နီလာသည် အလူမီနာ၏ တစ်ခုတည်းသော ပုံဆောင်ခဲတစ်ခုဖြစ်ပြီး၊ သုံးပွင့်ဆိုင်ပုံဆောင်ခဲစနစ်၊ ဆဋ္ဌဂံပုံသဏ္ဍာန်တွင် ပါဝင်ပြီး ၎င်း၏ပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံသည် အောက်ဆီဂျင်အက်တမ်သုံးလုံးနှင့် covalent နှောင်ကြိုးအမျိုးအစားတွင် အလူမီနီယမ်အက်တမ်နှစ်ခုဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားပြီး၊ ခိုင်ခံ့သောနှောင်ကြိုးကွင်းဆက်နှင့် ကွက်တိပ်စွမ်းအင်တို့ဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသော်လည်း၊ သလင်းကျောက်အတွင်းပိုင်းသည် အညစ်အကြေးများ သို့မဟုတ် ချို့ယွင်းချက်မရှိသောကြောင့် အလွန်ကောင်းမွန်သော လျှပ်စစ်လျှပ်ကာ၊ ပွင့်လင်းမြင်သာမှု၊ ကောင်းသောအပူစီးကူးမှုနှင့် တင်းကျပ်မှုမြင့်မားသော ဝိသေသလက္ခဏာများရှိသည်။ optical window နှင့် high performance substrate material များအဖြစ် တွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုသည်။ သို့ရာတွင်၊ နီလာ၏မော်လီကျူးဖွဲ့စည်းပုံသည် ရှုပ်ထွေးပြီး anisotropy ပါ၀င်ပြီး သက်ဆိုင်သောရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများအပေါ် အကျိုးသက်ရောက်မှုသည် မတူညီသောပုံဆောင်ခဲလမ်းညွှန်များကို လုပ်ဆောင်ခြင်းနှင့် အသုံးပြုခြင်းအတွက် အလွန်ကွာခြားသောကြောင့် အသုံးပြုမှုမှာလည်း ကွဲပြားပါသည်။ ယေဘုယျအားဖြင့်၊ နီလာအလွှာများကို C၊ R၊ A နှင့် M လေယာဉ်လမ်းညွှန်များတွင် ရနိုင်သည်။
လျှောက်လွှာC-plane sapphire wafer
Gallium nitride (GaN) သည် ကျယ်ပြန့်သော bandgap တတိယမျိုးဆက် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းအဖြစ်၊ ကျယ်ပြန့်သောတိုက်ရိုက်ကွင်းကွာဟမှု၊ ခိုင်မာသောအက်တမ်နှောင်ကြိုး၊ မြင့်မားသောအပူစီးကူးမှု၊ ကောင်းမွန်သောဓာတုဗေဒတည်ငြိမ်မှု (မည်သည့်အက်ဆစ်ဖြင့်မျှ မပျက်စီးလုနီးပါး) နှင့် ပြင်းထန်သောဓာတ်ရောင်ခြည်ဆန့်ကျင်နိုင်စွမ်းရှိပြီး ကျယ်ပြန့်သောအလားအလာရှိသည်။ optoelectronics၊ မြင့်မားသော အပူချိန်နှင့် ပါဝါကိရိယာများနှင့် ကြိမ်နှုန်းမြင့်မားသော မိုက်ခရိုဝေ့ဖ်ကိရိယာများ၏ အသုံးချမှု။ သို့သော်လည်း GaN ၏ အရည်ပျော်မှတ် မြင့်မားမှုကြောင့် ကြီးမားသော တစ်ခုတည်းသော ပုံဆောင်ခဲ ပစ္စည်းများ ရရှိရန် ခက်ခဲသောကြောင့် ဘုံနည်းလမ်းမှာ အလွှာအတွက် လိုအပ်ချက်များ မြင့်မားသည့် အခြားသော အလွှာများတွင် ဟေတီရိုပီတာဇီ ကြီးထွားမှုကို လုပ်ဆောင်ရန် ဖြစ်သည်။
