หลักการและกระบวนการของเทคโนโลยี LED Epitaxial Wafer
July 8, 2025
วาฟเฟอร์ Epitaxial LED เป็นแกนหลักของอุปกรณ์ LED โดยตรงกําหนดคุณสมบัติ optoelectronic ที่สําคัญ เช่น ความยาวคลื่นการปล่อยแสง, ความสว่าง, และแรงต่อเนื่องการฝากควายเคมีโลหะ-อินทรีย์ (MOCVD) มีบทบาทที่สําคัญในการเติบโต Epitaxial ของ III-V และ II-VI สารประกอบ semiconductorsด้านล่างมีหลายความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและแนวโน้มที่สร้างอนาคตของ LED epitaxy
1. การปรับปรุงเทคนิคการเติบโต 2 ขั้นตอน
มาตรฐานทางการค้ารวมถึงกระบวนการการเติบโต Epitaxial สองขั้นตอนหน่วยปฏิกิริยา MOCVD ปัจจุบันสามารถรองรับเพียงจํานวนจํากัดของสับสราตต่อวงจรการจํากัดนี้มีผลต่อความเหมือนกันระหว่างโวฟเฟอร์ทิศทางในอนาคตรวมถึง:
-
ขยายขนาด:การพัฒนาเรอคเตอร์ที่รองรับภาระโฟร์ที่สูงขึ้น เพื่อลดต้นทุนต่อหน่วย
-
อัตโนมัติ:เน้นการใช้เครื่องมือแบบแผ่นเดียวที่มีความสามารถในการผลิตใหม่ได้สูงและอัตโนมัติกระบวนการ
2. ไฮดริดระดับระยะระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับระดับ
HVPE ทําให้เกิดการเติบโตอย่างรวดเร็วของชั้น GaN หนาที่มีความหนาของความหนาของการขัดแย้ง threading ต่ํา. หนังเหล่านี้สามารถใช้เป็นพื้นฐานสําหรับการเติบโต homoepitaxial ผ่านวิธีอื่น ๆ. นอกจากนี้ฟิล์ม GaN ที่อยู่ลําพังแยกจากซับสราตเดิมสามารถเป็นตัวแทนของ GaN ในจํานวนมากอย่างไรก็ตาม, HVPE มีการควบคุมความหนาที่ไม่ดีและผลิตภัณฑ์ข้างเคียงที่รุนแรง, ซึ่งจํากัดความบริสุทธิ์ของวัสดุ.
3. การเจริญเติบโตเกินระดับทางด้านหลังหรือด้านหลัง
วิธีนี้ช่วยปรับปรุงคุณภาพของคริสตัลได้อย่างสําคัญ โดยการลดความหนาแน่นของความบกพร่องในชั้น GaNตามด้วยชั้นหน้ากาก SiO2 โพลิกริสตัลลิน. การถ่ายภาพและการกะทะจะเผยแพร่หน้าต่างในชั้น GaN. จากนั้น GaN จะเติบโตตั้งตรงในหน้าต่างเหล่านี้ ก่อนที่จะขยายไปข้างบนหน้ากาก
4. พันเดโอ-เอพิตา็กซี่เพื่อลดความบกพร่อง
การพัฒนา GaN เป็นการพัฒนาบนพื้นฐาน เช่น 6H-SiC หรือ Si โดยใช้กระบวนการ 2 ขั้นตอนการถักรูปแบบสร้างก้อน GaN และโครงสร้างแหลมที่สลับกันวิธีนี้กําจัดความจําเป็นของชั้นหน้ากากและหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนของวัสดุ
5การพัฒนาวัสดุ UV LED
การพยายามในการพัฒนาวัสดุ UV LED ความยาวคลื่นสั้นที่ให้พื้นฐานที่แข็งแรงสําหรับ LED ขาวที่ตื่นเต้นด้วย UV โดยใช้ฟอสฟอร์ trichromaticมีประสิทธิภาพมากกว่า YAG ปรกติ: ระบบที่ใช้ Ce มีศักยภาพในการปรับปรุงประสิทธิภาพแสงให้ดีขึ้น
6เทคโนโลยีชิปหลากควอนตัม (MQW)
โครงสร้าง MQW นําเสนอชั้นที่มีสารดอปแอนด์และองค์ประกอบที่แตกต่างกันระหว่างการเติบโต สร้างหลุมควอนตัมที่ปล่อยฟอตอนของความยาวคลื่นที่แตกต่างกันเทคนิคนี้ทําให้การปล่อยแสงสีขาวโดยตรงและลดความซับซ้อนในการออกแบบวงจรและแพคเกจแม้ว่ามันจะทําให้เกิดปัญหาในการผลิต
7เทคโนโลยีรีไซเคิลโฟตัน
Sumitomo Electric ได้พัฒนา LED สีขาวโดยใช้ ZnSe และ CdZnSe ในปี 1999 แสงสีฟ้าที่ออกมาจากชั้น CdZnSe ทําให้เซลล์ ZnSe เริ่มตื่นเต้นส่งผลให้เกิดการปล่อยสีขาวเช่นเดียวกับมหาวิทยาลัยบอสตัน ได้รับแสงขาวโดยการจัดชั้น AlInGaP บน LED สีฟ้าที่ใช้ GaN
กระแสกระบวนการของ LED Epitaxial Wafers
การเจริญเติบโตของกระดูก
สับสราท → การออกแบบโครงสร้าง → แผ่นพัฟเฟอร์ → แผ่น GaN แบบ N → แผ่นปล่อย MQW → แผ่น GaN แบบ P → การผสมผสาน → การตรวจสอบทางออปติก / รังสี X → การเสร็จสิ้นของวอเฟอร์
การผลิตชิป:
โวฟเฟอร์ → การออกแบบหน้ากากและการเขียนพิมพ์ทองแดง → การถักไอออน → การฝาก / การผสมไฟฟ้า N-electrode → การฝาก / การผสมไฟฟ้า P-electrode → การตัด → การคัดเลือกและการผสม