શું વિવિધ ક્રિસ્ટલ ઓરિએન્ટેશન સાથે નીલમ વેફરની એપ્લિકેશનમાં પણ તફાવત છે?

નીલમ એ એલ્યુમિનાનું એક સ્ફટિક છે, ત્રિપક્ષીય સ્ફટિક પ્રણાલીનું છે, ષટ્કોણ માળખું, તેનું સ્ફટિક માળખું સહસંયોજક બોન્ડ પ્રકારમાં ત્રણ ઓક્સિજન અણુ અને બે એલ્યુમિનિયમ અણુઓથી બનેલું છે, ખૂબ જ નજીકથી ગોઠવાયેલ છે, મજબૂત બંધન સાંકળ અને જાળી ઊર્જા સાથે, જ્યારે તેની ક્રિસ્ટલ આંતરિક લગભગ કોઈ અશુદ્ધિઓ અથવા ખામીઓ નથી, તેથી તે ઉત્તમ ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેશન, પારદર્શિતા, સારી થર્મલ વાહકતા અને ઉચ્ચ કઠોરતા લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે. ઓપ્ટિકલ વિન્ડો અને ઉચ્ચ પ્રદર્શન સબસ્ટ્રેટ સામગ્રી તરીકે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. જો કે, નીલમનું મોલેક્યુલર માળખું જટિલ છે અને ત્યાં એનિસોટ્રોપી છે, અને અનુરૂપ ભૌતિક ગુણધર્મો પરની અસર પણ વિવિધ ક્રિસ્ટલ દિશાઓની પ્રક્રિયા અને ઉપયોગ માટે ખૂબ જ અલગ છે, તેથી ઉપયોગ પણ અલગ છે. સામાન્ય રીતે, નીલમ સબસ્ટ્રેટ C, R, A અને M વિમાન દિશાઓમાં ઉપલબ્ધ છે.

ની અરજીસી-પ્લેન નીલમ વેફર

ગેલિયમ નાઇટ્રાઇડ (GaN) વિશાળ બેન્ડગેપ ત્રીજી પેઢીના સેમિકન્ડક્ટર તરીકે, વિશાળ ડાયરેક્ટ બેન્ડ ગેપ, મજબૂત અણુ બંધન, ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા, સારી રાસાયણિક સ્થિરતા (લગભગ કોઈપણ એસિડ દ્વારા કાટખૂણે નથી) અને મજબૂત એન્ટિ-ઇરેડિયેશન ક્ષમતા ધરાવે છે, અને તેમાં વ્યાપક સંભાવનાઓ છે. ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક્સ, ઉચ્ચ તાપમાન અને પાવર ઉપકરણો અને ઉચ્ચ આવર્તન માઇક્રોવેવ ઉપકરણોની એપ્લિકેશન. જો કે, GaN ના ઉચ્ચ ગલનબિંદુને કારણે, મોટા કદના સિંગલ ક્રિસ્ટલ સામગ્રી મેળવવાનું મુશ્કેલ છે, તેથી સામાન્ય રીત એ છે કે અન્ય સબસ્ટ્રેટ પર હેટરોપીટેક્સી વૃદ્ધિ હાથ ધરવી, જેમાં સબસ્ટ્રેટ સામગ્રી માટે ઉચ્ચ જરૂરિયાતો હોય છે.

ની સાથે સરખામણીનીલમ સબસ્ટ્રેટઅન્ય સ્ફટિક ચહેરાઓ સાથે, સી-પ્લેન (<0001> ઓરિએન્ટેશન) નીલમ વેફર અને Ⅲ-Ⅴ અને Ⅱ-Ⅵ (જેમ કે GaN) જૂથોમાં જમા કરાયેલી ફિલ્મો વચ્ચે જાળીનો સતત મેળ ખાતો દર પ્રમાણમાં નાનો છે, અને જાળીનો સતત મેળ ખાતો નથી. બે અને વચ્ચેનો દરAlN ફિલ્મોજેનો ઉપયોગ બફર લેયર તરીકે થઈ શકે છે તે પણ નાનો છે, અને તે GaN સ્ફટિકીકરણ પ્રક્રિયામાં ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકારની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે. તેથી, તે GaN વૃદ્ધિ માટે એક સામાન્ય સબસ્ટ્રેટ સામગ્રી છે, જેનો ઉપયોગ સફેદ/વાદળી/લીલા એલઇડી, લેસર ડાયોડ, ઇન્ફ્રારેડ ડિટેક્ટર્સ વગેરે બનાવવા માટે થઈ શકે છે.

