טעכנישע פּרינציפּן און פּראָצעסן פון LED עפּיטאַקסיאַל וואַפערס

פון דעם ארבעטס פרינציפ פון על-אי-די-עס, איז עס קלאר אז דער עפּיטאַקסיאַל וועיפער מאַטעריאַל איז דער קערן קאָמפּאָנענט פון אַ על-אי-די. אין פאַקט, שליסל אָפּטאָעלעקטראָניק פּאַראַמעטערס אַזאַ ווי כוואַליע לענג, ברייטנאַס, און פאָרווערד וואָולטידזש זענען לאַרגעלי באַשטימט דורך דעם עפּיטאַקסיאַל מאַטעריאַל. עפּיטאַקסיאַל וועיפער טעכנאָלאָגיע און ויסריכט זענען קריטיש צו דעם מאַנופאַקטורינג פּראָצעס, מיט מעטאַל-אָרגאַניק כעמישער דאַמף דעפּאַזישאַן (MOCVD) זייַענדיק די ערשטיק מעטאָד פֿאַר גראָוינג דין איין-קריסטאַל לייַערס פון III-V, II-VI קאַמפּאַונדז, און זייערע אַלויז. אונטן זענען עטלעכע צוקונפֿט טרענדס אין על-אי-די עפּיטאַקסיאַל וועיפער טעכנאָלאָגיע.

1. פֿאַרבעסערונג פֿון צוויי-שטאַפּיקן וואוקס פּראָצעס

איצט, קאמערציעלע פראדוקציע ניצט א צוויי-שטאפלן וואוקס פראצעס, אבער די צאל סובסטראטן וואס קענען ווערן געלאדנט אויף איין מאל איז באגרענעצט. כאטש 6-וועיפער סיסטעמען זענען שוין אויסגעוואקסן, מאשינען וואס האנדלען מיט ארום 20 וועיפער זענען נאך אונטער אנטוויקלונג. פארגרעסערן די צאל וועיפער פירט אפט צו נישט גענוג איינהייטלעכקייט אין עפּיטאַקסיאַל שיכטן. צוקונפטיגע אנטוויקלונגען וועלן זיך קאנצענטרירן אויף צוויי ריכטונגען:

• אַנטוויקלען טעכנאָלאָגיעס וואָס ערלויבן צו לאָדן מער סאַבסטראַטן אין איין רעאַקציע קאַמער, מאַכנדיג זיי מער פּאַסיק פֿאַר גרויס-וואָג פּראָדוקציע און קאָסטן רעדוקציע.
• פארבעסערן העכסט אויטאמאטישע, איבערחזרנדיקע איין-ווייפער עקוויפמענט.

2. הידריד פארע פאזע עפיטאקסי (HVPE) טעכנולוגיע

די טעכנאָלאָגיע ערמעגליכט שנעלן וואוקס פון דיקע פילמען מיט נידעריקער דיסלאָקאַציע געדיכטקייט, וואָס קענען דינען ווי סאַבסטראַטן פֿאַר האָמאָעפּיטאַקסיאַל וואוקס מיט אַנדערע מעטאָדן. דערצו, GaN פילמען אפגעשיידט פון דעם סאַבסטראַט קענען ווערן אַלטערנאַטיוון צו גרויסע GaN איין-קריסטאַל טשיפּס. אָבער, HVPE האט חסרונות, אַזאַ ווי שוועריקייט אין פּינקטלעכער גרעב קאָנטראָל און קעראָוסיוו רעאַקציע גאַזן וואָס שטערן ווייטערדיקע פֿאַרבעסערונג אין GaN מאַטעריאַל ריינקייט.

סי-דאָפּעד HVPE-GaN

(א) סטרוקטור פון סי-דאָפּעד HVPE-GaN רעאַקטאָר; (ב) בילד פון 800 מיקראָמעטער-דיק סי-דאָפּעד HVPE-GaN;

(c) פאַרשפּרייטונג פון פרייער טרעגער קאָנצענטראַציע צוזאמען דעם דיאַמעטער פון סי-דאָפּט HVPE-GaN

3. סעלעקטיוו עפּיטאַקסיאַל גראָוט אָדער לאַטעראַל עפּיטאַקסיאַל גראָוט טעכנאָלאָגיע

די טעכניק קען ווייטער רעדוצירן דיסלאקאציע געדיכטקייט און פארבעסערן די קריסטאל קוואַליטעט פון GaN עפּיטאַקסיאַל לייַערס. דער פּראָצעס נעמט אַרײַן:

• אַוועקלייגן אַ GaN שיכט אויף אַ פּאַסיק סאַבסטראַט (סאַפיר אָדער SiC).
• אַוועקלייגן אַ פּאָליקריסטאַלין SiO₂ מאַסקע שיכט אויף שפּיץ.
• ניצן פאָטאָליטאָגראַפי און עטשינג צו שאַפֿן GaN פֿענצטער און SiO₂ מאַסקע סטריפּס.בעת דער ווייטערדיקער וואוקס, וואַקסט GaN ערשט ווערטיקאַל אין די פֿענצטער און דערנאָך לאַטעראַל איבער די SiO₂ סטריפּס.

