Կա՞ն արդյոք տարբերություններ տարբեր բյուրեղային կողմնորոշումներով շափյուղա վաֆլիների կիրառման մեջ:

Շափյուղան ալյումինի մեկ բյուրեղ է, պատկանում է եռակողմ բյուրեղային համակարգին, վեցանկյուն կառուցվածքով, նրա բյուրեղային կառուցվածքը բաղկացած է թթվածնի երեք ատոմներից և ալյումինի երկու ատոմներից՝ կովալենտային կապի տիպով, որոնք դասավորված են շատ սերտորեն, ամուր կապող շղթայով և ցանցային էներգիայով, մինչդեռ բյուրեղյա ինտերիերը գրեթե չունի կեղտեր կամ թերություններ, ուստի այն ունի գերազանց էլեկտրական մեկուսացում, թափանցիկություն, լավ ջերմահաղորդականություն և բարձր կոշտության բնութագրեր: Լայնորեն օգտագործվում է որպես օպտիկական պատուհանների և բարձր արդյունավետությամբ ենթաշերտի նյութեր: Այնուամենայնիվ, շափյուղայի մոլեկուլային կառուցվածքը բարդ է և առկա է անիզոտրոպիա, և համապատասխան ֆիզիկական հատկությունների վրա ազդեցությունը նույնպես շատ տարբեր է տարբեր բյուրեղային ուղղությունների մշակման և օգտագործման համար, ուստի օգտագործումը նույնպես տարբեր է: Ընդհանուր առմամբ, շափյուղայի ենթաշերտերը հասանելի են C, R, A և M հարթության ուղղություններով:

-ի դիմումըC-plane շափյուղա վաֆլի

Գալիումի նիտրիդը (GaN)՝ որպես երրորդ սերնդի կիսահաղորդիչ լայն բացվածքով, ունի լայն ուղիղ տիրույթ, ուժեղ ատոմային կապ, բարձր ջերմահաղորդականություն, լավ քիմիական կայունություն (գրեթե չկոռոզիայից որևէ թթվից) և ուժեղ հակաճառագայթման կարողություն և ունի լայն հեռանկարներ. օպտոէլեկտրոնիկայի, բարձր ջերմաստիճանի և հզորության սարքերի և բարձր հաճախականության միկրոալիքային սարքերի կիրառում: Այնուամենայնիվ, GaN-ի հալման բարձր կետի պատճառով դժվար է ստանալ մեծ չափի միաբյուրեղային նյութեր, ուստի ընդհանուր ձևը հետերոէպիտաքսի աճն է այլ սուբստրատների վրա, որոնք ավելի բարձր պահանջներ ունեն ենթաշերտի նյութերի համար:

-ի հետ համեմատշափյուղա ենթաշերտայլ բյուրեղային երեսներով, C- հարթության (<0001> կողմնորոշում) շափյուղայի վաֆլի և Ⅲ-Ⅴ և Ⅱ-Ⅵ (օրինակ՝ GaN) խմբերում տեղադրված թաղանթների միջև ցանցի հաստատուն անհամապատասխանության արագությունը համեմատաբար փոքր է, իսկ ցանցի հաստատուն անհամապատասխանությունը։ փոխարժեքը երկուսի և միջևAlN ֆիլմերորը կարող է օգտագործվել որպես բուֆերային շերտ, նույնիսկ ավելի փոքր է, և այն համապատասխանում է GaN-ի բյուրեղացման գործընթացում բարձր ջերմաստիճանի դիմադրության պահանջներին: Հետևաբար, դա GaN-ի աճի համար սովորական ենթաշերտային նյութ է, որը կարող է օգտագործվել սպիտակ/կապույտ/կանաչ լուսադիոդներ, լազերային դիոդներ, ինֆրակարմիր դետեկտորներ և այլն պատրաստելու համար։

Հարկ է նշել, որ C- հարթության շափյուղա սուբստրատի վրա աճեցված GaN թաղանթը աճում է իր բևեռային առանցքի երկայնքով, այսինքն՝ C առանցքի ուղղությունը, որը ոչ միայն հասուն աճի և էպիտաքսիայի պրոցես է, համեմատաբար ցածր գնով, կայուն ֆիզիկական։ և քիմիական հատկությունները, բայց նաև ավելի լավ մշակման կատարումը: C-կողմնորոշված ​​շափյուղա վաֆլի ատոմները կապված են O-al-al-o-al-O դասավորության մեջ, մինչդեռ M-կողմնորոշված ​​և A-կողմնորոշված ​​շափյուղա բյուրեղները կապված են ալ-Օ-ալ-Օ-ում: Քանի որ Al-Al-ն ունի ավելի ցածր կապի էներգիա և ավելի թույլ կապ, քան Al-O-ն՝ համեմատած M-կողմնորոշման և A-ի վրա հիմնված շափյուղայի բյուրեղների հետ, C-sapphire-ի մշակումը հիմնականում նախատեսված է Al-Al բանալին բացելու համար, որն ավելի հեշտ է մշակվում: և կարող է ձեռք բերել մակերեսի ավելի բարձր որակ, այնուհետև ստանալ ավելի լավ գալիումի նիտրիդ էպիտաքսիալ որակ, որը կարող է բարելավել գերբարձր պայծառության սպիտակ/կապույտ LED-ի որակը: Մյուս կողմից, C առանցքի երկայնքով աճեցված թաղանթները ունեն ինքնաբուխ և պիեզոէլեկտրական բևեռացման էֆեկտներ, ինչը հանգեցնում է թաղանթների ներսում ուժեղ ներքին էլեկտրական դաշտի (ակտիվ շերտ քվանտային Wells), ինչը մեծապես նվազեցնում է GaN ֆիլմերի լուսավոր արդյունավետությունը:

