LED ల పని సూత్రం నుండి, ఎపిటాక్సియల్ వేఫర్ పదార్థం LED యొక్క ప్రధాన భాగం అని స్పష్టంగా తెలుస్తుంది. వాస్తవానికి, తరంగదైర్ఘ్యం, ప్రకాశం మరియు ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ వంటి కీలకమైన ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పారామితులు ఎక్కువగా ఎపిటాక్సియల్ పదార్థం ద్వారా నిర్ణయించబడతాయి. ఎపిటాక్సియల్ వేఫర్ సాంకేతికత మరియు పరికరాలు తయారీ ప్రక్రియకు కీలకం, మెటల్-ఆర్గానిక్ కెమికల్ వేపర్ డిపాజిషన్ (MOCVD) III-V, II-VI సమ్మేళనాల సన్నని సింగిల్-క్రిస్టల్ పొరలను మరియు వాటి మిశ్రమాలను పెంచడానికి ప్రాథమిక పద్ధతి. LED ఎపిటాక్సియల్ వేఫర్ టెక్నాలజీలో కొన్ని భవిష్యత్తు పోకడలు క్రింద ఉన్నాయి.
1. రెండు-దశల వృద్ధి ప్రక్రియ మెరుగుదల
ప్రస్తుతం, వాణిజ్య ఉత్పత్తి రెండు-దశల వృద్ధి ప్రక్రియను ఉపయోగిస్తుంది, కానీ ఒకేసారి లోడ్ చేయగల ఉపరితలాల సంఖ్య పరిమితం. 6-వేఫర్ వ్యవస్థలు పరిణతి చెందినప్పటికీ, 20 వేఫర్‌లను నిర్వహించే యంత్రాలు ఇప్పటికీ అభివృద్ధిలో ఉన్నాయి. వేఫర్‌ల సంఖ్యను పెంచడం వల్ల తరచుగా ఎపిటాక్సియల్ పొరలలో తగినంత ఏకరూపత ఉండదు. భవిష్యత్ పరిణామాలు రెండు దిశలపై దృష్టి సారిస్తాయి:
- ఒకే ప్రతిచర్య గదిలో ఎక్కువ ఉపరితలాలను లోడ్ చేయడానికి అనుమతించే సాంకేతిక పరిజ్ఞానాలను అభివృద్ధి చేయడం, వాటిని పెద్ద ఎత్తున ఉత్పత్తికి మరియు ఖర్చు తగ్గింపుకు మరింత అనుకూలంగా చేస్తుంది.
- అత్యంత ఆటోమేటెడ్, పునరావృతమయ్యే సింగిల్-వేఫర్ పరికరాలను అభివృద్ధి చేయడం.
2. హైడ్రైడ్ వేపర్ ఫేజ్ ఎపిటాక్సీ (HVPE) టెక్నాలజీ
ఈ సాంకేతికత తక్కువ డిస్లోకేషన్ డెన్సిటీతో మందపాటి ఫిల్మ్‌ల వేగవంతమైన పెరుగుదలను అనుమతిస్తుంది, ఇది ఇతర పద్ధతులను ఉపయోగించి హోమోపిటాక్సియల్ పెరుగుదలకు సబ్‌స్ట్రేట్‌లుగా ఉపయోగపడుతుంది. అదనంగా, సబ్‌స్ట్రేట్ నుండి వేరు చేయబడిన GaN ఫిల్మ్‌లు బల్క్ GaN సింగిల్-క్రిస్టల్ చిప్‌లకు ప్రత్యామ్నాయాలుగా మారవచ్చు. అయితే, HVPE లో లోపాలు ఉన్నాయి, ఖచ్చితమైన మందం నియంత్రణలో ఇబ్బంది మరియు GaN పదార్థ స్వచ్ఛతలో మరింత మెరుగుదలకు ఆటంకం కలిగించే తుప్పు ప్రతిచర్య వాయువులు వంటివి.
