تفاوت در کاربرد ویفرهای یاقوت کبود با جهت‌گیری‌های کریستالی مختلف

یاقوت کبود تک کریستالی از اکسید آلومینیوم است. دارای سیستم کریستالی مثلثی و ساختار شش ضلعی است. ساختار کریستالی آن از سه اتم اکسیژن و دو اتم آلومینیوم تشکیل شده است که توسط پیوندهای کووالانسی ترکیب شده اند. بسیار محکم چیده شده است و دارای زنجیره های اتصال قوی است و دارای انرژی شبکه بالا است و تقریباً هیچ ناخالصی یا نقصی در داخل کریستال ندارد، بنابراین دارای عایق الکتریکی عالی، شفافیت، هدایت حرارتی خوب و خواص سفتی بالا است و به طور گسترده به عنوان پنجره های نوری استفاده می شود. و مواد بستر با کارایی بالا. با این حال، ساختار مولکولی یاقوت کبود پیچیده و ناهمسانگرد است. پردازش و استفاده از جهت‌گیری‌های کریستالی مختلف تأثیرات بسیار متفاوتی بر خواص فیزیکی مربوطه دارد، بنابراین کاربردها نیز متفاوت است. به طور کلی، بسترهای یاقوت کبود در جهت های صفحه C، R، A و M موجود هستند.

کاربرد یاقوت کبود C-side

ماده نیترید گالیوم (GaN) به عنوان نسل سوم نیمه هادی با شکاف گسترده، دارای خواصی مانند شکاف باند مستقیم گسترده، پیوندهای اتمی قوی، هدایت حرارتی بالا، پایداری شیمیایی خوب (تقریباً توسط هیچ اسیدی خورده نمی شود) و قوی با مقاومت در برابر تشعشع عالی است. ، چشم انداز گسترده ای در کاربرد اپتوالکترونیک، دستگاه های پرقدرت با دمای بالا و دستگاه های مایکروویو با فرکانس بالا دارد. با این حال، به دلیل نقطه ذوب بالای GaN، در حال حاضر به دست آوردن مواد تک بلور با اندازه بزرگ دشوار است. بنابراین، یک روش متداول، انجام رشد هترواپیتاکسیال روی سایر بسترها است که نیازهای بالاتری برای مواد زیرلایه دارد.

کاربرد یاقوت کبود A-side

تک کریستال یاقوت کبود به دلیل خواص جامع عالی، به ویژه قابلیت عبور عالی، می تواند اثر نفوذ پرتوهای مادون قرمز را افزایش دهد، و آن را به یک ماده ایده آل برای پنجره مادون قرمز میانی تبدیل می کند و به طور گسترده در تجهیزات اپتوالکترونیک نظامی استفاده می شود. در میان آنها، یاقوت کبود سمت A سطحی است در جهت عادی سطح قطبی (سمت C) و یک سطح غیر قطبی است. به طور کلی، کیفیت کریستال های یاقوت کبود در جهت a بهتر از کریستال های رشد یافته در جهت c است. نابجایی کمتر، ساختارهای موزاییکی کمتر و ساختار کریستالی کاملتر و غیره دارد، بنابراین عملکرد انتقال نور بهتری دارد. در عین حال، با توجه به سطح A، روش پیوند اتمی Al-O-Al-O باعث می شود که سختی و مقاومت به سایش یاقوت کبود جهت a به طور قابل توجهی بالاتر از جهت c باشد. بنابراین، ویفرهای جهت A بیشتر به عنوان مواد پنجره استفاده می شود. علاوه بر این، یاقوت کبود جهت A همچنین دارای ثابت دی الکتریک یکنواخت و خواص عایق بالایی است، بنابراین می توان از آن در فناوری میکروالکترونیک هیبریدی استفاده کرد و همچنین می تواند برای رشد ابررساناهای بالا استفاده شود.

کاربرد یاقوت کبود سطح R/M-سطح

صفحه R صفحه غیر قطبی یاقوت کبود است. بنابراین تغییر در موقعیت صفحه R در دستگاه های یاقوت کبود خواص مکانیکی، حرارتی، الکتریکی و نوری متفاوتی به آن می دهد. به طور کلی، بسترهای یاقوت کبود R-plane برای رسوب دهی هترواپیتاکسیال سیلیکون، عمدتاً برای ساخت برنامه های نیمه هادی، مایکروویو و مدار مجتمع میکروالکترونیک ترجیح داده می شوند. رشد بستر نوع R نیز می تواند مورد استفاده قرار گیرد. با محبوبیت کنونی گوشی‌های هوشمند و سیستم‌های رایانه‌ای تبلت، بسترهای یاقوت کبود سطح R جایگزین دستگاه‌های ترکیبی SAW موجود در گوشی‌های هوشمند و رایانه‌های تبلت شده‌اند و بستر دستگاهی را فراهم می‌کنند که می‌تواند عملکرد را بهبود بخشد.

علاوه بر این، هنگامی که از صفحه R یا M برای رشد لایه های همپایی غیر قطبی/نیمه قطبی استفاده می شود، در مقایسه با بستر یاقوت کبود C-plane، می تواند تا حدی یا حتی به طور کامل مشکلات ناشی از میدان قطبش را بهبود بخشد. دستگاه ساطع نور بنابراین، مواد بستر مورد استفاده به عنوان LED می تواند به بهبود راندمان نور کمک کند. با این حال، هنگام پردازش یا برش، انتخاب سطح m به عنوان سطح برش مستعد ترک خوردن است و تهیه یک سطح با کیفیت بالا دشوار است.