Appendix – Applications to Optoelec

Appendix – Applications to Optoelectronics Materials
• Hideo Aida
Show more
doi:10.1016/B978-1-4557-7858-4.00013-3
Get rights and content
A.1. Importance and expectation of next-generation optoelectronics materials
Human beings have a long history of processing close-at-hand materials and creating tools for daily tasks. For example, stone accessories and knives were created in the Stone Age, and subsequent advances in technology have seen commonly utilized materials change from stone to ceramics and glass, with a simultaneous change in processing technologies; lens processing in the Middle Ages is one such example. Materials such as ceramics and glass have a proven degree of durability and water resistance and have been used for routine daily applications for a long time. This familiarity has prompted the ongoing development of reinforced ceramics and crystal materials for applications in which strength, stability, workability, and transparency are required or become required for a society at a given time. The relatively recent development of semiconductors, which ushered in the current information-technology generation, also demanded a range of functional requirements such as optimal electrical conduction properties, insulating properties, electric-field characteristics, and transparent conductive properties in addition to strong abrasion and corrosion resistance to fabricated devices. At present, to realize next-generation compound semiconductor devices capable of operating under even more severe environments, materials with a higher heat conductivity, heat resistance, and chemical stability are required.
Against this background, sapphire, GaN, and diamond are promising single-crystal materials for next-generation optoelectronics devices. Sapphire is commonly used as a substrate for growing group-III nitride semiconductor device films, but it is becoming an essential substrate for the growth of devices such as white light-emitting diodes (LEDs). GaN substrates are expected to make next-generation environmentally resistant high-speed and high-voltage devices possible, and it is attracting attention as a substrate for power electronics. The use of diamond as a substrate is expected to realize further technical advantages in semiconductor devices because it is the ultimate semiconductor substrate. Diamond substrates are still under development, with a range of issues in regard to its practical use as a large-area substrate, but active studies of its practical use are likely in the near future. A comparison of the device performance obtained for devices grown on GaN, diamond, and existing semiconductor materials such as Si, GaAs, and InP is shown in Figure A.1. These new materials (GaN and diamond) are expected to result in improved device performances.

Figure A.1.
Device performance expected with next-generation optoelectronics materials
Figure options
A.2. Difficulties in CMP of next-generation optoelectronics materials
Characteristics of the chemical mechanical polishing (CMP) processing for the next-generation single-crystal optoelectronics materials of sapphire, GaN, and diamond in terms of the hardness of each material and its chemical stability are presented here. CMP involves removing material from a surface through mechanical and chemical action without introducing processing strain into the material. The mechanical action between the abrasive and the workpiece is related to the type of material, hardness, quality, shape, and diameter of abrasives and the concentration of such abrasives in a slurry; whereas the chemical action relates to the pH of the chemical solvent and the etching performance for the workpiece and so on. Because the CMP processing characteristics are the result of a complex interplay of various factors, a wide range of choices is available for the abrasive compound used in CMP.
The most versatile abrasive compound is a colloidal silica slurry. It is possible to obtain a surface free from processing-induced strain by using a colloidal silica slurry even if the material is a chemically stable crystal[1]. Colloidal silica is generally used for the CMP of sapphire substrates [1] and [2], and its effectiveness for the CMP of GaN has recently been reported [3].
Doy [1] derived the following relationship between the processing rate MRR, hardness H of the workpiece, and processing pressure p:
equation(A.1)

Turn MathJaxon

from which it can be seen that a higher processing pressure is required for a harder workpiece. As shown in Table A.1, sapphire is harder than Si, but we see that the values for GaN are not as accurate as the others because crystal growth is still under development. The data in the literature for the hardness for GaN, for example, suggest that it is somewhere close to or twice that of silicon. Improvements in the growth techniques of bulk crystals are likely to lead toward the true value of the hardness. The most recent study [5] gives the GaN hardness as twice that of silicon; the general consensus is that GaN is slightly softer than sapphire. Based on equation (A.1), the processing pressure will be an important determining parameter in CMP, especially for the hard materials.
