နီလာသည် အလူမီနာ၏ တစ်ခုတည်းသော ပုံဆောင်ခဲတစ်ခုဖြစ်ပြီး၊ သုံးပွင့်ဆိုင်ပုံဆောင်ခဲစနစ်၊ ဆဋ္ဌဂံပုံသဏ္ဍာန်တွင် ပါဝင်သည်၊ ၎င်း၏ပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံသည် အောက်ဆီဂျင်အက်တမ်သုံးလုံးနှင့် covalent နှောင်ကြိုးအမျိုးအစားတွင် အလူမီနီယမ်အက်တမ်နှစ်ခုဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားပြီး အလွန်နီးကပ်စွာဖွဲ့စည်းထားပြီး ခိုင်ခံ့သောနှောင်ကြိုးကွင်းဆက်နှင့် ရာဇမတ်ကွက်များပါရှိကာ ၎င်း၏အတွင်းပိုင်းတွင် အညစ်အကြေးများ ချို့ယွင်းချက်မရှိသလောက်ဖြစ်သောကြောင့် ၎င်းတွင် အလွန်ကောင်းမွန်သောလျှပ်စစ်ဓာတ်အားလျှပ်ကာ၊ ပွင့်လင်းမြင်သာမှုနှင့် ကောင်းမွန်သောလက္ခဏာများရှိသည်။ 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 (အက်ဆစ်ဖြင့်မပျက်စီးလုနီးပါး) နှင့် ပြင်းထန်သောဓာတ်ရောင်ခြည်ဖြာထွက်နိုင်စွမ်း၊ optoelectronics၊ မြင့်မားသောအပူချိန်နှင့် ပါဝါခရိုဝေ့ဖ်စက်များနှင့် ကြိမ်နှုန်းမြင့်မားသောကိရိယာများကို အသုံးပြုရာတွင် ကျယ်ပြန့်သောအလားအလာရှိသည်။ 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 အပ်နှံထားသည့် ရုပ်ရှင်များအကြား ရာဇမတ်ကွက်များ ဆက်တိုက်မတူညီမှုနှုန်းမှာ သေးငယ်ပြီး ၎င်းတို့နှင့် နှစ်ခုကြားရှိ ကွက်တိပ်အဆက်မပြတ်မတူညီမှုနှုန်း၊AlN 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 တွင် စိုက်ပျိုးထားသော GaN ရုပ်ရှင်သည် ၎င်း၏ဝင်ရိုးတစ်လျှောက်တွင် ကြီးထွားလာကြောင်း၊ ဆိုလိုသည်မှာ C-axis ၏ ဦးတည်ချက်ဖြစ်သည့် ကြီးထွားမှုဖြစ်စဉ်နှင့် epitaxy လုပ်ငန်းစဉ်၊ ကုန်ကျစရိတ်သက်သာရုံသာမက၊ တည်ငြိမ်သော ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ဓာတုဂုဏ်သတ္တိများသာမက ပိုမိုကောင်းမွန်သော လုပ်ဆောင်ချက်များကိုလည်း ပိုမိုကောင်းမွန်စေပါသည်။ 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။ Al-Al သည် M-oriented နှင့် A-oriented sapphire crystals တို့နှင့် နှိုင်းယှဉ်လျှင် Al-O ထက် ပေါင်းစပ်စွမ်းအင် နည်းပါးပြီး ပေါင်းစပ်မှု အားနည်းသောကြောင့်၊ C-sapphire ၏ လုပ်ဆောင်မှုသည် Al-Al သော့ကို ဖွင့်ရန် အဓိကဖြစ်ပြီး လုပ်ဆောင်ရန် ပိုမိုလွယ်ကူကာ ပိုမိုမြင့်မားသော မျက်နှာပြင် အရည်အသွေးကို ရရှိနိုင်ပြီး ပိုမိုကောင်းမွန်သည့် gallium nitride epitaxial အရည်အသွေးကို ရရှိနိုင်သည်။ 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 ကိန်းသေနှင့် မြင့်မားသော လျှပ်ကာဂုဏ်သတ္တိများပါရှိသည်၊ ထို့ကြောင့် ၎င်းကို စပ်ဆက်မိုက်ခရိုအီလက်ထရွန်းနစ်နည်းပညာတွင် အသုံးချနိုင်ပြီး TlBaCaCuO (TbBaCaCuO)၊ Tl-2212၊ cereterogeneous epitaxial superconducting (ceeterogeneous epitaxial superconducting) O 2212 (ceregeneous epitaxial superconducting films) ပေါ်ရှိ ဆယ်လီကွန်ဒွန်ဒရိတ်များ (ceregeneous epitaxial superconducting) Oxiderium များပေါ်တွင် ကြီးထွားလာခြင်းဖြစ်သည်။ အလွှာ။ သို့သော်လည်း 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 အဓိကအားဖြင့် semiconductor၊ microwave နှင့် microelectronics ပေါင်းစပ် circuit applications များအတွက်၊ ခဲထုတ်လုပ်မှုတွင်၊ အခြား superconducting အစိတ်အပိုင်းများ၊ မြင့်မားသော resistance resistors၊ gallium arsenide တို့ကို R-type substrate ကြီးထွားမှုအတွက်လည်း အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။ 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