नीलमणि पर GaN GaN Epitaxy टेम्पलेट नीलमणि पर 2 इंच 4 इंच 6 इंच 8 इंच

नीलमणि पर GaN GaN Epitaxy टेम्पलेट नीलमणि पर 2 इंच 4 इंच 6 इंच 8 इंच

सारः

गैलियम नाइट्राइड (GaN) सफीर एपिटेक्सी टेम्पलेट्स पर N-प्रकार, P-प्रकार, या अर्ध-अवरोधक रूपों में उपलब्ध अत्याधुनिक सामग्री हैं।ये टेम्पलेट उन्नत अर्धचालक ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की तैयारी के लिए हैंइन टेम्पलेट्स का मूल एक गैएन एपिटाक्सियल परत है जो एक नीलमणि सब्सट्रेट पर उगाई गई है,जिसके परिणामस्वरूप एक समग्र संरचना है जो उत्कृष्ट प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए दोनों सामग्रियों के अद्वितीय गुणों का लाभ उठाती है.

संरचना और संरचनाः

1. गैलियम नाइट्राइड (GaN) एपिटेक्सियल परत:

   • एकल क्रिस्टल पतली फिल्म: GaN परत एक एकल क्रिस्टल पतली फिल्म है, जो उच्च शुद्धता और उत्कृष्ट क्रिस्टलोग्राफिक गुणवत्ता सुनिश्चित करती है। यह गुण दोषों और विस्थापन को कम करने के लिए आवश्यक है,इस प्रकार इन टेम्पलेट्स पर निर्मित उपकरणों के प्रदर्शन में वृद्धि.
   • भौतिक गुण: GaN अपने व्यापक बैंडगैप (3.4 eV), उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता और उच्च थर्मल चालकता के लिए जाना जाता है। ये गुण इसे उच्च शक्ति और उच्च आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाते हैं,साथ ही कठोर वातावरण में काम करने वाले उपकरणों के लिए.

2. नीलमणि का सब्सट्रेट:

   • यांत्रिक शक्ति: नीलम (Al2O3) असाधारण यांत्रिक शक्ति के साथ एक मजबूत सामग्री है, जो GaN परत के लिए एक स्थिर और टिकाऊ आधार प्रदान करती है।
   • थर्मल स्थिरता: नीलम में उत्कृष्ट थर्मल गुण हैं, जिनमें उच्च थर्मल चालकता और थर्मल स्थिरता शामिल है,जो उपकरण के संचालन के दौरान उत्पन्न गर्मी को दूर करने और उच्च तापमान पर उपकरण की अखंडता बनाए रखने में मदद करते हैं.
   • ऑप्टिकल पारदर्शिताअल्ट्रावायलेट से इन्फ्रारेड रेंज में नीलम की पारदर्शिता इसे ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है, जहां यह प्रकाश उत्सर्जित करने या पता लगाने के लिए पारदर्शी सब्सट्रेट के रूप में कार्य कर सकता है।

सैफियर टेम्पलेट्स पर गैएन के प्रकार:

1. एन-प्रकार का गाएन:

   • डोपिंग और चालकता: एन-प्रकार के गाएन को सिलिकॉन (Si) जैसे तत्वों से मुक्त इलेक्ट्रॉनों को पेश करने के लिए डोप किया जाता है, जिससे इसकी विद्युत चालकता बढ़ जाती है।इस प्रकार का व्यापक रूप से उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता ट्रांजिस्टर (HEMT) और प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) जैसे उपकरणों में उपयोग किया जाता है, जहां उच्च इलेक्ट्रॉन एकाग्रता महत्वपूर्ण है।

2. पी-प्रकार का गाएन:

   • डोपिंग और छेद प्रवाहकता: पी-प्रकार के गैएन को छेद (सकारात्मक आवेश वाहक) लाने के लिए मैग्नीशियम (एमजी) जैसे तत्वों के साथ डोप किया जाता है। पी-प्रकार के गैएन पी-एन जंक्शन बनाने के लिए आवश्यक हैं,जो कई अर्धचालक उपकरणों के निर्माण खंड हैं, जिसमें एलईडी और लेजर डायोड शामिल हैं।

3. अर्ध-अवरोधक GaN:

   • परजीवी क्षमता में कमी: अर्ध-अवरोधक GaN का उपयोग उन अनुप्रयोगों में किया जाता है जहां परजीवी क्षमता और रिसाव धाराओं को कम करना महत्वपूर्ण है। यह प्रकार उच्च आवृत्ति और उच्च शक्ति वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए आदर्श है,स्थिर प्रदर्शन और दक्षता सुनिश्चित करना.

विनिर्माण प्रक्रियाएँ:

1. ईपिटेक्सियल डिपोजिशन:

   • धातु-कार्बनिक रासायनिक वाष्प अवशोषण (MOCVD): इस तकनीक का उपयोग आमतौर पर नीलम के सब्सट्रेट पर उच्च गुणवत्ता वाले गैएन परतों को उगाने के लिए किया जाता है।एक समान और दोष मुक्त परतों के परिणामस्वरूप.
   • आणविक बीम एपिटेक्सी (एमबीई): GaN परतों की वृद्धि के लिए एक और विधि, MBE परमाणु स्तर पर उत्कृष्ट नियंत्रण प्रदान करता है, जो उन्नत उपकरण संरचनाओं के अनुसंधान और विकास के लिए फायदेमंद है।

2. प्रसार:

   • नियंत्रित डोपिंग: फैलाव प्रक्रिया का उपयोग GaN परत के विशिष्ट क्षेत्रों में डोपेंट्स को पेश करने के लिए किया जाता है, विभिन्न उपकरण आवश्यकताओं के अनुरूप इसके विद्युत गुणों को संशोधित करता है।

3. आयन प्रत्यारोपण:

   • सटीक डोपिंग और क्षति सुधार: आयन प्रत्यारोपण उच्च परिशुद्धता के साथ डोपेंट्स को पेश करने की एक तकनीक है।प्रत्यारोपण के पश्चात एनीलिंग का प्रयोग अक्सर प्रत्यारोपण प्रक्रिया के कारण होने वाले किसी भी क्षति को ठीक करने और डोपेंट्स को सक्रिय करने के लिए किया जाता है.

