နီလာကျောက်သည် အလူမီနာကျောက်၏ တစ်ခုတည်းသော ပုံဆောင်ခဲဖြစ်ပြီး သုံးပိုင်းပုံဆောင်ခဲစနစ်တွင် ပါဝင်ပြီး ခြောက်ထောင့်ပုံသဏ္ဍာန်ရှိသည်။ ၎င်း၏ ပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံကို covalent bond အမျိုးအစားဖြင့် အောက်ဆီဂျင်အက်တမ်သုံးခုနှင့် အလူမီနီယမ်အက်တမ်နှစ်ခုဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားပြီး အလွန်နီးကပ်စွာ စီစဉ်ထားကာ ခိုင်မာသော ချိတ်ဆက်မှုကွင်းဆက်နှင့် ကွက်တိစွမ်းအင်ဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားပြီး ၎င်း၏ ပုံဆောင်ခဲအတွင်းပိုင်းတွင် မသန့်စင်မှု သို့မဟုတ် ချို့ယွင်းချက်မရှိသလောက်ဖြစ်သောကြောင့် လျှပ်စစ်လျှပ်ကာကောင်းမွန်ခြင်း၊ ပွင့်လင်းမြင်သာခြင်း၊ အပူစီးကူးမှုကောင်းမွန်ခြင်းနှင့် မာကျောမှုမြင့်မားသော ဝိသေသလက္ခဏာများရှိသည်။ optical window နှင့် မြင့်မားသောစွမ်းဆောင်ရည်ရှိသော substrate ပစ္စည်းအဖြစ် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုကြသည်။ သို့သော် နီလာကျောက်၏ မော်လီကျူးဖွဲ့စည်းပုံသည် ရှုပ်ထွေးပြီး anisotropy ရှိပြီး သက်ဆိုင်ရာ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများအပေါ် သက်ရောက်မှုသည်လည်း မတူညီသော ပုံဆောင်ခဲဦးတည်ချက်များကို လုပ်ဆောင်ခြင်းနှင့် အသုံးပြုခြင်းအတွက် အလွန်ကွဲပြားသောကြောင့် အသုံးပြုမှုလည်း ကွဲပြားသည်။ ယေဘုယျအားဖြင့် နီလာကျောက်များကို C၊ R၊ A နှင့် M မျက်နှာပြင်ဦးတည်ချက်များဖြင့် ရရှိနိုင်ပါသည်။
အသုံးချမှုC-plane နီလာဝေဖာ
ဂယ်လီယမ်နိုက်ထရိုက် (GaN) သည် bandgap ကျယ်သော တတိယမျိုးဆက် semiconductor တစ်ခုဖြစ်ပြီး direct band gap ကျယ်ခြင်း၊ အက်တမ်နှောင်ကြိုးအားကောင်းခြင်း၊ အပူစီးကူးမှုမြင့်မားခြင်း၊ ဓာတုဗေဒတည်ငြိမ်မှုကောင်းမွန်ခြင်း (အက်ဆစ်ဖြင့် သံချေးမတက်ခြင်း) နှင့် ဓာတ်ရောင်ခြည်ဒဏ်ခံနိုင်စွမ်းအားကောင်းခြင်း၊ optoelectronics၊ အပူချိန်မြင့်နှင့် ပါဝါစက်ပစ္စည်းများနှင့် ကြိမ်နှုန်းမြင့် မိုက်ခရိုဝေ့ဖ်စက်ပစ္စည်းများ အသုံးချမှုတွင် အလားအလာကျယ်ပြန့်သည်။ သို့သော် GaN ၏ အရည်ပျော်မှတ်မြင့်မားခြင်းကြောင့် အရွယ်အစားကြီးမားသော single crystal ပစ္စည်းများကို ရရှိရန်ခက်ခဲသောကြောင့် အသုံးများသောနည်းလမ်းမှာ အခြား substrates များတွင် heteroepitaxy ကြီးထွားမှုကို လုပ်ဆောင်ခြင်းဖြစ်ပြီး substrate ပစ္စည်းများအတွက် လိုအပ်ချက်များ ပိုမိုမြင့်မားသည်။
နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါကနီလာအောက်ခံအခြား crystal မျက်နှာပြင်များနှင့်အတူ၊ C-plane (<0001> orientation) sapphire wafer နှင့် အုပ်စု III-IV နှင့် Ⅱ-Ⅵ (GaN ကဲ့သို့) တွင် စုပုံထားသော film များအကြား lattice constant mismatch rate သည် အတော်လေး နည်းပါးပြီး နှစ်ခုအကြား lattice constant mismatch rate သည်AlN ရုပ်ရှင်များကြားခံအလွှာအဖြစ်အသုံးပြုနိုင်ခြင်းသည် ပို၍သေးငယ်ပြီး GaN ပုံဆောင်ခဲများဖြစ်ပေါ်စေသည့်လုပ်ငန်းစဉ်တွင် မြင့်မားသောအပူချိန်ခံနိုင်ရည်လိုအပ်ချက်များနှင့် ကိုက်ညီပါသည်။ ထို့ကြောင့် ၎င်းသည် GaN ကြီးထွားမှုအတွက် အသုံးများသောအလွှာပစ္စည်းတစ်ခုဖြစ်ပြီး အဖြူ/အပြာ/အစိမ်းရောင် LED မီးများ၊ လေဆာဒိုင်အိုဒ်များ၊ အနီအောက်ရောင်ခြည်ရှာဖွေစက်များ စသည်တို့ပြုလုပ်ရန် အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။
C-plane sapphire substrate ပေါ်တွင် ကြီးထွားလာသော GaN film သည် ၎င်း၏ polar axis တစ်လျှောက် ကြီးထွားလာကြောင်း၊ ဆိုလိုသည်မှာ C-axis ၏ ဦးတည်ရာဖြစ်ပြီး ၎င်းသည် ရင့်ကျက်သော ကြီးထွားမှုလုပ်ငန်းစဉ်နှင့် epitaxy လုပ်ငန်းစဉ်၊ ကုန်ကျစရိတ်နည်းပါးခြင်း၊ တည်ငြိမ်သော ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ဓာတုဗေဒဂုဏ်သတ္တိများသာမက ပိုမိုကောင်းမွန်သော processing performance လည်းဖြစ်ကြောင်း ဖော်ပြသင့်သည်။ C-oriented sapphire wafer ၏ အက်တမ်များကို O-al-al-o-al-O အစီအစဉ်ဖြင့် ပေါင်းစပ်ထားပြီး M-oriented နှင့် A-oriented sapphire crystals များကို al-O-al-O တွင် ပေါင်းစပ်ထားသည်။ Al-Al သည် M-oriented နှင့် A-oriented sapphire crystals များနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက Al-O ထက် bonding energy နည်းပါးပြီး bonding အားနည်းသောကြောင့် C-sapphire ကို processing လုပ်ခြင်းသည် အဓိကအားဖြင့် Al-Al key ကိုဖွင့်ရန်ဖြစ်ပြီး ၎င်းသည် processing လုပ်ရန် ပိုမိုလွယ်ကူပြီး မျက်နှာပြင်အရည်အသွေးမြင့်မားစွာရရှိနိုင်ကာ gallium nitride epitaxial အရည်အသွေးပိုမိုကောင်းမွန်လာစေပြီး ultra-high brightness white/blue LED ၏ အရည်အသွေးကို မြှင့်တင်ပေးနိုင်သည်။ အခြားတစ်ဖက်တွင်၊ C-ဝင်ရိုးတစ်လျှောက် ကြီးထွားလာသော ဖလင်များတွင် အလိုအလျောက်နှင့် piezoelectric polarization အကျိုးသက်ရောက်မှုများရှိပြီး ဖလင်များအတွင်းတွင် အားကောင်းသော အတွင်းပိုင်းလျှပ်စစ်စက်ကွင်း (active layer quantum Wells) ကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး GaN ဖလင်များ၏ တောက်ပမှုစွမ်းဆောင်ရည်ကို သိသိသာသာ လျော့ကျစေသည်။
A-plane နီလာဝေဖာလျှောက်လွှာ
၎င်း၏ အလွန်ကောင်းမွန်သော ဘက်စုံစွမ်းဆောင်ရည်၊ အထူးသဖြင့် အလွန်ကောင်းမွန်သော ထုတ်လွှင့်မှုကြောင့် နီလာတစ်လုံးတည်းသော ပုံဆောင်ခဲသည် အနီအောက်ရောင်ခြည် ထိုးဖောက်ဝင်ရောက်မှု အာနိသင်ကို မြှင့်တင်ပေးနိုင်ပြီး စစ်ဘက်ဆိုင်ရာ photoelectric ပစ္စည်းကိရိယာများတွင် တွင်ကျယ်စွာ အသုံးပြုခဲ့သည့် အလယ်အလတ်အနီအောက်ရောင်ခြည် ပြတင်းပေါက်ပစ္စည်းတစ်ခု ဖြစ်လာခဲ့သည်။ A နီလာသည် မျက်နှာပြင်၏ ပုံမှန်ဦးတည်ချက်တွင် ဝင်ရိုးစွန်းမျက်နှာပြင် (C မျက်နှာပြင်) ဖြစ်ပါက ဝင်ရိုးစွန်းမဟုတ်သော မျက်နှာပြင်ဖြစ်သည်။ ယေဘုယျအားဖြင့် A-oriented sapphire ပုံဆောင်ခဲ၏ အရည်အသွေးသည် C-oriented ပုံဆောင်ခဲထက် ပိုမိုကောင်းမွန်ပြီး နေရာရွေ့မှုနည်းခြင်း၊ Mosaic ဖွဲ့စည်းပုံနည်းခြင်းနှင့် ပိုမိုပြည့်စုံသော ပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံရှိသောကြောင့် အလင်းပို့လွှတ်မှုစွမ်းဆောင်ရည် ပိုကောင်းသည်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ မျက်နှာပြင် a တွင် Al-O-Al-O အက်တမ်ချိတ်ဆက်မှုမုဒ်ကြောင့် A-oriented sapphire ၏ မာကျောမှုနှင့် ဝတ်ဆင်မှုခံနိုင်ရည်သည် C-oriented sapphire ထက် သိသိသာသာ မြင့်မားသည်။ ထို့ကြောင့် A-directional ချစ်ပ်များကို ပြတင်းပေါက်ပစ္စည်းများအဖြစ် အများဆုံးအသုံးပြုကြသည်။ ထို့အပြင်၊ နီလာတွင် တသမတ်တည်း dielectric constant နှင့် insulation ဂုဏ်သတ္တိများ မြင့်မားသောကြောင့် hybrid microelectronics နည်းပညာတွင်သာမက TlBaCaCuO (TbBaCaCuO)၊ Tl-2212၊ cerium oxide (CeO2) sapphire composite substrate ပေါ်တွင် heterogeneous epitaxial superconducting film များ ကြီးထွားမှုကဲ့သို့သော အလွန်ကောင်းမွန်သော conductor များ ကြီးထွားမှုအတွက်လည်း အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။ သို့သော် Al-O ၏ bond energy ကြီးမားမှုကြောင့် ၎င်းကို စီမံဆောင်ရွက်ရန် ပိုမိုခက်ခဲပါသည်။
အသုံးချမှုR /M လေယာဉ် နီလာဝေဖာ
R-plane သည် နီလာ၏ non-polar မျက်နှာပြင်ဖြစ်သောကြောင့် နီလာကိရိယာတွင် R-plane အနေအထားပြောင်းလဲမှုသည် ၎င်းအား မတူညီသော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ၊ အပူ၊ လျှပ်စစ်နှင့် optical ဂုဏ်သတ္တိများကို ပေးစွမ်းသည်။ ယေဘုယျအားဖြင့် R-surface နီလာအလွှာကို ဆီလီကွန်၏ heteroepitaxial deposition အတွက် ပိုမိုနှစ်သက်ကြပြီး အဓိကအားဖြင့် semiconductor၊ microwave နှင့် microelectronics integrated circuit အသုံးချမှုများ၊ ခဲ၊ အခြား superconducting အစိတ်အပိုင်းများ၊ မြင့်မားသော resistance resistor များထုတ်လုပ်ရာတွင် gallium arsenide ကို R-type substrate ကြီးထွားမှုအတွက်လည်း အသုံးပြုနိုင်သည်။ လက်ရှိတွင် စမတ်ဖုန်းများနှင့် tablet ကွန်ပျူတာစနစ်များ၏ ရေပန်းစားမှုနှင့်အတူ R-face နီလာအလွှာသည် စမတ်ဖုန်းများနှင့် tablet ကွန်ပျူတာများအတွက် အသုံးပြုသော လက်ရှိ compound SAW ကိရိယာများကို အစားထိုးခဲ့ပြီး စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ပေးနိုင်သော စက်ပစ္စည်းများအတွက် substrate တစ်ခုကို ပံ့ပိုးပေးပါသည်။
ချိုးဖောက်မှုရှိပါက ဖျက်ပစ်ရန် ဆက်သွယ်ပါ
ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၄ ခုနှစ်၊ ဇူလိုင်လ ၁၆ ရက်