LED Epi Yonga Teknolojisinin İlkeleri ve Süreçleri

LED'lerin çalışma prensibinden de anlaşılacağı gibi, epi yonga malzemeleri LED'lerin temel bileşenidir. Aslında, dalga boyu, parlaklık ve ileri gerilim gibi temel optoelektronik parametreler büyük ölçüde epi yonga malzemesi tarafından belirlenir. Epi yonga teknolojisi ve ekipmanı, Metal-Organik Kimyasal Buhar Biriktirme (MOCVD) III-V ve II-VI grup bileşikleri ve alaşımlarının ince katmanlı tek kristallerini büyütmek için birincil yöntem olmak üzere, üretim süreci için kritik öneme sahiptir. Aşağıda, LED epi yonga teknolojisindeki bazı gelecek eğilimleri bulunmaktadır.

1. İki Aşamalı Büyüme Sürecinin İyileştirilmesi

Şu anda, ticari üretim iki aşamalı bir büyüme süreci kullanmaktadır, ancak bir seferde yüklenebilen alt tabaka sayısı sınırlıdır. 6 yongalı makineler nispeten olgunlaşmışken, yaklaşık 20 yonga işleyebilen makineler hala geliştirme aşamasındadır. Yonga sayısının artırılması genellikle epi yongalarda yetersiz tekdüzeliğe yol açar. Gelecekteki gelişmeler iki yöne odaklanacaktır: ilk olarak, daha fazla alt tabakanın bir seferde reaksiyon odasına yüklenmesini sağlayan, büyük ölçekli üretime ve maliyet düşüşüne daha uygun hale getiren teknolojinin geliştirilmesi; ikincisi, yüksek oranda otomatikleştirilmiş ve tekrarlanabilir tek yongalı ekipman.

2. Hidrür Buhar Fazı Epi (HVPE) Teknolojisi

Bu teknoloji, düşük dislokasyon yoğunluğuna sahip kalın filmlerin hızlı bir şekilde büyümesini sağlar ve bu da diğer yöntemler kullanılarak homoepi büyüme için alt tabaka olarak hizmet edebilir. Ek olarak, alt tabakadan ayrılan GaN filmleri, toplu tek kristal GaN yongalarına alternatif olabilir. Ancak, HVPE, film kalınlığını hassas bir şekilde kontrol etme zorluğu ve reaksiyon gazlarının aşındırıcı doğası gibi dezavantajlara sahiptir, bu da GaN malzeme saflığındaki daha fazla iyileşmeyi engeller.

Si katkılı HVPE-GaN

(a) Si katkılı HVPE-GaN reaktörünün yapısı; (b) 800 μm kalınlığında Si katkılı HVPE-GaN görüntüsü;

(c) Si katkılı HVPE-GaN çapı boyunca serbest taşıyıcı konsantrasyonunun dağılımı

3. Seçici Epi Büyüme veya Yanal Epi Büyüme Teknolojisi

Bu teknoloji, dislokasyon yoğunluğunu daha da azaltabilir ve GaN epi katmanlarının kristal kalitesini iyileştirebilir. Süreç, önce uygun bir alt tabaka (safir veya silisyum karbür) üzerine bir GaN katmanı biriktirmeyi, ardından bir polikristal SiO maske katmanı biriktirmeyi içerir. Daha sonra fotolitografi ve dağlama teknikleri, GaN pencereleri ve maske şeritleri oluşturmak için kullanılır. Sonraki büyüme sırasında, epi GaN önce GaN pencerelerinde büyür ve daha sonra SiO şeritleri üzerinde yanal olarak uzanır.

ZMSH'nin Safir Üzerine GaN yongası

4. Pendeo-Epi Teknolojisi

Bu yöntem, alt tabaka ile epi katman arasındaki kafes ve termal uyumsuzluktan kaynaklanan epi katmanlardaki çok sayıda kafes kusurunu önemli ölçüde azaltır, böylece GaN epi katmanlarının kristal kalitesini daha da iyileştirir. Süreç, iki aşamalı bir işlem kullanarak uygun bir alt tabaka (6H-SiC veya Si) üzerinde bir GaN epi katmanı büyütmekle başlar. Daha sonra epi film, alt tabaka açığa çıkana kadar seçici olarak dağlanır ve alternatif sütun yapıları (GaN/tampon katmanı/alt tabaka) ve hendekler oluşturur. Sonraki GaN epi büyümesi, orijinal GaN epi katmanının yan duvarlarından yanal epi büyüme içeren, hendeklerin üzerinde askıda gerçekleşir. Bu yöntem, bir maskeye olan ihtiyacı ortadan kaldırır ve GaN ile maske malzemeleri arasındaki teması önler.