సి-డోప్డ్ HVPE-GaN
(ఎ) సి-డోప్డ్ HVPE-GaN రియాక్టర్ నిర్మాణం; (బి) 800 μm- మందం కలిగిన సి-డోప్డ్ HVPE-GaN యొక్క చిత్రం;
(సి) Si-డోప్డ్ HVPE-GaN వ్యాసం వెంట ఉచిత క్యారియర్ సాంద్రత పంపిణీ
3. సెలెక్టివ్ ఎపిటాక్సియల్ గ్రోత్ లేదా లాటరల్ ఎపిటాక్సియల్ గ్రోత్ టెక్నాలజీ
ఈ సాంకేతికత డిస్లోకేషన్ సాంద్రతను మరింత తగ్గించగలదు మరియు GaN ఎపిటాక్సియల్ పొరల క్రిస్టల్ నాణ్యతను మెరుగుపరుస్తుంది. ఈ ప్రక్రియలో ఇవి ఉంటాయి:
- తగిన ఉపరితలంపై (నీలమణి లేదా SiC) GaN పొరను నిక్షేపించడం.
- పైన పాలీక్రిస్టలైన్ SiO₂ మాస్క్ పొరను జమ చేయడం.
- GaN విండోలు మరియు SiO₂ మాస్క్ స్ట్రిప్‌లను సృష్టించడానికి ఫోటోలిథోగ్రఫీ మరియు ఎచింగ్‌ను ఉపయోగించడం.తదుపరి పెరుగుదల సమయంలో, GaN మొదట కిటికీలలో నిలువుగా పెరుగుతుంది మరియు తరువాత SiO₂ స్ట్రిప్స్‌పై పార్శ్వంగా పెరుగుతుంది.
XKH యొక్క GaN-ఆన్-సఫైర్ వేఫర్
4. పెండియో-ఎపిటాక్సీ టెక్నాలజీ
ఈ పద్ధతి సబ్‌స్ట్రేట్ మరియు ఎపిటాక్సియల్ పొర మధ్య లాటిస్ మరియు థర్మల్ అసమతుల్యత వల్ల కలిగే లాటిస్ లోపాలను గణనీయంగా తగ్గిస్తుంది, GaN క్రిస్టల్ నాణ్యతను మరింత మెరుగుపరుస్తుంది. దశల్లో ఇవి ఉన్నాయి:
- రెండు-దశల ప్రక్రియను ఉపయోగించి తగిన ఉపరితలంపై (6H-SiC లేదా Si) GaN ఎపిటాక్సియల్ పొరను పెంచడం.
- ఎపిటాక్సియల్ పొరను సబ్‌స్ట్రేట్ వరకు సెలెక్టివ్ ఎచింగ్ చేయడం, ఆల్టర్నేటింగ్ పిల్లర్ (GaN/బఫర్/సబ్‌స్ట్రేట్) మరియు ట్రెంచ్ నిర్మాణాలను సృష్టించడం.
- కందకాలపై వేలాడదీయబడిన అసలు GaN స్తంభాల పక్కగోడల నుండి పార్శ్వంగా విస్తరించి ఉన్న అదనపు GaN పొరలను పెంచడం.మాస్క్ ఉపయోగించనందున, ఇది GaN మరియు మాస్క్ పదార్థాల మధ్య సంబంధాన్ని నివారిస్తుంది.
XKH యొక్క GaN-ఆన్-సిలికాన్ వేఫర్
5. స్వల్ప-తరంగదైర్ఘ్య UV LED ఎపిటాక్సియల్ మెటీరియల్స్ అభివృద్ధి
ఇది UV- ఉత్తేజిత ఫాస్ఫర్-ఆధారిత తెల్లని LED లకు గట్టి పునాది వేస్తుంది. అనేక అధిక-సామర్థ్య ఫాస్ఫర్‌లను UV కాంతి ద్వారా ఉత్తేజపరచవచ్చు, ప్రస్తుత YAG:Ce వ్యవస్థ కంటే అధిక ప్రకాశించే సామర్థ్యాన్ని అందిస్తుంది, తద్వారా తెల్లని LED పనితీరును మెరుగుపరుస్తుంది.
