क्या विभिन्न क्रिस्टल अभिविन्यास वाले नीलमणि वेफर्स के अनुप्रयोग में भी अंतर हैं?

नीलमणि एल्यूमिना का एक एकल क्रिस्टल है, त्रिपक्षीय क्रिस्टल प्रणाली, हेक्सागोनल संरचना से संबंधित है, इसकी क्रिस्टल संरचना सहसंयोजक बंधन प्रकार में तीन ऑक्सीजन परमाणुओं और दो एल्यूमीनियम परमाणुओं से बनी है, जो मजबूत बंधन श्रृंखला और जाली ऊर्जा के साथ बहुत बारीकी से व्यवस्थित होती है, जबकि इसकी क्रिस्टल इंटीरियर में लगभग कोई अशुद्धता या दोष नहीं है, इसलिए इसमें उत्कृष्ट विद्युत इन्सुलेशन, पारदर्शिता, अच्छी तापीय चालकता और उच्च कठोरता विशेषताएं हैं। व्यापक रूप से ऑप्टिकल विंडो और उच्च प्रदर्शन सब्सट्रेट सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है। हालाँकि, नीलमणि की आणविक संरचना जटिल है और अनिसोट्रॉपी है, और विभिन्न क्रिस्टल दिशाओं के प्रसंस्करण और उपयोग के लिए संबंधित भौतिक गुणों पर प्रभाव भी बहुत अलग है, इसलिए उपयोग भी अलग है। सामान्य तौर पर, नीलम सब्सट्रेट सी, आर, ए और एम समतल दिशाओं में उपलब्ध होते हैं।

का आवेदनसी-प्लेन नीलमणि वेफर

गैलियम नाइट्राइड (GaN) एक विस्तृत बैंडगैप तीसरी पीढ़ी के अर्धचालक के रूप में, व्यापक प्रत्यक्ष बैंड गैप, मजबूत परमाणु बंधन, उच्च तापीय चालकता, अच्छी रासायनिक स्थिरता (लगभग किसी भी एसिड द्वारा संक्षारित नहीं) और मजबूत विकिरण-विरोधी क्षमता है, और इसमें व्यापक संभावनाएं हैं ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स, उच्च तापमान और बिजली उपकरणों और उच्च आवृत्ति माइक्रोवेव उपकरणों का अनुप्रयोग। हालांकि, GaN के उच्च पिघलने बिंदु के कारण, बड़े आकार की एकल क्रिस्टल सामग्री प्राप्त करना मुश्किल है, इसलिए सामान्य तरीका अन्य सब्सट्रेट्स पर हेटेरोएपिटैक्सी विकास करना है, जिसमें सब्सट्रेट सामग्री के लिए उच्च आवश्यकताएं होती हैं।

की तुलना मेंनीलमणि सब्सट्रेटअन्य क्रिस्टल चेहरों के साथ, सी-प्लेन (<0001> ओरिएंटेशन) नीलमणि वेफर और समूहों Ⅲ-Ⅴ और Ⅱ-Ⅵ (जैसे GaN) में जमा फिल्मों के बीच जाली निरंतर बेमेल दर अपेक्षाकृत छोटी है, और जाली निरंतर बेमेल है दोनों के बीच दरएएलएन फिल्मेंइसका उपयोग बफर परत के रूप में किया जा सकता है और यह और भी छोटा 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 एलईडी, लेजर डायोड, इन्फ्रारेड डिटेक्टर आदि बनाने के लिए किया जा सकता है।

