Bho phrionnsabal obrachaidh LEDs, tha e follaiseach gur e an stuth wafer epitaxial am prìomh phàirt de LED. Gu dearbh, tha prìomh pharaimeatairean optoelectronic leithid tonn-fhaid, soilleireachd, agus bholtaids air adhart air an dearbhadh sa mhòr-chuid leis an stuth epitaxial. Tha teicneòlas agus uidheamachd wafer epitaxial deatamach don phròiseas saothrachaidh, le Tasgadh Ceimigeach Meatailt-Organach (MOCVD) mar a’ phrìomh dhòigh airson sreathan tana aon-chriostail de choimeasgaidhean III-V, II-VI, agus na aloidhean aca fhàs. Gu h-ìosal tha cuid de ghluasadan san àm ri teachd ann an teicneòlas wafer epitaxial LED.
1. Leasachadh air Pròiseas Fàs Dà-cheum
An-dràsta, bidh cinneasachadh malairteach a’ cleachdadh pròiseas fàis dà-cheum, ach tha an àireamh de shubstratan a ghabhas luchdachadh aig an aon àm cuingealaichte. Ged a tha siostaman 6-wafer aibidh, tha innealan a bhios a’ làimhseachadh timcheall air 20 wafer fhathast fo leasachadh. Bidh àrdachadh àireamh nan wafers gu tric a’ leantainn gu neo-chunbhalachd gu leòr ann an sreathan epitaxial. Bidh leasachaidhean san àm ri teachd ag amas air dà stiùireadh:
- A’ leasachadh theicneòlasan a leigeas le barrachd shubstratan a luchdachadh ann an aon seòmar ath-bhualadh, gan dèanamh nas freagarraiche airson cinneasachadh mòr-sgèile agus lughdachadh chosgaisean.
- A’ cur air adhart uidheamachd aon-wafer gu math fèin-ghluasadach, ath-aithriseach.
2. Teicneòlas Epitaxy Ìre Ceò Haidrid (HVPE)
Tha an teicneòlas seo a’ comasachadh fàs luath fhilmichean tiugh le dùmhlachd dì-àiteachaidh ìosal, agus faodaidh iad sin a bhith nan bun-stuthan airson fàs homoepitaxial le bhith a’ cleachdadh dhòighean eile. A bharrachd air an sin, dh’ fhaodadh filmichean GaN air an sgaradh bhon bhun-stuth a bhith nan roghainnean eile an àite sgoltagan criostail singilte GaN mòr-chuid. Ach, tha eas-bhuannachdan aig HVPE, leithid duilgheadas ann a bhith a’ cumail smachd mionaideach air tiugh agus gasaichean ath-bhualadh creimneach a chuireas bacadh air tuilleadh leasachaidh ann am purrachd stuthan GaN.
HVPE-GaN le dopadh Si
(a) Structar reactar HVPE-GaN le dopadh Si; (b) Ìomhaigh de HVPE-GaN le dopadh Si 800 μm de thighead;
(c) Sgaoileadh dùmhlachd giùlain shaor air feadh trast-thomhas HVPE-GaN le dopadh Si
3. Teicneòlas Fàs Epitaxial Roghnach no Fàs Epitaxial Taobhach
Faodaidh an dòigh seo dùmhlachd dì-àiteachaidh a lùghdachadh tuilleadh agus càileachd criostail sreathan epitaxial GaN a leasachadh. Tha am pròiseas a’ toirt a-steach:
- A’ cur sreath GaN air fo-strat freagarrach (safair no SiC).
- A’ cur sreath masg SiO₂ polycrystalline air a’ mhullach.
- A’ cleachdadh fotolithagrafaidheachd agus gràbhaladh gus uinneagan GaN agus stiallan masg SiO₂ a chruthachadh.Rè fàs às dèidh sin, bidh GaN an toiseach a’ fàs gu dìreach anns na h-uinneagan agus an uairsin gu taobhach thairis air na stiallan SiO₂.