Table A.1.
Vickers Hardness of Si, Sapphire, and GaN (GPa)
Sapphire 28 [4], 22.5

GaN 20–21.2 [5], 21 [6], 18–20 [7], 18 ± 1 [8], 12 ± 2 [9], 12.3 [10], 11 [11], [12] and [13]

Si 12 [11], [12] and [13], 9 [7]

Table options
The CMP processing rate can also be represented the formula proposed by Preston [14]:
equation(A.2)
MRR=k⋅p⋅v,
Turn MathJaxon

where k is a constant that depends on the conditions of the abrasive environment (i.e., Preston’s constant), and v is the relative speed between the workpiece and the lap. The processing efficiency is thus determined by the interplay between k, v, and p. Note that k is mainly determined by the action between the workpiece and the abrasive compound, while p and v are factors determined by the removal conditions dictated by the machine parameters. Therefore, the design of the abrasive machine is important, but the processing equipment offer little flexibility when a material to which a high pressure has to be apply is used because of the high hardness mentioned earlier. For this reason, careful attention must be paid to the chemical action, but for materials such as sapphire, GaN, and diamond, which have a high thermal/chemical stability, the improvement in the removal rate by chemical action is limited.
The processing rates for Si, sapphire, and GaN are compared in Figure A.2. The removal rate of sapphire is 1/10 of that of silicon, and sapphire is widely regarded as a hard-to-work substrate. In the case of GaN, however, the best obtainable processing rate is only 1/100 of that of sapphire. Thus, if sapphire is a hard-to-process material, then GaN could well be said to be a super-hard-to-process material. For diamond, a CMP removal rate has yet to be established, but preliminary experimental data estimate the removal rate to be 1/1,000 to 1/10,000 of that of silicon.

Figure A.2.
Comparison of the CMP removal rates of Si, sapphire, and GaN [1] and [3]

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ภาคผนวกประยุกต์วัสดุใยแก้วนำแสง• Hideo ไอดา ดูเพิ่มเติมdoi:10.1016/B978-1-4557-7858-4.00013-3ได้รับสิทธิและเนื้อหาA.1. ความสำคัญและความคาดหวังของวัสดุใยแก้วนำแสงรุ่นต่อไปมนุษย์มีประวัติศาสตร์ยาวนานของการแปรรูปวัสดุปิดที่มือ และสร้างเครื่องมือสำหรับงานประจำวัน สำหรับตัวอย่าง อุปกรณ์ และมีดได้สร้างขึ้นในยุคหิน