ઉલ્લેખનીય છે કે સી-પ્લેન સેફાયર સબસ્ટ્રેટ પર ઉગાડવામાં આવતી GaN ફિલ્મ તેની ધ્રુવીય ધરી સાથે વધે છે, એટલે કે સી-અક્ષની દિશા, જે માત્ર પરિપક્વ વૃદ્ધિ પ્રક્રિયા અને એપિટાક્સી પ્રક્રિયા નથી, પ્રમાણમાં ઓછી કિંમત, સ્થિર ભૌતિક છે. અને રાસાયણિક ગુણધર્મો, પણ સારી પ્રક્રિયા કામગીરી. સી-ઓરિએન્ટેડ નીલમ વેફરના અણુઓ ઓ-અલ-અલ-ઓ-અલ-ઓ વ્યવસ્થામાં બંધાયેલા છે, જ્યારે એમ-ઓરિએન્ટેડ અને એ-ઓરિએન્ટેડ નીલમ સ્ફટિકો અલ-ઓ-અલ-ઓ માં બંધાયેલા છે. એમ-ઓરિએન્ટેડ અને એ-ઓરિએન્ટેડ નીલમ સ્ફટિકોની તુલનામાં અલ-અલમાં નીચી બોન્ડિંગ એનર્જી અને અલ-ઓ કરતાં નબળા બોન્ડિંગ હોવાને કારણે, સી-સેફાયરની પ્રક્રિયા મુખ્યત્વે અલ-અલ કી ખોલવા માટે કરવામાં આવે છે, જે પ્રક્રિયા કરવા માટે સરળ છે. , અને ઉચ્ચ સપાટીની ગુણવત્તા મેળવી શકે છે, અને પછી વધુ સારી ગેલિયમ નાઇટ્રાઇડ એપિટેક્સિયલ ગુણવત્તા મેળવી શકે છે, જે અલ્ટ્રા-હાઇ બ્રાઇટનેસ સફેદ/વાદળી LED ની ગુણવત્તાને સુધારી શકે છે. બીજી તરફ, સી-અક્ષ સાથે ઉગાડવામાં આવતી ફિલ્મોમાં સ્વયંસ્ફુરિત અને પીઝોઇલેક્ટ્રિક ધ્રુવીકરણ અસરો હોય છે, જેના પરિણામે ફિલ્મોની અંદર મજબૂત આંતરિક ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર (સક્રિય સ્તર ક્વોન્ટમ વેલ્સ) બને છે, જે GaN ફિલ્મોની તેજસ્વી કાર્યક્ષમતાને મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડે છે.

