یاقوت کبود یک کریستال تکی از آلومینا است که به سیستم کریستالی سه‌جانبه، ساختار شش‌ضلعی، تعلق دارد. ساختار کریستالی آن از سه اتم اکسیژن و دو اتم آلومینیوم در نوع پیوند کووالانسی تشکیل شده است که بسیار نزدیک به هم چیده شده‌اند و دارای زنجیره پیوندی قوی و انرژی شبکه هستند. در حالی که فضای داخلی کریستال آن تقریباً بدون ناخالصی یا نقص است، بنابراین دارای عایق الکتریکی عالی، شفافیت، رسانایی حرارتی خوب و ویژگی‌های استحکام بالا است. به طور گسترده به عنوان پنجره نوری و مواد بستر با کارایی بالا استفاده می‌شود. با این حال، ساختار مولکولی یاقوت کبود پیچیده است و ناهمسانگردی وجود دارد و تأثیر آن بر خواص فیزیکی مربوطه نیز برای پردازش و استفاده از جهات مختلف کریستالی بسیار متفاوت است، بنابراین کاربرد آن نیز متفاوت است. به طور کلی، زیرلایه‌های یاقوت کبود در جهات C، R، A و M موجود است.
کاربردویفر یاقوت کبود سطح C
نیترید گالیوم (GaN) به عنوان یک نیمه‌رسانای نسل سوم با شکاف باند پهن، پیوند اتمی قوی، رسانایی حرارتی بالا، پایداری شیمیایی خوب (تقریباً توسط هیچ اسیدی خورده نمی‌شود) و توانایی ضد تابش قوی دارد و چشم‌اندازهای گسترده‌ای در کاربرد اپتوالکترونیک، دستگاه‌های دما و توان بالا و دستگاه‌های مایکروویو فرکانس بالا دارد. با این حال، به دلیل نقطه ذوب بالای GaN، به دست آوردن مواد تک کریستالی با اندازه بزرگ دشوار است، بنابراین روش معمول، انجام رشد هترواپیتاکس روی سایر زیرلایه‌ها است که الزامات بالاتری برای مواد زیرلایه دارد.
در مقایسه بازیرلایه یاقوت کبودبا سایر وجوه کریستالی، نرخ عدم تطابق ثابت شبکه بین ویفر یاقوت کبود با صفحه C (جهت <0001>) و لایه‌های رسوب‌شده در گروه‌های Ⅲ-Ⅴ و Ⅱ-Ⅵ (مانند GaN) نسبتاً کوچک است، و نرخ عدم تطابق ثابت شبکه بین این دو وفیلم‌های AlNکه می‌تواند به عنوان لایه بافر استفاده شود، حتی کوچکتر است و الزامات مقاومت در برابر دمای بالا در فرآیند تبلور GaN را برآورده می‌کند. بنابراین، این یک ماده زیرلایه رایج برای رشد GaN است که می‌تواند 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 زیرلایه یاقوت کبود صفحه C در امتداد محور قطبی خود، یعنی جهت محور C، رشد می‌کند که نه تنها فرآیند رشد بالغ و فرآیند اپیتاکسی، هزینه نسبتاً کم، خواص فیزیکی و شیمیایی پایدار، بلکه عملکرد پردازشی بهتری نیز دارد. اتم‌های ویفر یاقوت کبود C-گرا در آرایش O-al-al-o-al-O پیوند خورده‌اند، در حالی که بلورهای یاقوت کبود M-گرا و A-گرا در آرایش al-O-al-O پیوند خورده‌اند. از آنجا که Al-Al در مقایسه با بلورهای یاقوت کبود M-گرا و A-گرا، انرژی پیوند کمتر و پیوند ضعیف‌تری نسبت به Al-O دارد، پردازش C-sapphire عمدتاً برای باز کردن کلید Al-Al است که پردازش آن آسان‌تر است و می‌تواند کیفیت سطح بالاتری را به دست آورد و سپس کیفیت اپیتاکسیال نیترید گالیم بهتری را به دست آورد که می‌تواند کیفیت LED سفید/آبی با روشنایی فوق‌العاده بالا را بهبود بخشد. از سوی دیگر، لایه‌های نازک رشد یافته در امتداد محور C دارای اثرات قطبش خودبه‌خودی و پیزوالکتریک هستند که منجر به ایجاد یک میدان الکتریکی داخلی قوی در داخل لایه‌ها (چاه‌های کوانتومی لایه فعال) می‌شود که بازده نوری لایه‌های نازک GaN را به شدت کاهش می‌دهد.