และต่อมาความก้าวหน้าในเทคโนโลยีได้เห็นโดยทั่วไปใช้ วัสดุเปลี่ยนจากหินเซรามิกและแก้ว กับการเปลี่ยนแปลงพร้อมเทคโนโลยีการประมวลผล เลนส์ที่ประมวลผลในยุคกลางได้อย่างหนึ่ง วัสดุเซรามิกและแก้วมีการพิสูจน์ความทนทานและความต้านทานน้ำ และใช้สำหรับงานประจำทุกวันเป็นเวลานาน ความคุ้นเคยนี้ได้ให้การพัฒนาอย่างต่อเนื่องเสริมเคลือบและคริสตัลวัสดุสำหรับการใช้งานซึ่งความแข็งแรง มั่นคง เท ความโปร่งใส และถูกต้อง หรือกลายเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสังคมในเวลาที่กำหนด การพัฒนาล่าสุดค่อนข้างอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่ง ushered ในการสร้างเทคโนโลยีสารสนเทศปัจจุบัน นอกจากนี้ยัง ต้องการช่วงของความต้องการทำงานเช่นคุณสมบัติการนำไฟฟ้าที่ดีที่สุด คุณสมบัติฉนวน ลักษณะสนามไฟฟ้า และคุณสมบัติโปร่งไฟฟ้านอกจากต้านทานรอยขีดข่วนและการกัดกร่อนอุปกรณ์ประกอบแข็งแรง ปัจจุบัน ตระหนักถึงความสามารถในการปฏิบัติงานภายใต้สภาพแวดล้อมรุนแรงมาก อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำผสมรุ่นต่อไปกับการนำความร้อนสูง ทนความร้อน และเคมีความมั่นคงจำเป็นต้องใช้พื้นหลังนี้ แซฟไฟร์ ย่าน เพชร และเป็นสัญญาเดียวคริสตัลวัสดุอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์รุ่นต่อไป โดยทั่วไปจะใช้เป็นพื้นผิวแซฟไฟร์สำหรับเติบโตกลุ่ม III nitride สารกึ่งตัวนำอุปกรณ์ฟิล์ม แต่มันเป็นพื้นผิวจำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตของอุปกรณ์เช่นสีขาวไฟ–เปล่ง diodes (Led) พื้นผิวกันคาดว่าจะให้รุ่นต่อไปทนทานต่อสิ่งแวดล้อมความเร็วสูง และแรง ดันสูงอุปกรณ์ได้ แล้วมันจะดึงดูดความสนใจเป็นพื้นผิวสำหรับอิเล็กทรอนิกส์กำลัง ใช้เพชรเป็นพื้นผิวคาดว่าจะทราบเพิ่มเติมประโยชน์เทคนิคในอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำเนื่องจากเป็นพื้นผิวของสารกึ่งตัวนำที่ดีที่สุด เพชรมียังคงอยู่ระหว่างการพัฒนา มีปัญหาเรื่องการใช้จริงเป็นพื้นผิวเป็นพื้นที่ขนาดใหญ่ ได้ศึกษาการใช้ปฏิบัติงานมีแนวโน้มในอนาคตอันใกล้ การเปรียบเทียบประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์ได้เติบโตขึ้นในย่าน เพชร และวัสดุสารกึ่งตัวนำที่มีอยู่เช่นซี GaAs อุปกรณ์ และแสดงในรูป A.1 InP วัสดุเหล่านี้ใหม่ (ย่านและเพชร) คาดว่าจะปรับปรุงอุปกรณ์แสดงผล รูป A.1 ประสิทธิภาพในการทำงานของอุปกรณ์ที่คาด ด้วยวัสดุใยแก้วนำแสงรุ่นต่อไปตัวเลือกรูปA.2 ด้วยความยากลำบากใน CMP วัสดุใยแก้วนำแสงรุ่นต่อไปลักษณะของสารเคมีกลขัด (CMP) ประมวลผลสำหรับวัสดุใยแก้วนำแสงเดียวคริสตัลรุ่นต่อไปของแซฟไฟร์ ย่าน เพชรในแง่ของความแข็งของวัสดุแต่ละและเสถียรภาพของสารเคมี และมีแสดงที่นี่ CMP