การใช้เวเฟอร์แซฟไฟร์ที่มีการวางแนวคริสตัลต่างกันมีความแตกต่างกันหรือไม่

แซฟไฟร์เป็นผลึกอลูมินาเดี่ยวที่อยู่ในระบบคริสตัลไตรภาคี โครงสร้างหกเหลี่ยม โครงสร้างผลึกประกอบด้วยอะตอมออกซิเจน 3 อะตอมและอะลูมิเนียม 2 อะตอมในประเภทพันธะโควาเลนต์ จัดเรียงอย่างใกล้ชิด มีสายโซ่พันธะที่แข็งแกร่งและพลังงานขัดแตะ ในขณะที่ ภายในคริสตัลแทบไม่มีสิ่งเจือปนหรือข้อบกพร่อง ดังนั้นจึงมีฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ความโปร่งใส การนำความร้อนที่ดีและมีคุณลักษณะความแข็งแกร่งสูง ใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นหน้าต่างแสงและวัสดุพื้นผิวที่มีประสิทธิภาพสูง อย่างไรก็ตาม โครงสร้างโมเลกุลของแซฟไฟร์มีความซับซ้อนและมีแอนไอโซโทรปี และผลกระทบต่อคุณสมบัติทางกายภาพที่เกี่ยวข้องนั้นแตกต่างกันมากสำหรับการแปรรูปและการใช้ทิศทางของคริสตัลที่แตกต่างกัน ดังนั้นการใช้งานจึงแตกต่างกัน โดยทั่วไป พื้นผิวแซฟไฟร์มีจำหน่ายในทิศทางระนาบ C, R, A และ M

การประยุกต์ใช้ของเวเฟอร์แซฟไฟร์ระนาบ C

แกลเลียมไนไตรด์ (GaN) เป็นเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามของ bandgap แบบกว้าง มีช่องว่างของแถบตรงที่กว้าง พันธะอะตอมที่แข็งแกร่ง ค่าการนำความร้อนสูง ความเสถียรทางเคมีที่ดี (แทบไม่ถูกกัดกร่อนด้วยกรดใดๆ) และความสามารถในการป้องกันการฉายรังสีที่แข็งแกร่ง และมีแนวโน้มในวงกว้างใน การประยุกต์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์ไฟฟ้าและอุณหภูมิสูง และอุปกรณ์ไมโครเวฟความถี่สูง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากจุดหลอมเหลวของ GaN สูง จึงเป็นเรื่องยากที่จะได้วัสดุผลึกเดี่ยวขนาดใหญ่ ดังนั้นวิธีทั่วไปคือการเจริญเติบโตของเฮเทอโรอีพิแทกซีบนพื้นผิวอื่น ๆ ซึ่งมีความต้องการวัสดุซับสเตรตที่สูงกว่า

เมื่อเทียบกับสารตั้งต้นแซฟไฟร์สำหรับผิวหน้าคริสตัลอื่นๆ อัตราความไม่ตรงกันคงที่ของแลตทิซระหว่างเวเฟอร์แซฟไฟร์ของระนาบ C (<0001>) และฟิล์มที่สะสมอยู่ในกลุ่ม Ⅲ-Ⅴ และ Ⅱ-Ⅵ (เช่น GaN) ค่อนข้างน้อย และความไม่ตรงกันคงที่ของแลตทิซ อัตราระหว่างทั้งสองกับภาพยนตร์อัลเอ็นที่สามารถใช้เป็นชั้นบัฟเฟอร์ที่มีขนาดเล็กลงได้ และเป็นไปตามข้อกำหนดในการต้านทานอุณหภูมิสูงในกระบวนการตกผลึก GaN ดังนั้นจึงเป็นวัสดุพื้นผิวทั่วไปสำหรับการเจริญเติบโตของ GaN ซึ่งสามารถนำมาใช้เพื่อสร้างไฟ LED สีขาว/น้ำเงิน/เขียว เลเซอร์ไดโอด เครื่องตรวจจับอินฟราเรดและอื่นๆ

เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่าฟิล์ม GaN ที่ปลูกบนพื้นผิวแซฟไฟร์ C-plane เติบโตไปตามแกนขั้วโลกนั่นคือทิศทางของแกน C ซึ่งไม่เพียงแต่กระบวนการเจริญเติบโตเต็มที่และกระบวนการ epitaxy เท่านั้น ต้นทุนค่อนข้างต่ำ มีเสถียรภาพทางกายภาพ และคุณสมบัติทางเคมี แต่ยังให้ประสิทธิภาพการประมวลผลที่ดีขึ้นอีกด้วย อะตอมของเวเฟอร์แซฟไฟร์เชิง C ถูกพันธะในการจัดเรียง O-al-al-o-al-O ในขณะที่ผลึกแซฟไฟร์เชิง M และแนว A ถูกพันธะใน al-O-al-O เนื่องจาก Al-Al มีพลังงานพันธะต่ำกว่าและมีพันธะอ่อนกว่า Al-O เมื่อเปรียบเทียบกับคริสตัลแซฟไฟร์เชิง M และเชิง A การประมวลผลแซฟไฟร์ C จึงมีจุดประสงค์หลักเพื่อเปิดคีย์ Al-Al ซึ่งง่ายต่อการประมวลผล และสามารถรับคุณภาพพื้นผิวที่สูงขึ้น จากนั้นจึงได้คุณภาพ epitaxis ของแกลเลียมไนไตรด์ที่ดีขึ้น ซึ่งสามารถปรับปรุงคุณภาพของ LED สีขาว/สีน้ำเงินความสว่างสูงพิเศษได้ ในทางกลับกัน ฟิล์มที่เติบโตตามแกน C มีผลกระทบโพลาไรเซชันที่เกิดขึ้นเองและแบบเพียโซอิเล็กทริก ส่งผลให้เกิดสนามไฟฟ้าภายในที่แข็งแกร่งภายในฟิล์ม (หลุมควอนตัมชั้นแอคทีฟ) ซึ่งลดประสิทธิภาพการส่องสว่างของฟิล์ม GaN ลงอย่างมาก

เวเฟอร์แซฟไฟร์ A-planeแอปพลิเคชัน

เนื่องจากประสิทธิภาพที่ครอบคลุมที่ยอดเยี่ยม โดยเฉพาะอย่างยิ่งการส่งผ่านที่ยอดเยี่ยม คริสตัลเดี่ยวแซฟไฟร์จึงสามารถเพิ่มเอฟเฟกต์การแทรกซึมของอินฟราเรด และกลายเป็นวัสดุหน้าต่างอินฟราเรดกลางในอุดมคติ ซึ่งมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์โฟโตอิเล็กทริคทางทหาร โดยที่แซฟไฟร์คือระนาบขั้วโลก (ระนาบ C) ในทิศทางปกติของหน้าปัด เป็นพื้นผิวที่ไม่มีขั้ว โดยทั่วไป คุณภาพของคริสตัลแซฟไฟร์แบบ A จะดีกว่าคริสตัลแบบ C โดยมีความคลาดเคลื่อนน้อยกว่า โครงสร้างโมเสกน้อยกว่า และโครงสร้างคริสตัลที่สมบูรณ์กว่า ดังนั้นจึงมีประสิทธิภาพการส่งผ่านแสงที่ดีกว่า ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากโหมดพันธะอะตอม Al-O-Al-O บนระนาบ a ความแข็งและความต้านทานการสึกหรอของแซฟไฟร์เชิง A จึงสูงกว่าแซฟไฟร์เชิง C อย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นชิป A-Directional ส่วนใหญ่จะใช้เป็นวัสดุหน้าต่าง นอกจากนี้ แซฟไฟร์ยังมีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสม่ำเสมอและมีคุณสมบัติเป็นฉนวนสูง จึงสามารถนำไปใช้กับเทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์แบบไฮบริดได้ แต่ยังสำหรับการเติบโตของตัวนำที่ยอดเยี่ยมด้วย เช่น การใช้ TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212, การเติบโต ของฟิล์มตัวนำยิ่งยวดแบบอีพิเทเชียสที่ต่างกันบนพื้นผิวคอมโพสิตแซฟไฟร์ซีเรียมออกไซด์ (CeO2) อย่างไรก็ตาม เนื่องจากพลังงานพันธะขนาดใหญ่ของ Al-O จึงประมวลผลได้ยากกว่า

การประยุกต์ใช้ของเวเฟอร์แซฟไฟร์ระนาบ R /M

ระนาบ R เป็นพื้นผิวที่ไม่มีขั้วของแซฟไฟร์ ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งระนาบ R ในอุปกรณ์แซฟไฟร์ทำให้แซฟไฟร์มีคุณสมบัติทางกล ความร้อน ไฟฟ้า และทางแสงที่แตกต่างกัน โดยทั่วไปแล้ว สารตั้งต้นแซฟไฟร์ที่พื้นผิว R เป็นที่นิยมสำหรับการสะสมของซิลิคอนแบบเฮเทอโรเอปิแอกเซียล ส่วนใหญ่สำหรับการใช้งานวงจรรวมเซมิคอนดักเตอร์ ไมโครเวฟ และไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ในการผลิตตะกั่ว ส่วนประกอบตัวนำยิ่งยวดอื่นๆ ตัวต้านทานความต้านทานสูง แกลเลียมอาร์เซไนด์ยังสามารถใช้สำหรับ R- การเจริญเติบโตของสารตั้งต้นประเภท ในปัจจุบัน ด้วยความนิยมของสมาร์ทโฟนและระบบคอมพิวเตอร์แท็บเล็ต ซับสเตรตแซฟไฟร์ R-face ได้เข้ามาแทนที่อุปกรณ์ SAW แบบผสมที่มีอยู่ซึ่งใช้สำหรับสมาร์ทโฟนและคอมพิวเตอร์แท็บเล็ต โดยเป็นซับสเตรตสำหรับอุปกรณ์ที่สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพได้

หากมีการละเมิดให้ติดต่อลบ