XKH'ס GaN-אויף-סאַפיר וועיפער

4. פּענדעאָ-עפּיטאַקסי טעכנאָלאָגיע

די מעטאָדע ראַדוצירט באַדייטנד גיטער חסרונות געפֿירט דורך גיטער און טערמישע מיסמאַטש צווישן דעם סאַבסטראַט און עפּיטאַקסיאַל שיכט, ווייטער פֿאַרבעסערנדיק די קוואַליטעט פֿון GaN קריסטאַל. די טריט אַרייַננעמען:

• וואַקסן אַ GaN עפּיטאַקסיאַל שיכט אויף אַ פּאַסיק סאַבסטראַט (6H-SiC אָדער Si) ניצנדיק אַ צוויי-סטעפּ פּראָצעס.
• דורכפירן סעלעקטיווע עטשינג פון דער עפּיטאַקסיאַל שיכט אַראָפּ ביזן סאַבסטראַט, שאַפֿנדיק אָלטערנירנדיקע זייל (GaN/בופער/סאַבסטראַט) און טרענטש סטרוקטורן.
• וואַקסנדיק נאָך GaN שיכטן, וואָס ציען זיך לאַטעראַל פֿון די זײַטווענט פֿון די אָריגינעלע GaN זײַלן, וואָס זענען געהענגט איבער די טרענטשעס.זינט קיין מאַסקע ווערט נישט גענוצט, פֿאַרמייַדט דאָס קאָנטאַקט צווישן GaN און מאַסקע מאַטעריאַלן.

XKH'ס GaN-אויף-סיליקאָן וועיפער

5. אַנטוויקלונג פון קורץ-וועוולענגט UV LED עפּיטאַקסיאַל מאַטעריאַלס

דאָס לייגט אַ שטאַרקע יסוד פֿאַר UV-עקסייטעד פאָספאָר-באַזירטע ווײַסע LEDs. פֿילע הויך-עפֿעקטיוו פאָספֿאָרן קענען עקסייטעד ווערן דורך UV ליכט, אָפֿערנדיק העכערע ליכטיקע עפֿעקטיווקייט ווי די איצטיקע YAG:Ce סיסטעם, דערמיט פֿאַרבעסערנדיק ווײַסע LED פאָרשטעלונג.

6. מולטי-קוואַנטום וועלל (MQW) טשיפּ טעכנאָלאָגיע

אין MQW סטרוקטורן, ווערן פארשידענע אומריינקייטן דאָפּירט בעת דעם וואוקס פון דער ליכט-אויסשטראַלנדיקער שיכט צו שאַפֿן פֿאַרשידענע קוואַנטום-קוואלן. די רעקאָמבינאַציע פון פאָטאָנען וואָס ווערן אויסגעלאָזט פון די קוואלן פּראָדוצירט ווײַס ליכט גלייך. די מעטאָדע פֿאַרבעסערט ליכט-עפֿעקטיווקייט, רעדוצירט קאָסטן, און פֿאַרפּשוטערט פּאַקאַדזשינג און קרייז קאָנטראָל, כאָטש עס שטעלט פֿאָר גרעסערע טעכנישע שוועריקייטן.

7. אַנטוויקלונג פון "פאָטאָן ריסייקלינג" טעכנאָלאָגיע

אין יאנואר 1999, האט יאפאן'ס סומיטאמא אנטוויקלט א ווייסע LED ניצנדיג ZnSe מאטעריאל. די טעכנאלאגיע באשטייט פון וואקסן א CdZnSe דין פילם אויף א ZnSe איין-קריסטאל סובסטראט. ווען עלעקטריפיצירט, עמיטירט דער פילם בלוי ליכט, וואס אינטעראקטירט מיטן ZnSe סובסטראט צו פראדוצירן קאמפלעמענטאר געל ליכט, וואס רעזולטירט אין ווייס ליכט. אזוי אויך, האט באסטאן אוניווערסיטעט'ס פאטאניקס פארשונג צענטער געשטעלט אן AlInGaP האלב-קאנדוקטאר קאמפאונד אויף א בלויען GaN-LED צו שאפן ווייס ליכט.

8. LED עפּיטאַקסיאַל וועיפער פּראָצעס פלוס

① עפּיטאַקסיאַל וועיפער פאַבריקאַציע:
סאַבסטראַט → סטרוקטורעל פּלאַן → באַפער שיכט וווּקס → N-טיפּ GaN שיכט וווּקס → MQW ליכט-עמיטינג שיכט וווּקס → P-טיפּ GaN שיכט וווּקס → אַנילינג → טעסטינג (פאָטאָלומאַנעסאַנס, X-שטראַל) → עפּיטאַקסיאַל ווייפער

② טשיפּ פאַבריקאַציע:
עפּיטאַקסיאַל וועיפער → מאַסקע פּלאַן און פאַבריקאַציע → פאָטאָליטאָגראַפי → יאָן עטשינג → N-טיפּ עלעקטראָד (דעפּאַזישאַן, אַנילינג, עטשינג) → P-טיפּ עלעקטראָד (דעפּאַזישאַן, אַנילינג, עטשינג) → דייסינג → טשיפּ דורכקוק און גראַדירונג.

ZMSH'ס GaN-אויף-SiC וועיפער