એ-પ્લેન નીલમ વેફરઅરજી

તેના ઉત્કૃષ્ટ વ્યાપક પ્રદર્શનને કારણે, ખાસ કરીને ઉત્તમ ટ્રાન્સમિટન્સ, નીલમ સિંગલ ક્રિસ્ટલ ઇન્ફ્રારેડ પેનિટ્રેશન ઇફેક્ટને વધારી શકે છે, અને એક આદર્શ મિડ-ઇન્ફ્રારેડ વિન્ડો મટિરિયલ બની શકે છે, જેનો લશ્કરી ફોટોઇલેક્ટ્રિક સાધનોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. જ્યાં નીલમ ચહેરાની સામાન્ય દિશામાં ધ્રુવીય સમતલ (C પ્લેન) છે, તે બિન-ધ્રુવીય સપાટી છે. સામાન્ય રીતે, A-ઓરિએન્ટેડ સેફાયર ક્રિસ્ટલની ગુણવત્તા C-ઓરિએન્ટેડ ક્રિસ્ટલ કરતાં વધુ સારી હોય છે, જેમાં ઓછા અવ્યવસ્થા, ઓછા મોઝેક સ્ટ્રક્ચર અને વધુ સંપૂર્ણ સ્ફટિક માળખું હોય છે, તેથી તે વધુ સારી પ્રકાશ ટ્રાન્સમિશન કામગીરી ધરાવે છે. તે જ સમયે, પ્લેન a પર અલ-ઓ-અલ-ઓ એટોમિક બોન્ડિંગ મોડને કારણે, A-ઓરિએન્ટેડ નીલમની કઠિનતા અને વસ્ત્રો પ્રતિકાર C-ઓરિએન્ટેડ નીલમ કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે. તેથી, એ-ડાયરેક્શનલ ચિપ્સ મોટે ભાગે વિન્ડો સામગ્રી તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે; વધુમાં, A નીલમમાં સમાન ડાઇલેક્ટ્રિક સતત અને ઉચ્ચ ઇન્સ્યુલેશન ગુણધર્મો પણ હોય છે, તેથી તેને હાઇબ્રિડ માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સ ટેક્નોલોજી પર લાગુ કરી શકાય છે, પરંતુ શાનદાર વાહકની વૃદ્ધિ માટે પણ, જેમ કે TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212નો ઉપયોગ, વૃદ્ધિ માટે. સીરિયમ ઓક્સાઇડ (CeO2) નીલમ સંયુક્ત સબસ્ટ્રેટ પર વિજાતીય એપિટેક્સિયલ સુપરકન્ડક્ટીંગ ફિલ્મો. જો કે, Al-O ની મોટી બોન્ડ એનર્જીને કારણે પણ તેની પ્રક્રિયા કરવી વધુ મુશ્કેલ છે.

ની અરજીR/M પ્લેન સેફાયર વેફર

આર-પ્લેન એ નીલમની બિન-ધ્રુવીય સપાટી છે, તેથી નીલમ ઉપકરણમાં આર-પ્લેનની સ્થિતિમાં ફેરફાર તેને વિવિધ યાંત્રિક, થર્મલ, ઇલેક્ટ્રિકલ અને ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મો આપે છે. સામાન્ય રીતે, R-સપાટી નીલમ સબસ્ટ્રેટને સિલિકોનના હેટરોપીટેક્સિયલ ડિપોઝિશન માટે પ્રાધાન્ય આપવામાં આવે છે, મુખ્યત્વે સેમિકન્ડક્ટર, માઇક્રોવેવ અને માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સ ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ એપ્લીકેશન માટે, સીસાના ઉત્પાદનમાં, અન્ય સુપરકન્ડક્ટિંગ ઘટકો, ઉચ્ચ પ્રતિકારક પ્રતિરોધકો, ગેલિયમ આર્સેનાઇડનો પણ ઉપયોગ કરી શકાય છે. પ્રકાર સબસ્ટ્રેટ વૃદ્ધિ. હાલમાં, સ્માર્ટ ફોન્સ અને ટેબ્લેટ કમ્પ્યુટર સિસ્ટમ્સની લોકપ્રિયતા સાથે, આર-ફેસ સેફાયર સબસ્ટ્રેટે સ્માર્ટ ફોન્સ અને ટેબ્લેટ કમ્પ્યુટર્સ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા હાલના સંયોજન SAW ઉપકરણોને બદલી નાખ્યા છે, જે ઉપકરણો માટે સબસ્ટ્રેટ પ્રદાન કરે છે જે પ્રદર્શનમાં સુધારો કરી શકે છે.

જો ત્યાં ઉલ્લંઘન હોય, તો સંપર્ક કાઢી નાખો