al است که پردازش آن آسان تر است. و می تواند کیفیت سطح بالاتری را به دست آورد و سپس کیفیت همپایی نیترید گالیوم بهتری را بدست آورد که می تواند کیفیت LED سفید/آبی با روشنایی فوق العاده بالا را بهبود بخشد. از سوی دیگر، فیلم‌های رشد یافته در امتداد محور C دارای اثرات پلاریزاسیون خود به خود و پیزوالکتریک هستند که در نتیجه یک میدان الکتریکی داخلی قوی در داخل فیلم‌ها (ولز کوانتومی لایه فعال) ایجاد می‌شود که کارایی نورانی فیلم‌های GaN را تا حد زیادی کاهش می‌دهد.

ویفر یاقوت کبود A-planeکاربرد

تک کریستال یاقوت کبود به دلیل عملکرد جامع عالی، به ویژه انتقال عالی، می تواند اثر نفوذ مادون قرمز را افزایش دهد و به یک ماده ایده آل برای پنجره مادون قرمز میانی تبدیل شود که به طور گسترده در تجهیزات فوتوالکتریک نظامی استفاده شده است. جایی که یاقوت کبود یک صفحه قطبی (صفحه C) در جهت عادی صورت است، یک سطح غیر قطبی است. به طور کلی، کیفیت کریستال یاقوت کبود A-گرا بهتر از کریستال C-گرا است، با نابجایی کمتر، ساختار موزاییک کمتر و ساختار بلوری کامل تر، بنابراین عملکرد انتقال نور بهتری دارد. در عین حال، به دلیل حالت پیوند اتمی Al-O-Al-O در صفحه a، سختی و مقاومت در برابر سایش یاقوت کبود A-گرا به طور قابل توجهی بالاتر از یاقوت کبود C-گرا است. بنابراین، تراشه های جهت دار A بیشتر به عنوان مواد پنجره استفاده می شود. علاوه بر این، یاقوت کبود همچنین دارای ثابت دی الکتریک یکنواخت و خواص عایق بالایی است، بنابراین می توان آن را برای فناوری میکروالکترونیک هیبریدی استفاده کرد، اما همچنین برای رشد رساناهای عالی، مانند استفاده از TlBaCaCuO (TbBaCaCuO)، Tl-2212، رشد استفاده کرد. فیلم‌های ابررسانا اپیتاکسیال ناهمگن بر روی بستر کامپوزیت یاقوت کبود اکسید سریم (CeO2) با این حال، همچنین به دلیل انرژی پیوند بزرگ Al-O، پردازش آن دشوارتر است.

کاربردویفر یاقوت کبود هواپیمای R/M

R-plane سطح غیر قطبی یاقوت کبود است، بنابراین تغییر موقعیت R-plane در یک دستگاه یاقوت کبود خواص مکانیکی، حرارتی، الکتریکی و نوری متفاوتی به آن می دهد. به طور کلی، بستر یاقوت کبود سطح R برای رسوب دهی هترواپیتاکسی سیلیکون ترجیح داده می شود، عمدتاً برای کاربردهای مدار مجتمع نیمه هادی، مایکروویو و میکروالکترونیک، در تولید سرب، سایر اجزای ابررسانا، مقاومت های با مقاومت بالا، آرسنید گالیم نیز می تواند برای R- استفاده شود. نوع رشد بستر در حال حاضر، با محبوبیت تلفن‌های هوشمند و سیستم‌های رایانه لوحی، بستر R-face یاقوت کبود جایگزین دستگاه‌های ترکیبی SAW موجود برای تلفن‌های هوشمند و رایانه‌های تبلت شده است و بستری برای دستگاه‌هایی فراهم می‌کند که می‌تواند عملکرد را بهبود بخشد.

اگر تخلفی وجود دارد، تماس را حذف کنید