उल्लेखनीय है कि सी-प्लेन नीलमणि सब्सट्रेट पर उगाई गई GaN फिल्म अपने ध्रुवीय अक्ष के साथ बढ़ती है, यानी सी-अक्ष की दिशा, जो न केवल परिपक्व विकास प्रक्रिया और एपिटेक्सी प्रक्रिया, अपेक्षाकृत कम लागत, स्थिर भौतिक है और रासायनिक गुण, बल्कि बेहतर प्रसंस्करण प्रदर्शन भी। सी-उन्मुख नीलमणि वेफर के परमाणु ओ-अल-अल-ओ-अल-ओ व्यवस्था में बंधे होते हैं, जबकि एम-उन्मुख और ए-उन्मुख नीलमणि क्रिस्टल अल-ओ-अल-ओ में बंधे होते हैं। क्योंकि एम-ओरिएंटेड और ए-ओरिएंटेड नीलमणि क्रिस्टल की तुलना में अल-अल में अल-ओ की तुलना में कम बॉन्डिंग ऊर्जा और कमजोर बॉन्डिंग है, सी-नीलम की प्रोसेसिंग मुख्य रूप से अल-अल कुंजी को खोलने के लिए होती है, जिसे प्रोसेस करना आसान होता है। , और उच्च सतह गुणवत्ता प्राप्त कर सकते हैं, और फिर बेहतर गैलियम नाइट्राइड एपिटैक्सियल गुणवत्ता प्राप्त कर सकते हैं, जो अल्ट्रा-उच्च चमक सफेद/नीली एलईडी की गुणवत्ता में सुधार कर सकता है। दूसरी ओर, सी-अक्ष के साथ विकसित फिल्मों में सहज और पीजोइलेक्ट्रिक ध्रुवीकरण प्रभाव होता है, जिसके परिणामस्वरूप फिल्मों के अंदर एक मजबूत आंतरिक विद्युत क्षेत्र (सक्रिय परत क्वांटम वेल्स) होता है, जो GaN फिल्मों की चमकदार दक्षता को काफी कम कर देता है।

ए-प्लेन नीलमणि वेफरआवेदन

अपने उत्कृष्ट व्यापक प्रदर्शन, विशेष रूप से उत्कृष्ट संप्रेषण के कारण, नीलमणि 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 उपकरण में उपयोग किया गया है। जहां नीलम चेहरे की सामान्य दिशा में एक ध्रुवीय तल (सी तल) है, एक गैर-ध्रुवीय सतह है। आम तौर पर, ए-उन्मुख नीलमणि क्रिस्टल की गुणवत्ता सी-उन्मुख क्रिस्टल की तुलना में बेहतर होती है, जिसमें कम अव्यवस्था, कम मोज़ेक संरचना और अधिक पूर्ण क्रिस्टल संरचना होती है, इसलिए इसमें बेहतर प्रकाश संचरण प्रदर्शन होता है। साथ ही, समतल ए पर अल-ओ-अल-ओ परमाणु बंधन मोड के कारण, ए-उन्मुख नीलमणि की कठोरता और पहनने का प्रतिरोध सी-उन्मुख नीलमणि की तुलना में काफी अधिक है। इसलिए, ए-दिशात्मक चिप्स का उपयोग अधिकतर विंडो सामग्री के रूप में किया जाता है; इसके अलावा, नीलम में समान ढांकता हुआ स्थिरांक और उच्च इन्सुलेशन गुण भी होते हैं, इसलिए इसे हाइब्रिड माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स तकनीक पर लागू किया जा सकता है, लेकिन शानदार कंडक्टरों के विकास के लिए भी, जैसे कि TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212 का उपयोग, विकास सेरियम ऑक्साइड (CeO2) नीलमणि मिश्रित सब्सट्रेट पर विषम एपिटैक्सियल सुपरकंडक्टिंग फिल्में। हालाँकि, अल-ओ की बड़ी बंधन ऊर्जा के कारण, इसे संसाधित करना अधिक कठिन है।

का अनुप्रयोगआर/एम विमान नीलमणि वेफर

आर-प्लेन नीलम की गैर-ध्रुवीय सतह है, इसलिए नीलम उपकरण में आर-प्लेन की स्थिति में परिवर्तन इसे विभिन्न यांत्रिक, थर्मल, इलेक्ट्रिकल और ऑप्टिकल गुण प्रदान करता है। सामान्य तौर पर, आर-सतह नीलमणि सब्सट्रेट को सिलिकॉन के हेटेरोएपिटैक्सियल जमाव के लिए प्राथमिकता दी जाती है, मुख्य रूप से सेमीकंडक्टर, माइक्रोवेव और माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स एकीकृत सर्किट अनुप्रयोगों के लिए, सीसा के उत्पादन में, अन्य सुपरकंडक्टिंग घटकों, उच्च प्रतिरोध प्रतिरोधों, गैलियम आर्सेनाइड का उपयोग आर- के लिए भी किया जा सकता है। प्रकार सब्सट्रेट वृद्धि। वर्तमान में, स्मार्ट फोन और टैबलेट कंप्यूटर सिस्टम की लोकप्रियता के साथ, आर-फेस सफायर सब्सट्रेट ने स्मार्ट फोन और टैबलेट कंप्यूटर के लिए उपयोग किए जाने वाले मौजूदा कंपाउंड SAW उपकरणों को बदल दिया है, जो उन उपकरणों के लिए सब्सट्रेट प्रदान करता है जो प्रदर्शन में सुधार कर सकते हैं।

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