เกี่ยวเอาวัสดุจากพื้นผิวที่ผ่านสารเคมี และเครื่องจักรกลดำเนินการโดยไม่ต้องใช้ประมวลผลแนะนำวัสดุ การดำเนินการที่เครื่องจักรกลระหว่างทรายการและเทคโนโลยีเกี่ยวข้องกับชนิดของวัสดุ ความแข็ง คุณภาพ รูปร่าง และเส้นผ่าศูนย์กลางของการกัดกร่อนและความเข้มข้นของ abrasives เช่นในสารละลาย ในขณะที่การดำเนินการทางเคมีเกี่ยวข้องกับ pH ของตัวทำละลายเคมีและประสิทธิภาพกัดสำหรับการขึ้นรูปชิ้นงานและ เพราะลักษณะ CMP ประมวลผล ผลลัพธ์ของล้อที่ซับซ้อนของปัจจัยต่าง ๆ หลากหลายของตัวเลือกจะพร้อมใช้งานสำหรับบริเวณ abrasive ใช้ CMPทรายหลากหลายมากที่สุดผสมคือ น้ำซิลิก้า colloidal ได้รับฟรีจากต้องใช้การประมวลผลที่เกิดจากพื้นผิว โดยใช้เป็นสารละลายซิลิก้า colloidal ถ้าวัสดุ คริสตัลมีเสถียรภาพสารเคมี [1] โดยทั่วไปมีใช้ซิลิก้า colloidal สำหรับ CMP ของแซฟไฟร์พื้นผิว [1] และ [2], และประสิทธิผลของการ CMP ย่านได้รับรายงาน [3]Doy [1] มาต่อความสัมพันธ์ระหว่างประมวลผลอัตรา MRR แข็ง H ของการขึ้นรูปชิ้นงาน การประมวลผลความดัน p:equation(A.1) เปิด MathJaxon ซึ่งจะเห็นได้ว่า ความดันประมวลผลสูงจำเป็นสำหรับเทคโนโลยีที่ยากขึ้น ดังแสดงในตาราง A.1 แซฟไฟร์เป็นศรี แต่เราเห็นค่าในย่านไม่ถูกต้องเป็นอื่นเนื่องจากผลึกเติบโตยังคงอยู่ระหว่างการพัฒนา ข้อมูลในเอกสารประกอบการสำหรับความแข็งสำหรับย่าน ตัวอย่าง แนะนำที่ จะอยู่ใกล้หรือสองของซิลิคอน ปรับปรุงในเทคนิคการเจริญเติบโตของผลึกจำนวนมากมักจะนำไปสู่คุณค่าแท้จริงของความแข็ง การศึกษาล่าสุด [5] ให้แข็งกันเป็นสองของซิลิคอน มติทั่วไปคือว่า กันเล็กน้อยเบากว่าแซฟไฟร์ ตามสมการ (A.1), ประมวลผลความดันจะเป็นการสำคัญกำหนดพารามิเตอร์ CMP โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวัสดุแข็งตาราง A.1ความแข็งวิกเกอร์สศรี แซฟไฟร์ และย่าน (GPa)แซฟไฟร์ 28 [4], 22.5ย่าน 20-21.2 [5], [6], 18-20 [7], 18 ± 1 [8], 12 ± 2 [9] 21, 12.3 บาท [10], 11 [11] [12] และ [13]12 ศรี [11], [12] [13], และ 9 [7]ตัวเลือกตารางอัตรา CMP ประมวลผลสามารถแสดงสูตรที่เสนอ โดยเปรสตัน [14]:equation(A.2)MRR = k⋅p⋅vเปิด MathJaxon ที่ k คือ ค่าคงที่ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของสภาพแวดล้อม abrasive (เช่น เพรสตันของค่าคงที่), และ v คือ ความเร็วสัมพัทธ์ระหว่างการขึ้นรูปชิ้นงานและตัก จึงมีกำหนดประสิทธิภาพการประมวลผล โดยล้อระหว่าง k, v และพีเคที่ส่วนใหญ่กำหนด โดยดำเนินการระหว่างการขึ้นรูปชิ้นงานและทรายผสม p และ v มี ปัจจัยตามเงื่อนไขเอาตามพารามิเตอร์เครื่องหมายเหตุ ดังนั้น การออกแบบของเครื่อง abrasive เป็นสำคัญ แต่เสนออุปกรณ์ประมวลผลที่ใช้ความยืดหยุ่นน้อยเมื่อวัสดุที่ความดันสูงซึ่งมีให้ใช้เนื่องจาก