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

یاقوت کبود تک بلوری از آلومینا است، متعلق به سیستم کریستالی سه‌جانبه، ساختار شش ضلعی، ساختار کریستالی آن از سه اتم اکسیژن و دو اتم آلومینیوم در نوع پیوند کووالانسی تشکیل شده است، به هم نزدیک شده‌اند، با زنجیره پیوند قوی و انرژی شبکه، در حالی که کریستالی آن دارای ناخالصی‌های الکتریکی عالی، ناخالصی‌های الکتریکی خوب، تقریباً بدون ناخالصی‌های الکتریکی خوب است. رسانایی و ویژگی های سفتی بالا. 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 یک نیمه هادی نسل سوم باند گپ گسترده، دارای شکاف باند مستقیم گسترده، پیوند اتمی قوی، رسانایی حرارتی بالا، پایداری شیمیایی خوب (تقریباً توسط هیچ اسیدی خورده نمی شود) و توانایی ضد تابش قوی، و دارای چشم اندازهای گسترده در کاربرد اپتوالکترونیک، دستگاه های میکروویو با دمای بالا و دستگاه های با فرکانس بالا و قدرت است. 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 C-plane (<0001> جهت) و لایه‌های رسوب‌شده در گروه‌های Ⅲ-Ⅴ و Ⅱ-Ⅵ (مانند GaN) نسبتاً کوچک است و نرخ عدم تطابق ثابت شبکه 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 که روی بستر یاقوت کبود C-plane رشد می کند در امتداد محور قطبی خود رشد می کند، یعنی جهت محور C، که نه تنها فرآیند رشد بالغ و فرآیند اپیتاکسی، هزینه نسبتا کم، خواص فیزیکی و شیمیایی پایدار، 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 در مقایسه با کریستال های یاقوت کبود با گرا M و A-گرا انرژی پیوند کمتر و پیوند ضعیف تری نسبت به Al-O دارد، 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 را به دست آورد که می تواند کیفیت سفید روشن / فوق العاده روشن LED 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، اما همچنین برای رشد رساناهای فوق العاده مانند استفاده از TlBaCaCuO (TbBaCaCuO)، Tl-2212، رشد فیلم ناهمگن epitaxial (Sappeconducting epitaxial) به کار برد. بستر کامپوزیت 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 هترواپیتاکسیال 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 رشد بستر نوع R استفاده شود. 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