ویفر یاقوت کبود سطح Aکاربرد
به دلیل عملکرد جامع عالی، به ویژه عبوردهی عالی، تک بلور یاقوت کبود می‌تواند اثر نفوذ مادون قرمز را افزایش دهد و به یک ماده پنجره‌ای ایده‌آل برای مادون قرمز میانی تبدیل شود که به طور گسترده در تجهیزات فوتوالکتریک نظامی مورد استفاده قرار گرفته است. در جایی که یاقوت کبود A یک صفحه قطبی (صفحه C) در جهت نرمال صفحه است، یک سطح غیر قطبی است. به طور کلی، کیفیت بلور یاقوت کبود A-گرا بهتر از بلور C-گرا است، با جابجایی کمتر، ساختار موزاییکی کمتر و ساختار کریستالی کامل‌تر، بنابراین عملکرد انتقال نور بهتری دارد. در عین حال، به دلیل حالت پیوند اتمی Al-O-Al-O در صفحه a، سختی و مقاومت سایش یاقوت کبود A-گرا به طور قابل توجهی بالاتر از یاقوت کبود C-گرا است. بنابراین، تراشه‌های A-گرا بیشتر به عنوان مواد پنجره استفاده می‌شوند. علاوه بر این، یاقوت کبود A همچنین دارای ثابت دی‌الکتریک یکنواخت و خواص عایق‌بندی بالا است، بنابراین می‌تواند در فناوری میکروالکترونیک هیبریدی، و همچنین برای رشد رساناهای عالی، مانند استفاده از TlBaCaCuO (TbBaCaCuO)، Tl-2212، رشد لایه‌های ابررسانای اپیتاکسیال ناهمگن روی زیرلایه کامپوزیت یاقوت کبود اکسید سریم (CeO2) اعمال شود. با این حال، به دلیل انرژی پیوند زیاد Al-O، پردازش آن دشوارتر است.
کاربردویفر یاقوت کبود هواپیما R / M
صفحه R سطح غیرقطبی یک یاقوت کبود است، بنابراین تغییر در موقعیت صفحه R در یک دستگاه یاقوت کبود، خواص مکانیکی، حرارتی، الکتریکی و نوری متفاوتی به آن می‌دهد. به طور کلی، زیرلایه یاقوت کبود با سطح R برای رسوب ناهمپوشانی سیلیکون، عمدتاً برای کاربردهای نیمه‌هادی، مایکروویو و مدارهای مجتمع میکروالکترونیک، در تولید سرب، سایر اجزای ابررسانا، مقاومت‌های با مقاومت بالا، ترجیح داده می‌شود. آرسنید گالیم همچنین می‌تواند برای رشد زیرلایه نوع R استفاده شود. در حال حاضر، با محبوبیت تلفن‌های هوشمند و سیستم‌های رایانه‌ای تبلت، زیرلایه یاقوت کبود با سطح R جایگزین دستگاه‌های SAW مرکب موجود مورد استفاده برای تلفن‌های هوشمند و رایانه‌های تبلت شده است و زیرلایه‌ای را برای دستگاه‌هایی فراهم می‌کند که می‌توانند عملکرد را بهبود بخشند.
در صورت وجود تخلف، با حذف تماس بگیرید
زمان ارسال: ۱۶ ژوئیه ۲۰۲۴