विशेष विशेषताएं:

• गैर-पीएस (एसएसपी) टेम्पलेट: इन टेम्पलेट्स को सपाट रन के लिए पीएस वेफर्स के साथ इस्तेमाल करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो स्पष्ट प्रतिबिंब माप प्राप्त करने में मदद कर सकता है।यह विशेषता विशेष रूप से ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की गुणवत्ता नियंत्रण और अनुकूलन में उपयोगी है.
• कम ग्रिड असंगतता: GaN और नीलम के बीच जाली असंगतता अपेक्षाकृत कम है, जो उपमहाशिरा परत में दोषों और विस्थापनों की संख्या को कम करती है।इसका परिणाम बेहतर सामग्री की गुणवत्ता और अंतिम उपकरणों के बेहतर प्रदर्शन में होता है.

आवेदन:

• ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरण: GaN on Sapphire टेम्पलेट्स का व्यापक रूप से एलईडी, लेजर डायोड और फोटोडेटेक्टर में उपयोग किया जाता है। GaN आधारित एलईडी की उच्च दक्षता और चमक उन्हें सामान्य प्रकाश व्यवस्था, ऑटोमोबाइल प्रकाश व्यवस्था,और डिस्प्ले प्रौद्योगिकियां.
• इलेक्ट्रॉनिक उपकरण: GaN की उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता और थर्मल स्थिरता इसे उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता ट्रांजिस्टर (HEMT), पावर एम्पलीफायर,और अन्य उच्च आवृत्ति और उच्च शक्ति इलेक्ट्रॉनिक घटकों.
• उच्च शक्ति और उच्च आवृत्ति अनुप्रयोग: सैफायर पर GaN उच्च शक्ति और उच्च आवृत्ति संचालन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक है, जैसे कि आरएफ एम्पलीफायर, उपग्रह संचार और रडार प्रणाली।

सैफियर पर GaN के अधिक विस्तृत विनिर्देशों के लिए, विद्युत, ऑप्टिकल और यांत्रिक गुणों सहित, कृपया निम्नलिखित खंडों को देखें।यह विस्तृत अवलोकन सैफायर टेम्पलेट्स पर GaN की बहुमुखी प्रतिभा और उन्नत क्षमताओं को उजागर करता है, उन्हें अर्धचालक अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए एक इष्टतम विकल्प बनाते हैं।

तस्वीरें:

गुण:

विद्युत गुण:

1. चौड़ा बैंडगैप:

   • GaN: लगभग 3.4 eV
   • उच्च वोल्टेज संचालन और उच्च शक्ति अनुप्रयोगों में बेहतर प्रदर्शन की अनुमति देता है।

2. उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेजः

   • GaN बिना टूटने के उच्च वोल्टेज का सामना कर सकता है, जिससे यह बिजली उपकरणों के लिए आदर्श है।

3. उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता:

   • यह इलेक्ट्रॉनों के तेजी से परिवहन की सुविधा देता है, जिससे उच्च गति वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरण बनते हैं।

थर्मल गुण:

1. उच्च ताप चालकता:

   • GaN: लगभग 130 W/m·K
   • नीलम: लगभग 42 W/m·K
   • उच्च शक्ति वाले यंत्रों के लिए महत्वपूर्ण।

2. थर्मल स्थिरता:

   • गा एन और नीलम दोनों उच्च तापमान पर अपने गुणों को बनाए रखते हैं, जिससे वे कठोर वातावरण के लिए उपयुक्त होते हैं।

ऑप्टिकल गुण:

1. पारदर्शिताः

   • नीलम यूवी से लेकर आईआर तक पारदर्शी होता है।
   • GaN का उपयोग आमतौर पर नीले से यूवी प्रकाश उत्सर्जन के लिए किया जाता है, जो एलईडी और लेजर डायोड के लिए महत्वपूर्ण है।

2. अपवर्तक सूचकांक:

   • गैएनः 2.4 632.8 एनएम पर
   • नीलमणिः 1.76 632.8 एनएम पर
   • ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के डिजाइन के लिए महत्वपूर्ण।

यांत्रिक गुण:

1. कठोरता:

   • नीलम: मोहस पैमाने पर 9
   • एक टिकाऊ सब्सट्रेट प्रदान करता है जो खरोंच और क्षति का प्रतिरोध करता है।

2. जाली संरचनाः

   • GaN में एक wurtzite क्रिस्टल संरचना है।
   • गैएन और नीलम के बीच जाली असंगतता अपेक्षाकृत कम (~ 16%) है, जो उपमहाशिरा विकास के दौरान दोषों को कम करने में मदद करता है।

रासायनिक गुण:

1. रासायनिक स्थिरता:
   • गैएन और नीलम दोनों रासायनिक रूप से स्थिर हैं और अधिकांश एसिड और बेस के प्रति प्रतिरोधी हैं, जो डिवाइस की विश्वसनीयता और दीर्घायु के लिए महत्वपूर्ण है।

इन गुणों से पता चलता है कि आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में सैफायर पर गैएन का व्यापक रूप से उपयोग क्यों किया जाता है, जो उच्च दक्षता, स्थायित्व,कठिन परिस्थितियों में प्रदर्शन.