6. మల్టీ-క్వాంటమ్ వెల్ (MQW) చిప్ టెక్నాలజీ
MQW నిర్మాణాలలో, కాంతి-ఉద్గార పొర పెరుగుదల సమయంలో వివిధ మలినాలను డోప్ చేసి, వివిధ క్వాంటం బావులను సృష్టిస్తారు. ఈ బావుల నుండి విడుదలయ్యే ఫోటాన్‌ల పునఃసంయోగం నేరుగా తెల్లని కాంతిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఈ పద్ధతి ప్రకాశించే సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది, ఖర్చులను తగ్గిస్తుంది మరియు ప్యాకేజింగ్ మరియు సర్క్యూట్ నియంత్రణను సులభతరం చేస్తుంది, అయినప్పటికీ ఇది ఎక్కువ సాంకేతిక సవాళ్లను అందిస్తుంది.
7. “ఫోటాన్ రీసైక్లింగ్” టెక్నాలజీ అభివృద్ధి
జనవరి 1999లో, జపాన్‌కు చెందిన సుమిటోమో ZnSe పదార్థాన్ని ఉపయోగించి తెల్లటి LEDని అభివృద్ధి చేసింది. ఈ సాంకేతికతలో ZnSe సింగిల్-క్రిస్టల్ సబ్‌స్ట్రేట్‌పై CdZnSe సన్నని ఫిల్మ్‌ను పెంచడం ఉంటుంది. విద్యుదీకరించబడినప్పుడు, ఫిల్మ్ నీలి కాంతిని విడుదల చేస్తుంది, ఇది ZnSe సబ్‌స్ట్రేట్‌తో సంకర్షణ చెంది పరిపూరక పసుపు కాంతిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఫలితంగా తెల్లని కాంతి వస్తుంది. అదేవిధంగా, బోస్టన్ విశ్వవిద్యాలయం యొక్క ఫోటోనిక్స్ రీసెర్చ్ సెంటర్ తెల్లని కాంతిని ఉత్పత్తి చేయడానికి నీలిరంగు GaN-LEDపై AlInGaP సెమీకండక్టర్ సమ్మేళనాన్ని పేర్చింది.
8. LED ఎపిటాక్సియల్ వేఫర్ ప్రాసెస్ ఫ్లో
① ఎపిటాక్సియల్ వేఫర్ ఫ్యాబ్రికేషన్:
సబ్‌స్ట్రేట్ → స్ట్రక్చరల్ డిజైన్ → బఫర్ పొర పెరుగుదల → N-రకం GaN పొర పెరుగుదల → MQW కాంతి-ఉద్గార పొర పెరుగుదల → P-రకం GaN పొర పెరుగుదల → ఎనియలింగ్ → టెస్టింగ్ (ఫోటోల్యూమినిసెన్స్, ఎక్స్-రే) → ఎపిటాక్సియల్ వేఫర్
② చిప్ తయారీ:
ఎపిటాక్సియల్ వేఫర్ → మాస్క్ డిజైన్ మరియు ఫ్యాబ్రికేషన్ → ఫోటోలిథోగ్రఫీ → అయాన్ ఎచింగ్ → N-టైప్ ఎలక్ట్రోడ్ (డిపాజిషన్, ఎనియలింగ్, ఎచింగ్) → P-టైప్ ఎలక్ట్రోడ్ (డిపాజిషన్, ఎనియలింగ్, ఎచింగ్) → డైసింగ్ → చిప్ తనిఖీ మరియు గ్రేడింగ్.
ZMSH యొక్క GaN-on-SiC వేఫర్
పోస్ట్ సమయం: జూలై-25-2025