क्या विभिन्न क्रिस्टल अभिविन्यासों के साथ नीलम वेफर्स के अनुप्रयोग में भी अंतर होता है?

नीलम एल्युमिना का एकल क्रिस्टल है, त्रिपक्षीय क्रिस्टल प्रणाली, षट्कोणीय संरचना से संबंधित है, इसकी क्रिस्टल संरचना तीन ऑक्सीजन परमाणुओं और दो एल्यूमीनियम परमाणुओं से बनी है, जो सहसंयोजक बंधन प्रकार में बहुत बारीकी से व्यवस्थित है, मजबूत बंधन श्रृंखला और जाली ऊर्जा के साथ, जबकि इसके क्रिस्टल इंटीरियर में लगभग कोई अशुद्धियाँ या दोष नहीं हैं, इसलिए इसमें उत्कृष्ट विद्युत इन्सुलेशन, पारदर्शिता, अच्छी तापीय चालकता और उच्च कठोरता विशेषताएँ हैं। ऑप्टिकल विंडो और उच्च प्रदर्शन सब्सट्रेट सामग्री के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। हालांकि, नीलम की आणविक संरचना जटिल है और इसमें अनिसोट्रॉपी है, और संबंधित भौतिक गुणों पर प्रभाव भी विभिन्न क्रिस्टल दिशाओं के प्रसंस्करण और उपयोग के लिए बहुत अलग है, इसलिए उपयोग भी अलग है। सामान्य तौर पर, नीलम सब्सट्रेट C, R, A और M प्लेन दिशाओं में उपलब्ध हैं।

का अनुप्रयोगसी-प्लेन नीलम वेफर

गैलियम नाइट्राइड (GaN) एक विस्तृत बैंडगैप तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक के रूप में, व्यापक प्रत्यक्ष बैंडगैप, मजबूत परमाणु बंधन, उच्च तापीय चालकता, अच्छी रासायनिक स्थिरता (लगभग किसी भी एसिड द्वारा संक्षारित नहीं) और मजबूत विकिरण-रोधी क्षमता है, और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स, उच्च तापमान और बिजली उपकरणों और उच्च आवृत्ति माइक्रोवेव उपकरणों के अनुप्रयोग में व्यापक संभावनाएं हैं। हालांकि, GaN के उच्च गलनांक के कारण, बड़े आकार के एकल क्रिस्टल पदार्थ प्राप्त करना मुश्किल है, इसलिए सामान्य तरीका अन्य सब्सट्रेट पर हेटेरोएपिटेक्सी वृद्धि करना है, जिसमें सब्सट्रेट सामग्री के लिए उच्च आवश्यकताएं हैं।

की तुलना मेंनीलम सब्सट्रेटअन्य क्रिस्टल चेहरों के साथ, सी-प्लेन (<0001> अभिविन्यास) नीलमणि वेफर और समूह Ⅲ-Ⅴ और Ⅱ-Ⅵ (जैसे GaN) में जमा फिल्मों के बीच जाली स्थिर बेमेल दर अपेक्षाकृत छोटी है, और दोनों और के बीच जाली स्थिर बेमेल दरAlN फिल्मेंबफर परत के रूप में इस्तेमाल किया जा सकने वाला पदार्थ और भी छोटा होता है, और यह GaN क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया में उच्च तापमान प्रतिरोध की आवश्यकताओं को पूरा करता है। इसलिए, यह GaN वृद्धि के लिए एक सामान्य सब्सट्रेट सामग्री है, जिसका उपयोग सफेद/नीले/हरे रंग के एलईडी, लेजर डायोड, अवरक्त डिटेक्टर आदि बनाने के लिए किया जा सकता है।

