Gikan sa prinsipyo sa pagtrabaho sa mga LED, dayag nga ang epitaxial wafer nga materyal mao ang kinauyokan nga bahin sa usa ka LED. Sa tinuud, ang panguna nga mga parameter sa optoelectronic sama sa wavelength, kahayag, ug boltahe sa unahan labi nga gitino sa materyal nga epitaxial. Ang teknolohiya ug kagamitan sa epitaxial wafer kritikal sa proseso sa paggama, nga ang Metal-Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) mao ang panguna nga pamaagi sa pagtubo sa manipis nga single-crystal layer sa III-V, II-VI nga mga compound, ug ilang mga haluang metal. Sa ubos mao ang pipila ka umaabot nga uso sa LED epitaxial wafer nga teknolohiya.
1. Pagpauswag sa Duha ka Lakang nga Proseso sa Pagtubo
Sa pagkakaron, ang komersyal nga produksyon naggamit sa usa ka duha ka lakang nga proseso sa pagtubo, apan ang gidaghanon sa mga substrate nga mahimong makarga sa usa ka higayon limitado. Samtang ang mga sistema sa 6-wafer hinog na, ang mga makina nga nagdumala sa mga 20 ka mga wafer gipauswag pa. Ang pagdugang sa gidaghanon sa mga ostiya sagad mosangpot sa dili igo nga pagkaparehas sa mga epitaxial layer. Ang umaabot nga mga kalamboan magpunting sa duha ka direksyon:
- Pag-uswag sa mga teknolohiya nga nagtugot sa pagkarga sa daghang mga substrate sa usa ka chamber sa reaksyon, nga naghimo kanila nga mas angay alang sa dinagkong produksiyon ug pagkunhod sa gasto.
- Pag-asdang sa kaayo automated, repeatable single-wafer ekipo.
2. Hydride Vapor Phase Epitaxy (HVPE) Technology
Kini nga teknolohiya makahimo sa paspas nga pagtubo sa baga nga mga pelikula nga adunay ubos nga dislokasyon nga densidad, nga mahimong magsilbing substrate alang sa pagtubo sa homoepitaxial gamit ang ubang mga pamaagi. Dugang pa, ang mga pelikula sa GaN nga nahimulag gikan sa substrate mahimo nga mga alternatibo sa kadaghanan nga GaN nga single-crystal chips. Bisan pa, ang HVPE adunay mga disbentaha, sama sa kalisud sa tukma nga pagkontrol sa gibag-on ug makadaot nga reaksyon nga mga gas nga nakababag sa dugang nga pag-uswag sa kaputli sa materyal nga GaN.
Si-doped HVPE-GaN
(a) Istruktura sa Si-doped HVPE-GaN reactor; (b) Larawan sa 800 μm- gibag-on nga Si-doped HVPE-GaN;
(c) Pag-apod-apod sa libre nga konsentrasyon sa carrier ubay sa diametro sa Si-doped HVPE-GaN
3. Selective Epitaxial Growth o Lateral Epitaxial Growth Technology
Kini nga teknik mahimo pa nga makunhuran ang densidad sa dislokasyon ug mapaayo ang kalidad sa kristal sa mga layer sa epitaxial sa GaN. Ang proseso naglakip sa:
- Pagdeposito sa usa ka layer sa GaN sa usa ka angay nga substrate (sapphire o SiC).
- Pagdeposito og polycrystalline SiO₂ mask layer sa ibabaw.
- Paggamit sa photolithography ug pag-etching aron makamugna ang GaN windows ug SiO₂ mask strips.Atol sa sunod-sunod nga pagtubo, ang GaN una nga mitubo nga patindog sa mga bintana ug dayon sa lateral ibabaw sa SiO₂ strips.
Ang GaN-on-Sapphire nga wafer sa XKH
4. Teknolohiya sa Pendeo-Epitaxy
Kini nga pamaagi sa kamahinungdanon makapamenos sa mga depekto sa lattice tungod sa lattice ug thermal mismatch tali sa substrate ug epitaxial layer, dugang nga pagpausbaw sa kalidad sa kristal sa GaN. Ang mga lakang naglakip sa:
- Pagtubo sa usa ka GaN epitaxial layer sa usa ka angay nga substrate (6H-SiC o Si) gamit ang duha ka lakang nga proseso.
- Pagbuhat sa pinili nga pagkulit sa epitaxial layer ngadto sa substrate, paghimo sa alternating pillar (GaN/buffer/substrate) ug mga istruktura sa kanal.
- Nagtubo nga dugang nga mga lut-od sa GaN, nga naglugway sa kilid gikan sa mga sidewall sa orihinal nga mga haligi sa GaN, gisuspinde sa mga kanal.Tungod kay walay maskara nga gigamit, kini naglikay sa kontak tali sa GaN ug mga materyales sa maskara.
Ang GaN-on-Silicon nga wafer sa XKH
5. Pagpalambo sa Short-Wavelength UV LED Epitaxial Materials
Nagbutang kini og lig-on nga pundasyon alang sa UV-excited phosphor-based white LEDs. Daghang mga high-efficiency phosphors ang mahimong maghinam-hinam sa UV nga kahayag, nga nagtanyag sa mas taas nga kahayag nga kahusayan kaysa sa kasamtangan nga YAG: Ce system, sa ingon nag-uswag sa puti nga LED nga performance.
6. Multi-Quantum Well (MQW) Chip Technology
Sa mga istruktura sa MQW, ang lainlaing mga hugaw gi-doped sa panahon sa pagtubo sa light-emitting layer aron makamugna ang lainlaing mga atabay sa quantum. Ang recombination sa mga photon nga gipagawas gikan niini nga mga atabay direkta nga nagpatunghag puti nga kahayag. Kini nga pamaagi makapauswag sa kahayag, makapamenos sa gasto, ug makapasayon sa pagputos ug pagkontrolar sa sirkito, bisan pa kini nagpresentar ug mas dagkong teknikal nga mga hagit.
7. Pagpalambo sa “Photon Recycling” Technology
Niadtong Enero 1999, ang Sumitomo sa Japan nakahimo og puti nga LED gamit ang ZnSe nga materyal. Ang teknolohiya naglakip sa pagpatubo sa usa ka CdZnSe thin film sa ZnSe single-crystal substrate. Kung makuryente, ang pelikula mopagawas og asul nga kahayag, nga makig-uban sa ZnSe substrate aron makagama og komplementaryong dalag nga kahayag, nga moresulta sa puti nga kahayag. Sa susama, ang Boston University's Photonics Research Center nag-stack sa usa ka AlInGaP semiconductor compound sa usa ka asul nga GaN-LED aron makamugna og puti nga kahayag.
8. LED Epitaxial Wafer Proseso nga Daloy
① Epitaxial Wafer Fabrication:
Substrate → Structural design → Buffer layer growth → N-type nga GaN layer growth → MQW light-emitting layer growth → P-type GaN layer growth → Annealing → Testing (photoluminescence, X-ray) → Epitaxial wafer
② Chip Fabrication:
Epitaxial wafer → Mask design ug fabrication → Photolithography → Ion etching → N-type nga electrode (deposition, annealing, etching) → P-type electrode (deposition, annealing, etching) → Dicing → Chip inspection ug grading.
Ang wafer sa GaN-on-SiC sa ZMSH
Oras sa pag-post: Hul-25-2025