Láti inú ìlànà iṣẹ́ LED, ó hàn gbangba pé ohun èlò wafer epitaxial ni ohun pàtàkì ti LED. Ní gidi, àwọn pàrámítà optoelectronic pàtàkì bíi wavelength, lightness, àti forward foliteji ni ohun èlò epitaxial pinnu jùlọ. Ìmọ̀ ẹ̀rọ wafer epitaxial àti ohun èlò ṣe pàtàkì sí ìlànà iṣẹ́, pẹ̀lú Metal-Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) gẹ́gẹ́ bí ọ̀nà àkọ́kọ́ fún gbígbin àwọn fẹ́lẹ́fẹ́lẹ́ kan ṣoṣo tinrin ti III-V, II-VI compounds, àti àwọn alloys wọn. Ní ìsàlẹ̀ yìí ni díẹ̀ lára àwọn àṣà ọjọ́ iwájú nínú ìmọ̀ ẹ̀rọ wafer epitaxial LED.
1. Ìmúdàgbàsókè Ìlànà Ìdàgbàsókè Ìgbésẹ̀ Méjì
Lọ́wọ́lọ́wọ́, iṣẹ́ ìṣẹ̀dá ọjà máa ń lo ìlànà ìdàgbàsókè ìgbésẹ̀ méjì, ṣùgbọ́n iye àwọn ohun èlò tí a lè kó jọ lẹ́ẹ̀kan náà ní ààlà. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé àwọn ẹ̀rọ wafer mẹ́fà ti dàgbà, àwọn ẹ̀rọ tí ó ń lo nǹkan bí wafer 20 ṣì wà lábẹ́ ìdàgbàsókè. Pípọ̀ sí i iye wafer sábà máa ń yọrí sí àìtó ìṣọ̀kan nínú àwọn fẹlẹfẹlẹ epitaxial. Àwọn ìdàgbàsókè ọjọ́ iwájú yóò dojúkọ ọ̀nà méjì:
- Ṣíṣe àgbékalẹ̀ àwọn ìmọ̀-ẹ̀rọ tí ó gba ààyè láti gbé àwọn ohun èlò púpọ̀ sí i sínú yàrá ìṣesí kan ṣoṣo, èyí tí ó mú kí wọ́n dára fún iṣẹ́-ṣíṣe ńlá àti ìdínkù owó.
- Ṣíṣe àgbékalẹ̀ àwọn ohun èlò oníṣẹ́-wafer oní-ẹ̀rọ aládàáni gíga, tí a lè tún ṣe.
2. Ìmọ̀-ẹ̀rọ Hydride Vapor Phase Epitaxy (HVPE)
Ìmọ̀-ẹ̀rọ yìí mú kí àwọn fíìmù tó nípọn pẹ̀lú ìwọ̀n ìyípadà díẹ̀ máa dàgbà kíákíá, èyí tó lè ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí àwọn ohun èlò ìdàgbàsókè homoepitaxial nípa lílo àwọn ọ̀nà míràn. Ní àfikún, àwọn fíìmù GaN tí a yà sọ́tọ̀ kúrò nínú ohun èlò náà lè di àyípadà sí àwọn fíìmù GaN onígun mẹ́ta. Síbẹ̀síbẹ̀, HVPE ní àwọn àléébù, bíi ìṣòro nínú ìṣàkóso ìfúnpọ̀ tó péye àti àwọn gáàsì ìdàrúdàpọ̀ tó ń dí ìdàgbàsókè síwájú sí i nínú ìmọ́tótó ohun èlò GaN.
HVPE-GaN tí a fi Si-doped ṣe
(a) Ìṣètò ìṣiṣẹ́ HVPE-GaN tí a fi Si-doped ṣe; (b) Àwòrán HVPE-GaN tí a fi Si-doped ṣe tí ó nípọn 800 μm;
(c) Pínpín ìṣọ̀kan àwọn ohun èlò tí ń gbé nǹkan lọ́fẹ̀ẹ́ ní ìlà-oòrùn HVPE-GaN tí a fi Si-doped ṣe
3. Ìmọ̀-ẹ̀rọ Ìdàgbàsókè Epitaxial tàbí Ìlà Epitaxial
Ọ̀nà yìí lè dín ìfọ́ ìfọ́ kù sí i, kí ó sì mú kí dídára kristali ti àwọn fẹ́lẹ́fẹ́lẹ́ epitaxial GaN sunwọ̀n sí i. Ìlànà náà ní nínú:
- Fífi ipele GaN sori ohun elo ti o yẹ (sapphire tabi SiC).
- Fi fẹlẹfẹlẹ iboju polycrystalline SiO₂ sori oke.
- Lílo fọ́tòlítófítíkì àti ìkọ́ láti ṣẹ̀dá àwọn fèrèsé GaN àti àwọn ìlà ìbòjú SiO₂.Nígbà ìdàgbàsókè tó tẹ̀lé e, GaN kọ́kọ́ máa ń dàgbà ní òòró nínú àwọn fèrèsé náà, lẹ́yìn náà ó máa ń dàgbà ní ẹ̀gbẹ́ lórí àwọn ìlà SiO₂.