มีความแข็งสูงที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ ด้วยเหตุนี้ ระวังต้องใส่ใจกับการดำเนินการทางเคมี แต่สำหรับวัสดุ เช่นแซฟไฟร์ ย่าน เพชร ที่มีเสถียรภาพ/เคมีความร้อนสูง ปรับปรุงในอัตรากำจัดโดยปฏิบัติการเคมีจำกัดราคากระบวน การซี แซฟไฟร์ ย่านมีการเปรียบเทียบในรูป A.2 อัตราการกำจัดของแซฟไฟร์ 1/10 ของของซิลิกอน และแซฟไฟร์อย่างกว้างขวางถือเป็นพื้นผิวยากจะทำงาน ในกรณีของย่าน อย่างไรก็ตาม อัตราสิทธิได้รับการประมวลผลดีที่สุดได้เพียง 1/100 ของแซฟไฟร์ ดังนั้น ถ้าแซฟไฟร์เป็นวัสดุแข็งเพื่อกระบวนการ แล้วกันสามารถดีจะถือว่า เป็นวัสดุ super-hard-การกระบวนการ สำหรับเพชร CMP เอาอัตรายังไม่ได้ถูกก่อตั้งขึ้น แต่ข้อมูลเบื้องต้นทดลองประเมินอัตราเอาเป็น 1/1000 ถึง 1/10000 ของของซิลิคอน รูป A.2 เปรียบเทียบราคาเอา CMP ศรี แซ ฟไฟร์ ย่าน [1] และ [3]

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ภาคผนวก - การประยุกต์ใช้วัสดุที่จะออปโตอิเล็กทรอนิกส์
•ฮิเดโอะ Aida
แสดงมากขึ้น
ดอย: 10.1016 / B978-1-4557-7858-4.00013-3
รับสิทธิและเนื้อหา
A.1 ความสำคัญและความคาดหวังของคนรุ่นต่อไปวัสดุใยแก้วนำแสง
มนุษย์มีประวัติศาสตร์อันยาวนานของการประมวลผลวัสดุใกล้ที่มือและการสร้างเครื่องมือสำหรับงานประจำวัน ยกตัวอย่างเช่นอุปกรณ์เสริมหินและมีดถูกสร้างขึ้นในยุคหินที่ตามมาและความก้าวหน้าในเทคโนโลยีได้เห็นวัสดุที่ใช้กันทั่วไปเปลี่ยนจากหินเซรามิกและแก้วที่มีการเปลี่ยนแปลงพร้อมกันในเทคโนโลยีการประมวลผล การประมวลผลเลนส์ในยุคกลางเป็นตัวอย่างหนึ่งเช่น วัสดุเช่นเซรามิกและแก้วมีระดับการพิสูจน์ของความต้านทานความคงทนและน้ำและมีการใช้สำหรับการใช้งานในชีวิตประจำวันมาเป็นเวลานาน ความคุ้นเคยนี้ได้รับแจ้งการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเซรามิกและวัสดุเสริมคริสตัลสำหรับการใช้งานที่มีความแข็งแรงมั่นคงสามารถใช้การได้และความโปร่งใสจะต้องหรือกลายเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสังคมในเวลาที่กำหนด การพัฒนาล่าสุดค่อนข้างของเซมิคอนดักเตอร์ซึ่ง ushered ในยุคเทคโนโลยีข้อมูลที่เป็นปัจจุบันนอกจากนี้ยังเรียกร้องช่วงของความต้องการการทำงานเช่นคุณสมบัติที่ดีที่สุดการนำไฟฟ้าคุณสมบัติของฉนวนลักษณะไฟฟ้าสนามและคุณสมบัตินำไฟฟ้าโปร่งใสนอกเหนือไปจากการขัดสีที่แข็งแกร่งและการกัดกร่อน ความต้านทานต่อการประดิษฐ์อุปกรณ์ ในปัจจุบันที่จะตระหนักถึงสารประกอบรุ่นต่อไปอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำความสามารถในการดำเนินงานภายใต้สภาพแวดล้อมที่รุนแรงมากขึ้นวัสดุที่มีการนำความร้อนที่สูงขึ้น, ความต้านทานความร้อนและความเสถียรทางเคมีจะต้อง.