यह ध्यान देने योग्य है कि सी-प्लेन नीलम सब्सट्रेट पर विकसित GaN फिल्म अपने ध्रुवीय अक्ष के साथ बढ़ती है, अर्थात, सी-अक्ष की दिशा, जो न केवल परिपक्व विकास प्रक्रिया और एपिटेक्सी प्रक्रिया, अपेक्षाकृत कम लागत, स्थिर भौतिक और रासायनिक गुण है, बल्कि बेहतर प्रसंस्करण प्रदर्शन भी है। सी-उन्मुख नीलम वेफर के परमाणुओं को ओ-अल-अल-ओ-अल-ओ व्यवस्था में बंधे होते हैं, जबकि एम-उन्मुख और ए-उन्मुख नीलम क्रिस्टल अल-ओ-अल-ओ में बंधे होते हैं। क्योंकि एम-उन्मुख और ए-उन्मुख नीलम क्रिस्टल की तुलना में अल-ओ की तुलना में अल-अल में कम बंधन ऊर्जा और कमजोर बंधन होता है, सी-नीलम का प्रसंस्करण मुख्य रूप से अल-अल कुंजी को खोलने के लिए होता है, जो कि प्रक्रिया करना आसान होता है दूसरी ओर, सी-अक्ष के साथ विकसित फिल्मों में स्वतःस्फूर्त और पीजोइलेक्ट्रिक ध्रुवीकरण प्रभाव होता है, जिसके परिणामस्वरूप फिल्मों के अंदर एक मजबूत आंतरिक विद्युत क्षेत्र (सक्रिय परत क्वांटम वेल्स) उत्पन्न होता है, जो GaN फिल्मों की चमकदार दक्षता को बहुत कम कर देता है।

ए-प्लेन नीलम वेफरआवेदन

अपने उत्कृष्ट व्यापक प्रदर्शन, विशेष रूप से उत्कृष्ट संप्रेषण के कारण, नीलम एकल क्रिस्टल अवरक्त प्रवेश प्रभाव को बढ़ा सकता है, और एक आदर्श मध्य-अवरक्त खिड़की सामग्री बन सकता है, जिसका व्यापक रूप से सैन्य फोटोइलेक्ट्रिक उपकरणों में उपयोग किया गया है। जहां ए नीलम चेहरे की सामान्य दिशा में एक ध्रुवीय विमान (सी प्लेन) है, एक गैर-ध्रुवीय सतह है। आम तौर पर, ए-उन्मुख नीलम क्रिस्टल की गुणवत्ता सी-उन्मुख क्रिस्टल की तुलना में बेहतर होती है, कम अव्यवस्था, कम मोज़ेक संरचना और अधिक पूर्ण क्रिस्टल संरचना के साथ, इसलिए इसमें बेहतर प्रकाश संचरण प्रदर्शन होता है। वहीं, प्लेन ए पर Al-O-Al-O परमाणु बंधन मोड के कारण, A-उन्मुख नीलम की कठोरता और पहनने का प्रतिरोध C-उन्मुख नीलम की तुलना में काफी अधिक होता है। इसके अलावा, नीलम में एकसमान परावैद्युत स्थिरांक और उच्च इन्सुलेशन गुण भी होते हैं, इसलिए इसे हाइब्रिड माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स तकनीक में लागू किया जा सकता है, लेकिन शानदार कंडक्टरों के विकास के लिए भी, जैसे कि TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212 का उपयोग, सेरियम ऑक्साइड (CeO2) नीलम मिश्रित सब्सट्रेट पर विषम एपिटैक्सियल सुपरकंडक्टिंग फिल्मों का विकास। हालाँकि, Al-O की बड़ी बॉन्ड ऊर्जा के कारण, इसे संसाधित करना अधिक कठिन है।

आवेदनआर/एम प्लेन नीलम वेफर

आर-प्लेन नीलम की गैर-ध्रुवीय सतह है, इसलिए नीलम डिवाइस में आर-प्लेन की स्थिति में परिवर्तन इसे अलग-अलग यांत्रिक, थर्मल, इलेक्ट्रिकल और ऑप्टिकल गुण देता है। आम तौर पर, आर-सतह नीलम सब्सट्रेट को सिलिकॉन के हेटेरोएपिटैक्सियल जमाव के लिए पसंद किया जाता है, मुख्य रूप से अर्धचालक, माइक्रोवेव और माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स एकीकृत सर्किट अनुप्रयोगों के लिए, सीसा, अन्य सुपरकंडक्टिंग घटकों, उच्च प्रतिरोध प्रतिरोधकों के उत्पादन में, गैलियम आर्सेनाइड का उपयोग आर-प्रकार सब्सट्रेट विकास के लिए भी किया जा सकता है। वर्तमान में, स्मार्ट फोन और टैबलेट कंप्यूटर सिस्टम की लोकप्रियता के साथ, आर-फेस नीलम सब्सट्रेट ने स्मार्ट फोन और टैबलेट कंप्यूटर के लिए उपयोग किए जाने वाले मौजूदा यौगिक SAW उपकरणों को बदल दिया है, जो प्रदर्शन को बेहतर बनाने वाले उपकरणों के लिए एक सब्सट्रेट प्रदान करता है।

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