A-ինքնաթիռի շափյուղա վաֆլիդիմումը

Իր գերազանց համապարփակ կատարողականության, հատկապես գերազանց հաղորդունակության պատճառով, շափյուղա մեկ բյուրեղը կարող է ուժեղացնել ինֆրակարմիր ներթափանցման էֆեկտը և դառնալ միջին ինֆրակարմիր պատուհանի իդեալական նյութ, որը լայնորեն օգտագործվել է ռազմական ֆոտոէլեկտրական սարքավորումներում: Այնտեղ, որտեղ շափյուղան բևեռային հարթություն է (C հարթություն) դեմքի նորմալ ուղղությամբ, դա ոչ բևեռ մակերես է: Ընդհանրապես, A-կողմնորոշված ​​շափյուղայի բյուրեղի որակն ավելի լավն է, քան C-կողմնորոշված ​​բյուրեղինը, ավելի քիչ տեղաշարժով, ավելի քիչ մոզաիկ կառուցվածքով և ավելի ամբողջական բյուրեղային կառուցվածքով, ուստի այն ունի ավելի լավ լույսի փոխանցման կատարում: Միևնույն ժամանակ, A հարթության վրա Al-O-Al-O-ի ատոմային կապի ռեժիմի պատճառով, A-կողմնորոշված ​​շափֆիրի կարծրությունը և մաշվածության դիմադրությունը զգալիորեն ավելի բարձր են, քան C-կողմնորոշված ​​շափֆիրին: Հետևաբար, A-ուղղված չիպսերը հիմնականում օգտագործվում են որպես պատուհանի նյութեր; Բացի այդ, A շափյուղան ունի նաև միատեսակ դիէլեկտրական հաստատուն և բարձր մեկուսացման հատկություններ, ուստի այն կարող է կիրառվել հիբրիդային միկրոէլեկտրոնիկայի տեխնոլոգիայի, ինչպես նաև հիանալի հաղորդիչների աճի համար, ինչպիսիք են TlBaCaCuO (TbBaCaCuO), Tl-2212, աճը: ցերիումի օքսիդի (CeO2) շափյուղայի կոմպոզիտային ենթաշերտի վրա տարասեռ էպիտաքսիալ գերհաղորդիչ թաղանթներ: Այնուամենայնիվ, նաև Al-O-ի կապի մեծ էներգիայի պատճառով, այն ավելի դժվար է մշակել:

-ի կիրառումR/M ինքնաթիռի շափյուղա վաֆլի

R-ինքնաթիռը շափյուղայի ոչ բևեռային մակերեսն է, ուստի շափյուղա սարքում R հարթության դիրքի փոփոխությունը նրան տալիս է տարբեր մեխանիկական, ջերմային, էլեկտրական և օպտիկական հատկություններ: Ընդհանուր առմամբ, R-մակերևույթի շափյուղայի ենթաշերտը նախընտրելի է սիլիցիումի հետերոէպիտաքսիալ նստեցման համար, հիմնականում կիսահաղորդչային, միկրոալիքային և միկրոէլեկտրոնիկայի ինտեգրալ սխեմաների կիրառման համար, կապարի, գերհաղորդիչ այլ բաղադրիչների, բարձր դիմադրողականության դիմադրիչների, գալիումի արսենիդը կարող է օգտագործվել նաև R-ի համար: տեսակի ենթաշերտի աճը. Ներկայում, սմարթ հեռախոսների և պլանշետային համակարգչային համակարգերի ժողովրդականության հետ մեկտեղ, R-face շափյուղա սուբստրատը փոխարինել է գոյություն ունեցող SAW սարքերին, որոնք օգտագործվում են սմարթ հեռախոսների և պլանշետային համակարգիչների համար՝ ապահովելով ենթաշերտ սարքերի համար, որոնք կարող են բարելավել աշխատանքը:

Եթե ​​կա խախտում, կոնտակտը ջնջեք