กับพื้นหลังนี้ไพลินกานและเพชรมีแนวโน้มเดียว วัสดุคริสตัลสำหรับอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์รุ่นต่อไป ไพลินเป็นที่นิยมใช้เป็นสารตั้งต้นสำหรับการเจริญเติบโตกลุ่ม-III ภาพยนตร์อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ไนไตรด์ แต่มันจะกลายเป็นสารตั้งต้นที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตของอุปกรณ์เช่นไดโอดเปล่งแสงสีขาว (LEDs) พื้นผิวกานคาดว่าจะทำให้รุ่นต่อไปทนกับสิ่งแวดล้อมความเร็วสูงและอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงที่เป็นไปได้และเป็นที่ดึงดูดความสนใจเป็นสารตั้งต้นสำหรับพลังงานไฟฟ้า ใช้เพชรเป็นสารตั้งต้นที่คาดว่าจะรู้เปรียบทางด้านเทคนิคต่อไปในอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์เพราะมันเป็นสารตั้งต้นของสารกึ่งตัวนำที่ดีที่สุด พื้นผิวเพชรยังคงอยู่ภายใต้การพัฒนาที่มีช่วงของปัญหาในเรื่องการใช้งานจริงในฐานะที่เป็นสารตั้งต้นในพื้นที่ขนาดใหญ่ แต่การศึกษาที่ใช้งานของการใช้งานจริงที่มีแนวโน้มในอนาคตอันใกล้ การเปรียบเทียบประสิทธิภาพของอุปกรณ์ที่ได้รับสำหรับอุปกรณ์ปลูกในกานเพชรและวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่มีอยู่เช่นศรี GaAs และ InP จะแสดงในรูป A.1 เหล่านี้วัสดุใหม่ (กันและเพชร) ที่คาดว่าจะส่งผลให้ผลการดำเนินงานที่ดีขึ้นอุปกรณ์. รูป A.1. ประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์คาดว่าจะมีรุ่นต่อไปวัสดุใยแก้วนำแสงรูปที่ตัวเลือกA.2 ความยากลำบากในซีเอ็มพีของวัสดุใยแก้วนำแสงรุ่นต่อไปลักษณะของสารเคมีที่ขัดกล (CMP) การประมวลผลสำหรับรุ่นต่อไปเดียวคริสตัลวัสดุใยแก้วนำแสงของไพลินกานและเพชรในแง่ของความแข็งของแต่ละวัสดุและความมั่นคงทางเคมีของมันจะถูกนำเสนอ ที่นี่ ซีเอ็มพีเกี่ยวข้องกับการถอดออกจากพื้นผิววัสดุที่ผ่านการกระทำทางกลและทางเคมีโดยไม่ต้องแนะนำสายพันธุ์การประมวลผลลงในวัสดุ การกระทำทางกลระหว่างขัดและชิ้นงานที่มีความเกี่ยวข้องกับชนิดของวัสดุที่มีความแข็งที่มีคุณภาพรูปร่างและขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางกัดกร่อนและความเข้มข้นของการกัดกร่อนดังกล่าวในสารละลาย; ในขณะที่การดำเนินการทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับความเป็นกรดด่างของสารเคมีตัวทำละลายและประสิทธิภาพการทำงานสำหรับการแกะสลักชิ้นงานและอื่น ๆ เพราะลักษณะการประมวลผล CMP เป็นผลมาจากความซับซ้อนของปัจจัยต่างๆที่หลากหลายของตัวเลือกที่สามารถใช้ได้สำหรับสารประกอบที่ใช้ในการขัด CMP. สารประกอบที่มีฤทธิ์กัดกร่อนที่หลากหลายมากที่สุดคือสารละลายซิลิกาคอลลอยด์ มันเป็นไปได้ที่จะได้รับฟรีพื้นผิวการประมวลผลจากความเครียดที่เกิดขึ้นโดยใช้สารละลายซิลิกาคอลลอยด์แม้ว่าวัสดุที่เป็นผลึกความเสถียรทางเคมี [1] ซิลิกาคอลลอยด์โดยทั่วไปจะใช้สำหรับซีเอ็มพีของพื้นผิวไพลิน [1] และ [2] และมีประสิทธิภาพสำหรับซีเอ็มพีของกานได้รับการรายงานเมื่อเร็ว ๆ นี้ [3]. Doy [1] ที่ได้มาดังต่อไปนี้ความสัมพันธ์ระหว่างอัตรา MRR การประมวลผลที่มีความแข็ง H ของชิ้นงานและความดันการประมวลผลหน้า: สมการ (A.1) เปิด MathJaxon จากที่ที่มันจะเห็นได้ว่าการประมวลผลความดันสูงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับชิ้นงานที่ยาก ดังแสดงในตาราง A.1, ไพลินเป็นงานหนักกว่าศรี แต่เราจะเห็นว่าค่าสำหรับกานไม่ได้เป็นที่ถูกต้องกับคนอื่น ๆ เพราะการเจริญเติบโตของคริสตัลยังอยู่ภายใต้การพัฒนา ข้อมูลในวรรณกรรมสำหรับความแข็งสำหรับกานตัวอย่างเช่นชี้ให้เห็นว่ามันเป็นที่ไหนสักแห่งใกล้กับหรือสองเท่าของซิลิกอน การปรับปรุงเทคนิคการเจริญเติบโตของผลึกกลุ่มมีแนวโน้มที่จะนำไปสู่การที่มีต่อมูลค่าที่แท้จริงของความแข็ง การศึกษาล่าสุด [5] ให้แข็งกานเป็นสองเท่าของซิลิกอน; มติทั่วไปคือว่ากานเล็กน้อยนุ่มกว่าไพลิน ขึ้นอยู่กับสมการ (A.1) ความดันในการประมวลผลจะกำหนดค่าพารามิเตอร์ที่สำคัญในซีเอ็มพีโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวัสดุแข็ง. A.1 ตาราง. วิคเกอร์แข็งของศรีไพลินและกาน (GPA) ไพลิน 28 [4] 22.5 กาน 20-21.2 [5] 21 [6], 18-20 [7], 18 ± 1 [8], 12 ± 2 [9] 12.3 [10], 11 [11] [12] และ [ 13] ศรี 12 [11] [12] และ [13], 9 [7] ตัวเลือกตารางอัตราการประมวลผลซีเอ็มพียังสามารถแสดงสูตรที่เสนอโดยเพรสตัน [14]: สมการ (A.2) MRR = k⋅p ⋅v, เปิด MathJaxon ที่ k เป็นค่าคงที่ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน (เช่นเพรสตันคงที่) และโวลต์เป็นความเร็วสัมพัทธ์ระหว่างชิ้นงานและตัก ประสิทธิภาพการประมวลผลจะถูกกำหนดโดยการทำให้การทำงานร่วมกันระหว่าง k, v, p และ โปรดทราบว่า k จะถูกกำหนดโดยส่วนใหญ่การกระทำระหว่างชิ้นงานและสารประกอบที่มีฤทธิ์กัดกร่อนในขณะที่พีวีและปัจจัยที่จะกำหนดโดยเงื่อนไขการกำจัด dictated โดยพารามิเตอร์เครื่อง ดังนั้นการออกแบบของเครื่องขัดเป็นสิ่งสำคัญ แต่อุปกรณ์การประมวลผลมีความยืดหยุ่นเล็กน้อยเมื่อวัสดุที่มีความดันสูงจะต้องมีการใช้จะใช้เพราะความแข็งสูงกล่าวก่อนหน้านี้ ด้วยเหตุนี้ความเอาใจใส่และระมัดระวังต้องจ่ายให้กับการดำเนินการทางเคมี แต่สำหรับวัสดุเช่นไพลินกานและเพชรที่มีเสถียรภาพทางความร้อน / สารเคมีสูงในการปรับปรุงอัตราการกำจัดโดยการกระทำของสารเคมีที่มี จำกัด . อัตราการประมวลผล สำหรับ Si, ไพลินและกานจะเปรียบเทียบในรูป A.2 อัตราการกำจัดของไพลินเป็น 1/10 ของซิลิกอนและไพลินได้รับการยกย่องอย่างกว้างขวางว่าเป็นพื้นผิวที่ยากต่อการทำงาน ในกรณีของการกาน แต่อัตราการประมวลผลที่ดีที่สุดจะได้รับเป็นเพียง 1/100 ของไพลิน ดังนั้นหากไพลินเป็นวัสดุที่ยากต่อการกระบวนการแล้วกานดีอาจกล่าวได้ว่าเป็นวัสดุซุปเปอร์ยากต่อการกระบวนการ สำหรับเพชรอัตราการกำจัดซีเอ็มพียังไม่ได้รับการจัดตั้งขึ้น แต่ข้อมูลจากการทดลองเบื้องต้นประมาณการอัตราการกำจัดที่จะเป็น 1 / 1,000 ถึง 1 / 10,000 ของซิลิคอน. รูป A.2. การเปรียบเทียบอัตราการกำจัดซีเอ็มพีของศรีไพลิน และกาน [1] และ [3]

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ภาคผนวก - งานออปโตอิเล็กทรอนิกส์วัสดุ
-
แสดงเพิ่มเติม ฮิเดโอะ ไอดะ
ดอย : 10.1016 / b978-1-4557-7858-4.00013-3

a.1 ได้รับสิทธิและเนื้อหา . ความสำคัญและความคาดหวังของบริษัทออปโตอิเล็กทรอนิกส์วัสดุ
มนุษย์มีประวัติศาสตร์ที่ยาวนานของการประมวลผลที่ใกล้มือวัสดุและการสร้างเครื่องมือสำหรับงานรายวัน ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์หินและมีดถูกสร้างขึ้นในหินอายุและต่อมาความก้าวหน้าในเทคโนโลยีได้เห็นมักใช้วัสดุที่เปลี่ยนจากหินเซรามิกและแก้ว กับการเปลี่ยนแปลงฉับพลันในการประมวลผลการประมวลผลเทคโนโลยี เลนส์ในยุคกลางคือตัวอย่างหนึ่งเช่น วัสดุเช่นเซรามิกและแก้วได้พิสูจน์ระดับของความทนทานและต้านทานน้ำ และมีการใช้สำหรับการใช้งานทุกวันตามปกติเป็นเวลานานความคุ้นเคยนี้ได้รับการพัฒนาต่อเนื่องของโครงสร้างเซรามิกและวัสดุคริสตัลสำหรับการใช้งานที่แข็งแรง มั่นคง สามารถใช้การได้และความโปร่งใสต้องหรือเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสังคมในเวลาที่กำหนด . การพัฒนาที่ค่อนข้างล่าสุดของสารกึ่งตัวนำซึ่ง ushered ในยุคเทคโนโลยีสารสนเทศในปัจจุบันยังเรียกร้องให้ช่วงของความต้องการการทำงานเช่นคุณสมบัติการนำไฟฟ้าที่เหมาะสม คุณสมบัติฉนวน , ลักษณะสนามไฟฟ้า และโปร่งใสนำคุณสมบัตินอกเหนือจากรอยขีดข่วนแข็งแรง และต้านทานการกัดกร่อนที่จะประดิษฐ์อุปกรณ์ ปัจจุบัน เพื่อทราบถึงสารอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่สามารถปฏิบัติการภายใต้สภาพแวดล้อมที่รุนแรงมากยิ่งขึ้น ,วัสดุที่มีค่าการนำความร้อนสูง ทนความร้อน และมีเสถียรภาพทางเคมีจะต้อง .
กับพื้นหลังนี้ ซัฟไฟร์ กัน และ เพชรเป็นวัสดุ single-crystal สัญญาสำหรับอุปกรณ์รุ่นออปโตอิเล็กทรอนิกส์ . บุษราคัมเป็นที่นิยมใช้เป็นสารตั้งต้นสำหรับการเติบโตของกลุ่มที่ 3 ไนไตรด์อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ ภาพยนตร์