ZMSH'nin Silisyum Üzerine GaN yongası

5. Kısa Dalga Boylu UV LED Epi Malzemelerinin Geliştirilmesi

Bu, UV trikromatik fosfor bazlı beyaz LED'lerin geliştirilmesi için sağlam bir temel oluşturur. Birçok verimli fosfor, UV ışığı ile uyarılabilir ve şu anda kullanılan YAG:Ce sisteminden daha yüksek ışık verimliliği sunarak beyaz LED teknolojisini geliştirir.

6. Çoklu Kuantum Kuyusu (MQW) Yongası Teknolojisinin Geliştirilmesi

MQW yongalarında, farklı yapıdaki kuantum kuyuları oluşturmak için ışık yayan katmanın büyümesi sırasında farklı safsızlıklar katkılanır. Bu kuantum kuyularından yayılan fotonların rekombinasyonu doğrudan beyaz ışık üretir. Bu yöntem, ışık verimliliğini artırır, maliyetleri düşürür ve paketleme ve devre kontrolünü basitleştirir, ancak daha büyük teknik zorluklar sunar.

7. "Foton Geri Dönüşümü" Teknolojisinin Geliştirilmesi

Ocak 1999'da, Japonya'nın Sumitomo şirketi ZnSe malzemesi kullanarak bir beyaz LED geliştirdi. Teknoloji, bir ZnSe tek kristal alt tabaka üzerine bir CdZnSe ince film büyütmeyi içerir. Elektrik verildiğinde, film mavi ışık yayar ve bu da beyaz ışıkla sonuçlanan tamamlayıcı sarı ışık üretmek için ZnSe alt tabakasıyla etkileşime girer. Benzer şekilde, ABD'deki Boston Üniversitesi'ndeki Fotonik Araştırma Merkezi, beyaz ışık üretmek için mavi bir GaN-LED üzerine bir AlInGaP yarı iletken kompozit yerleştirdi.

8. LED Epi Yonga Süreci

Alt Tabaka >> Yapısal Tasarım >> Tampon Katman Büyümesi >> N-tipi GaN Katman Büyümesi >> MQW Işık Yayan Katman Büyümesi >> P-tipi GaN Katman Büyümesi >> Tavlama >> Test (Fotolüminesans, X-ışını) >> Epi Yonga

Epi Yonga >> ve Maske İmalatı >> Fotolitografi >> İyon Dağlama >> N-tipi Elektrot (Biriktirme, Tavlama, Dağlama) >> P-tipi Elektrot (Biriktirme, Tavlama, Dağlama) >> Dilimleme >> Yonga Sıralama ve Derecelendirme

LED epi yonga teknolojisi alanında profesyonel bir tedarikçi olarak ZMSH, MOCVD epi büyüme, HVPE kalın film hazırlama, seçici epi ve kuantum kuyusu yapısı tasarımı dahil olmak üzere kapsamlı teknik çözümler sunmaktadır. Safir/SiC alt tabakalar, GaN epi yongalar, UV LED malzemeleri ve destekleyici maskeler gibi temel malzemeleri tedarik ediyoruz. Olgun süreç sistemlerinin yanı sıra eksiksiz işleme ve test tesisleriyle donatılmış olan ZMSH, aydınlatma ekranı, UV uygulamaları ve diğer ilgili alanlarda müşterilerimizi teknolojik inovasyon ve ürün yükseltmeleri konusunda destekleyerek malzeme seçiminden ve yapısal tasarımdan özelleştirilmiş işlemeye kadar tek elden hizmetler sunmaktadır.

ZMSH'nin SiC Üzerine GaN yongası