Wafer GaN-on-Sapphire ti XKH
4. Ìmọ̀-ẹ̀rọ Pendeo-Epitaxy
Ọ̀nà yìí dín àwọn àbùkù lattice tí lattice àti àìbáramu ooru tí ó ń fà láàárín substrate àti epitaxial layer ń fà kù gidigidi, èyí sì ń mú kí dídára GaN crystal túbọ̀ pọ̀ sí i. Àwọn ìgbésẹ̀ wọ̀nyí ní nínú:
- Dídàgbàsókè ìpele epitaxial GaN lórí ohun èlò tó yẹ (6H-SiC tàbí Si) nípa lílo ìlànà ìgbésẹ̀ méjì.
- Ṣíṣe yíyan ìfọ́nrán ti fẹlẹfẹlẹ epitaxial sí ìsàlẹ̀ substrate, ṣíṣẹ̀dá àwọn ọ̀wọ̀n alternating (GaN/buffer/substrate) àti àwọn ètò trench.
- Dídàgbà àwọn ìpele GaN afikún, tí ó nà sí ẹ̀gbẹ́ láti ẹ̀gbẹ́ àwọn òpó GaN àtilẹ̀bá, tí a so mọ́ àwọn ihò náà.Nítorí pé a kò lo ìbòmú kankan, èyí yẹra fún kíkanra láàárín àwọn ohun èlò ìbòmú GaN àti àwọn ohun èlò ìbòmú.
Wafer GaN-on-Silicon ti XKH
5. Ìdàgbàsókè Àwọn Ohun Èlò Epitaxial UV LED fún Ìgbì Kúkúrú
Èyí fi ìpìlẹ̀ tó lágbára lélẹ̀ fún àwọn LED funfun tí wọ́n ní ìtara lórí phosphor tí UV ń yọ lẹ́nu. Ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn phosphor tí ó ní agbára gíga ni ìmọ́lẹ̀ UV lè mú yọ̀, èyí tí ó ń fúnni ní agbára ìmọ́lẹ̀ tí ó ga ju ètò YAG:Ce lọ́wọ́lọ́wọ́ lọ, èyí sì ń mú kí iṣẹ́ LED funfun pọ̀ sí i.
6. Ìmọ̀-ẹ̀rọ Ìdánilẹ́kọ̀ọ́ Onírúurú Kànga (MQW)
Nínú àwọn ẹ̀rọ MQW, onírúurú àìmọ́ ni a máa ń fi sínú ara wọn nígbà tí ìpele ìtújáde ìmọ́lẹ̀ bá ń dàgbà láti ṣẹ̀dá oríṣiríṣi àwọn kànga quantum. Àtúnṣe àwọn photon tí a ń tú jáde láti inú àwọn kànga wọ̀nyí ń mú ìmọ́lẹ̀ funfun wá ní tààràtà. Ọ̀nà yìí ń mú kí iṣẹ́ ìmọ́lẹ̀ sunwọ̀n sí i, ó ń dín owó kù, ó sì ń mú kí àpò àti ìṣàkóso àyíká rọrùn, bó tilẹ̀ jẹ́ pé ó ń gbé àwọn ìpèníjà ìmọ̀-ẹ̀rọ tí ó ga jù wá.
7. Ìdàgbàsókè Ìmọ̀-ẹ̀rọ “Àtúnlò Fọ́tòn”
Ní oṣù kìíní ọdún 1999, Sumitomo ti Japan ṣe àgbékalẹ̀ LED funfun kan nípa lílo ohun èlò ZnSe. Ìmọ̀-ẹ̀rọ náà ní nínú gbígbìn fíìmù tinrin CdZnSe lórí ohun èlò ZnSe kan ṣoṣo. Nígbà tí a bá fi iná mànàmáná sí i, fíìmù náà máa ń tú ìmọ́lẹ̀ aláwọ̀ búlúù jáde, èyí tí ó máa ń bá ohun èlò ZnSe ṣiṣẹ́ láti mú ìmọ́lẹ̀ aláwọ̀ búlúù jáde, èyí tí yóò sì yọrí sí ìmọ́lẹ̀ funfun. Bákan náà, Ilé-iṣẹ́ Ìwádìí Photonics ti Yunifásítì Boston kó ohun èlò AlInGaP semiconductor kan sórí GaN-LED aláwọ̀ búlúù láti mú ìmọ́lẹ̀ funfun jáde.
8. Ìṣàn Ìlànà Wafer Epitaxial LED
① Ṣíṣe Ẹ̀rọ Wafer Epitaxial:
Sẹ́ẹ̀tì → Apẹẹrẹ ìṣètò → Ìdàgbàsókè ìpele ìpamọ́ → Ìdàgbàsókè ìpele N GaN → Ìdàgbàsókè ìpele ìtànmọ́lẹ̀ MQW → Ìdàgbàsókè ìpele P GaN → Ìdàgbàsókè ìpele → Ìdánwò (photoluminescence, X-ray) → Ẹ̀rọ ìfọṣọ Epitaxial
② Ṣíṣe Ṣíìpù:
Wafer Epitaxial → Apẹrẹ ati iṣelọpọ iboju → Photolithography → Etching ion → Elekitirodu iru N (iyọkuro, annealing, etching) → Elekitirodu iru P (iyọkuro, annealing, etching) → Dicing → Ṣiṣayẹwo Chip ati ipele.
Wafer GaN-on-SiC ti ZMSH
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Oṣù Keje-25-2025