နှိုင်းယှဥ်နီလာအလွှာအခြားပုံဆောင်ခဲမျက်နှာများနှင့်အတူ၊ C-plane (<0001> orientation) sapphire wafer နှင့် Ⅲ-Ⅴ နှင့် Ⅱ-Ⅵ (ဥပမာ GaN ကဲ့သို့) အုပ်စုများတွင် အပ်နှံထားသော ရုပ်ရှင်များကြားတွင် ကွက်တိပ်မတူညီမှုနှုန်းမှာ အတော်လေးသေးငယ်ပြီး တောက်တောက်အဆက်မပြတ်မညီပါ။ နှစ်ခုနှင့် အကြားနှုန်းAlN ရုပ်ရှင်များကြားခံအလွှာသည် ပို၍သေးငယ်သောကြောင့် GaN ပုံဆောင်ခဲဖြစ်စဉ်တွင် မြင့်မားသောအပူချိန်ခံနိုင်ရည်ရှိသောလိုအပ်ချက်များနှင့် ကိုက်ညီပါသည်။ ထို့ကြောင့်၊ ၎င်းသည် အဖြူ/အပြာ/စိမ်းလန်းသော leds၊ လေဆာဒိုင်အိုဒ၊ အနီအောက်ရောင်ခြည် ထောက်လှမ်းကိရိယာစသည်ဖြင့် ပြုလုပ်ရန် အသုံးပြုနိုင်သည့် GaN ကြီးထွားမှုအတွက် ဘုံအလွှာတစ်ခုဖြစ်သည်။
C-plane sapphire substrate တွင်စိုက်ပျိုးထားသော GaN ရုပ်ရှင်သည် ၎င်း၏ဝင်ရိုးတစ်လျှောက်တွင် ကြီးထွားလာသည်၊ ဆိုလိုသည်မှာ C-axis ၏ ဦးတည်ချက်ဖြစ်သည့် ရင့်ကျက်ကြီးထွားမှုဖြစ်စဉ်နှင့် epitaxy လုပ်ငန်းစဉ်သာမက၊ ကုန်ကျစရိတ်သက်သာပြီး တည်ငြိမ်သောရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ၊ ဓာတုဂုဏ်သတ္တိများသာမက ပိုမိုကောင်းမွန်သော လုပ်ဆောင်ချက်များကိုလည်း လုပ်ဆောင်ပေးသည်။ C-oriented sapphire wafer ၏ အက်တမ်များကို O-al-al-al-o-al-O အစီအစဉ်ဖြင့် ချိတ်ဆက်ထားပြီး M-oriented နှင့် A-oriented sapphire crystals များကို al-O-al-O ဖြင့် ချိတ်ဆက်ထားသည်။ M-oriented နှင့် A-oriented sapphire crystals များနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက Al-Al တွင် ပေါင်းစပ်စွမ်းအင် နည်းပါးပြီး Al-O ထက် ချိတ်ဆက်မှု အားနည်းသောကြောင့်၊ C-sapphire ၏ လုပ်ဆောင်မှုသည် အဓိကအားဖြင့် Al-Al သော့ကို ဖွင့်ရန်ဖြစ်ပြီး လုပ်ဆောင်ရန် ပိုမိုလွယ်ကူသည်။ နှင့် ပိုမိုမြင့်မားသော မျက်နှာပြင်အရည်အသွေးကို ရရှိနိုင်ပြီး၊ ထို့နောက် ပိုမိုကောင်းမွန်သော ဂယ်လီီယမ်နိုက်ထရိတ် epitaxial အရည်အသွေးကို ရရှိနိုင်ပြီး၊ အလွန်မြင့်မားသော တောက်ပမှုရှိသော အဖြူရောင်/အပြာ LED ၏ အရည်အသွေးကို မြှင့်တင်ပေးနိုင်ပါသည်။ အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ C-axis တစ်လျှောက်တွင် ပေါက်ရောက်သော ရုပ်ရှင်များသည် အလိုအလျောက်ဖြစ်ပြီး piezoelectric polarization သက်ရောက်မှုများရှိပြီး GaN ရုပ်ရှင်များ၏ တောက်ပမှုထိရောက်မှုကို အလွန်လျှော့ချပေးသည့် (active layer quantum Wells) သည် ရုပ်ရှင်များအတွင်း အားကောင်းသော အတွင်းပိုင်းလျှပ်စစ်စက်ကွင်းကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။
A-plane sapphire waferလျှောက်လွှာ
၎င်း၏ ကောင်းမွန်သော ပြည့်စုံကောင်းမွန်သော စွမ်းဆောင်ရည်၊ အထူးသဖြင့် အလွန်ကောင်းမွန်သော ပို့လွှတ်နိုင်စွမ်းကြောင့်၊ Sapphire single crystal သည် အနီအောက်ရောင်ခြည် ထိုးဖောက်ဝင်ရောက်မှုကို မြှင့်တင်ပေးနိုင်ပြီး စစ်ဘက်ဆိုင်ရာ ဓာတ်ပုံလျှပ်စစ်ပစ္စည်းများတွင် တွင်ကျယ်စွာ အသုံးပြုခဲ့သည့် စံပြအလယ်အလတ်ရှိ အနီအောက်ရောင်ခြည်ပြတင်းပေါက် ပစ္စည်းတစ်ခု ဖြစ်လာနိုင်သည်။ နီလာသည် ဝင်ရိုးစွန်းလေယာဉ် (C