Uabhar GaN-air-Sapphire aig XKH
4. Teicneòlas Pendeo-Epitaxy
Tha an dòigh seo a’ lughdachadh gu mòr lochdan cliath-uinneig air adhbhrachadh le mì-chothromachadh cliath-uinneig is teirmeach eadar an t-substrate agus an còmhdach epitaxial, a’ leasachadh càileachd criostail GaN tuilleadh. Tha na ceumannan a’ gabhail a-steach:
- A’ fàs sreath epitaxial GaN air fo-strat freagarrach (6H-SiC no Si) a’ cleachdadh pròiseas dà-cheum.
- A’ dèanamh gràbhaladh roghnach den shreath epitaxial sìos chun an t-substrate, a’ cruthachadh structaran colbh (GaN/bufair/substrate) agus clais mu seach.
- A’ fàs sreathan GaN a bharrachd, a tha a’ sìneadh gu taobhach bho bhallachan-taobh nam puist GaN tùsail, crochte thairis air na trannsaichean.Leis nach eil masg air a chleachdadh, tha seo a’ seachnadh conaltradh eadar GaN agus stuthan masg.
Uabhar GaN-air-Silicon XKH
5. Leasachadh Stuthan Epitaxial LED UV Tonn-fhaid Ghoirid
Tha seo a’ cur bunait làidir airson LEDan geala stèidhichte air fosfar a tha air am brosnachadh le UV. Faodar mòran de fosfairean àrd-èifeachdais a bhrosnachadh le solas UV, a’ tabhann èifeachdas solais nas àirde na an siostam YAG:Ce gnàthach, agus mar sin a’ leasachadh coileanadh LED geal.
6. Teicneòlas Sliseag Tobar Ioma-Chuantamach (MQW)
Ann an structaran MQW, bidh diofar neo-chunbhalachdan air an dopadh rè fàs an t-sreath a tha a’ leigeil a-mach solas gus tobraichean cuantamach eadar-dhealaichte a chruthachadh. Bidh ath-cho-chur fotonan a thèid a leigeil a-mach às na tobraichean sin a’ toirt a-mach solas geal gu dìreach. Bidh an dòigh seo a’ leasachadh èifeachdas solais, a’ lughdachadh chosgaisean, agus a’ sìmpleachadh pacaidh is smachd cuairte, ged a tha dùbhlain theicnigeach nas motha ann.
7. Leasachadh Teicneòlas “Ath-chuairteachadh Photon”
Anns an Fhaoilleach 1999, leasaich Sumitomo Iapan LED geal a’ cleachdadh stuth ZnSe. Tha an teicneòlas a’ toirt a-steach film tana CdZnSe a fhàs air fo-strat aon-chriostail ZnSe. Nuair a thèid a dhealanachadh, bidh am film a’ leigeil a-mach solas gorm, a bhios ag eadar-obrachadh leis an fho-strat ZnSe gus solas buidhe co-phàirteach a thoirt gu buil, agus mar thoradh air sin bidh solas geal ann. San aon dòigh, chuir Ionad Rannsachaidh Fotonaigs Oilthigh Boston todhar leth-chonnsachaidh AlInGaP air GaN-LED gorm gus solas geal a chruthachadh.
8. Sruth Pròiseas Wafer Epitaxial LED
① Dèanamh Wafer Epitaxial:
Fo-strat → Dealbhadh structarail → Fàs sreath bufair → Fàs sreath GaN seòrsa-N → Fàs sreath a tha a’ leigeil a-mach solas MQW → Fàs sreath GaN seòrsa-P → Annealing → Deuchainn (photoluminescence, X-ghath) → Wafer epitaxial
② Dèanamh Sliseagan:
Uabhar epitaxial → Dealbhadh is dèanamh masg → Fotolithagrafaidheachd → Searbhag ian → Electrode seòrsa-N (tasgadh, annealing, searbhag) → Electrode seòrsa-P (tasgadh, annealing, searbhag) → Dìosadh → Sgrùdadh is grèidheadh sliseagan.
Uabhar GaN-air-SiC aig ZMSH
Àm puist: 25 Iuchar 2025