လေယာဉ်) သည် မျက်နှာ၏ပုံမှန်ဦးတည်ရာနေရာတွင်၊ ဝင်ရိုးစွန်းမဟုတ်သောမျက်နှာပြင်ဖြစ်သည်။ ယေဘူယျအားဖြင့်၊ A-oriented sapphire crystal ၏ အရည်အသွေးသည် C-oriented crystal ထက် ပိုကောင်းသည်၊ ရွေ့လျားမှုနည်းသော၊ Mosaic တည်ဆောက်ပုံနှင့် ပိုမိုပြီးပြည့်စုံသော crystal structure ဖြစ်သောကြောင့် ၎င်းသည် အလင်းပို့လွှတ်မှုစွမ်းဆောင်ရည် ပိုကောင်းပါသည်။ တစ်ချိန်တည်းတွင်၊ လေယာဉ် a ပေါ်ရှိ Al-O-Al-O atomic bonding mode ကြောင့် A-oriented sapphire ၏ မာကျောမှုနှင့် ခံနိုင်ရည်သည် C-oriented sapphire ထက် သိသိသာသာ မြင့်မားသည်။ ထို့ကြောင့် A-directional ချစ်ပ်များကို ဝင်းဒိုးပစ္စည်းများအဖြစ် အများအားဖြင့် အသုံးပြုကြသည်။ ထို့အပြင်၊ နီလာတွင် တူညီသော dielectric constant နှင့် မြင့်မားသော insulation ဂုဏ်သတ္တိများပါရှိသောကြောင့် ၎င်းကို ဟိုက်ဘရစ်မိုက်ခရိုအီလက်ထရွန်းနစ်နည်းပညာတွင် အသုံးချနိုင်ပြီး TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212 ကိုအသုံးပြုခြင်းကဲ့သို့သော ကောင်းမွန်သော conductors များ၏တိုးတက်မှုအတွက် တိုးတက်မှု၊ စီရီယမ်အောက်ဆိုဒ် (CeO2) နီလာပေါင်းစပ်အလွှာပေါ်ရှိ ကွဲပြားသော epitaxial superconducting ရုပ်ရှင်များ။ သို့သော် Al-O ၏ကြီးမားသောနှောင်ကြိုးစွမ်းအင်ကြောင့်လည်း လုပ်ဆောင်ရန်ပိုမိုခက်ခဲသည်။
လျှောက်လွှာR/M plane sapphire wafer
R-plane သည် နီလာ၏ ဝင်ရိုးစွန်းမဟုတ်သော မျက်နှာပြင်ဖြစ်သောကြောင့် နီလာစက်တစ်ခုရှိ R-plane အနေအထားပြောင်းလဲမှုသည် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ၊ အပူပိုင်း၊ လျှပ်စစ်နှင့် အလင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများကို ကွဲပြားစေသည်။ ယေဘူယျအားဖြင့်၊ R-surface sapphire အလွှာသည် ဆီလီကွန်၏ heteroepitaxial deposition အတွက် ဦးစားပေးဖြစ်ပြီး အဓိကအားဖြင့် semiconductor၊ microwave နှင့် microelectronics ပေါင်းစပ် circuit applications များအတွက်၊ ခဲထုတ်လုပ်မှုတွင်၊ အခြား superconducting အစိတ်အပိုင်းများ၊ ခုခံအားမြင့်သော resistors၊ gallium arsenide ကိုလည်း R- အတွက် အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။ substrate ကြီးထွားမှုအမျိုးအစား။ လက်ရှိတွင်၊ စမတ်ဖုန်းများနှင့် တက်ဘလက်ကွန်ပျူတာစနစ်များ ရေပန်းစားလာသဖြင့် R-face sapphire အလွှာသည် စမတ်ဖုန်းများနှင့် တက်ဘလက်ကွန်ပျူတာများအတွက် အသုံးပြုသည့် ရှိပြီးသား ဒြပ်ပေါင်း SAW ကိရိယာများကို အစားထိုးခဲ့ပြီး စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ပေးနိုင်သည့် ကိရိယာများအတွက် အလွှာတစ်ခုအဖြစ် အစားထိုးခဲ့သည်။
ချိုးဖောက်မှုရှိပါက ဖျက်ရန် ဆက်သွယ်ပါ။
တင်ချိန်- ဇူလိုင် ၁၆-၂၀၂၄