LED වල ක්‍රියාකාරී මූලධර්මය අනුව, එපිටැක්සියල් වේෆර් ද්‍රව්‍යය LED එකක මූලික අංගය බව පැහැදිලිය. ඇත්ත වශයෙන්ම, තරංග ආයාමය, දීප්තිය සහ ඉදිරි වෝල්ටීයතාවය වැනි ප්‍රධාන දෘෂ්ටි ඉලෙක්ට්‍රොනික පරාමිතීන් බොහෝ දුරට එපිටැක්සියල් ද්‍රව්‍ය මගින් තීරණය වේ. එපිටැක්සියල් වේෆර් තාක්ෂණය සහ උපකරණ නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලියට ඉතා වැදගත් වන අතර, ලෝහ-කාබනික රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීම (MOCVD) III-V, II-VI සංයෝගවල තුනී තනි-ස්ඵටික ස්ථර සහ ඒවායේ මිශ්‍ර ලෝහ වර්ධනය කිරීම සඳහා මූලික ක්‍රමය වේ. LED එපිටැක්සියල් වේෆර් තාක්ෂණයේ අනාගත ප්‍රවණතා කිහිපයක් පහත දැක්වේ.
1. ද්වි-පියවර වර්ධන ක්‍රියාවලිය වැඩිදියුණු කිරීම
වර්තමානයේ, වාණිජ නිෂ්පාදනය පියවර දෙකක වර්ධන ක්‍රියාවලියක් භාවිතා කරයි, නමුත් එකවර පැටවිය හැකි උපස්ථර ගණන සීමිතය. 6-වේෆර් පද්ධති පරිණත වුවද, වේෆර් 20 ක් පමණ හසුරුවන යන්ත්‍ර තවමත් සංවර්ධනය වෙමින් පවතී. වේෆර් ගණන වැඩි කිරීම බොහෝ විට එපිටැක්සියල් ස්ථරවල ප්‍රමාණවත් ඒකාකාරිත්වයක් ඇති නොකරයි. අනාගත සංවර්ධනයන් දිශාවන් දෙකක් කෙරෙහි අවධානය යොමු කරනු ඇත:
- තනි ප්‍රතික්‍රියා කුටියක් තුළ වැඩි උපස්ථර ප්‍රමාණයක් පැටවීමට ඉඩ සලසන තාක්ෂණයන් සංවර්ධනය කිරීම, ඒවා මහා පරිමාණ නිෂ්පාදනයට සහ පිරිවැය අඩු කිරීමට වඩාත් සුදුසු කරයි.
- ඉහළ ස්වයංක්‍රීය, නැවත නැවත කළ හැකි තනි වේෆර් උපකරණ දියුණු කිරීම.
2. හයිඩ්‍රයිඩ් වාෂ්ප අදියර එපිටැක්සි (HVPE) තාක්ෂණය
මෙම තාක්ෂණය අඩු විස්ථාපන ඝනත්වයක් සහිත ඝන පටලවල වේගවත් වර්ධනයට ඉඩ සලසයි, එය වෙනත් ක්‍රම භාවිතා කරමින් හෝමෝපිටැක්සියල් වර්ධනය සඳහා උපස්ථර ලෙස සේවය කළ හැකිය. මීට අමතරව, උපස්ථරයෙන් වෙන් කරන ලද GaN පටල තොග GaN තනි-ස්ඵටික චිප් සඳහා විකල්ප බවට පත්විය හැකිය. කෙසේ වෙතත්, HVPE හි අඩුපාඩු තිබේ, එනම් නිරවද්‍ය ඝණකම පාලනය කිරීමේ දුෂ්කරතාවය සහ GaN ද්‍රව්‍ය සංශුද්ධතාවය තවදුරටත් වැඩිදියුණු කිරීමට බාධා කරන විඛාදන ප්‍රතික්‍රියා වායු වැනි.
Si-මාත්‍රණය කළ HVPE-GaN
(අ) Si-මාත්‍රණය කළ HVPE-GaN ප්‍රතික්‍රියාකාරකයේ ව්‍යුහය; (ආ) 800 μm- ඝනකම Si-මාත්‍රණය කළ HVPE-GaN හි රූපය;
(ඇ) Si-doped HVPE-GaN හි විෂ්කම්භය දිගේ නිදහස් වාහක සාන්ද්‍රණය ව්‍යාප්තිය
3. වරණීය එපිටැක්සියල් වර්ධනය හෝ පාර්ශ්වික එපිටැක්සියල් වර්ධන තාක්ෂණය
මෙම තාක්ෂණය මඟින් විස්ථාපන ඝනත්වය තවදුරටත් අඩු කර GaN එපිටැක්සියල් ස්ථරවල ස්ඵටික ගුණාත්මකභාවය වැඩි දියුණු කළ හැකිය. ක්‍රියාවලියට ඇතුළත් වන්නේ:
- සුදුසු උපස්ථරයක් (නිල් මැණික් හෝ SiC) මත GaN තට්ටුවක් තැන්පත් කිරීම.
- බහු ස්ඵටිකරූපී SiO₂ ආවරණ තට්ටුවක් ඉහළින් තැන්පත් කිරීම.
- GaN කවුළු සහ SiO₂ ආවරණ තීරු නිර්මාණය කිරීම සඳහා ෆොටෝලිතෝග්‍රැෆි සහ කැටයම් භාවිතා කිරීම.පසුකාලීන වර්ධනයේදී, GaN පළමුව කවුළු තුළ සිරස් අතටත් පසුව SiO₂ තීරු මත පාර්ශ්වීයවත් වර්ධනය වේ.
XKH හි GaN-on-Sapphire වේෆර්
4. පෙන්ඩියෝ-එපිටැක්සි තාක්ෂණය
මෙම ක්‍රමය මඟින් උපස්ථරය සහ එපිටැක්සියල් ස්ථරය අතර දැලිස් සහ තාප නොගැලපීම නිසා ඇතිවන දැලිස් දෝෂ සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කරන අතර, GaN ස්ඵටික ගුණාත්මකභාවය තවදුරටත් වැඩි දියුණු කරයි. පියවරවලට ඇතුළත් වන්නේ:
- පියවර දෙකක ක්‍රියාවලියක් භාවිතා කරමින් සුදුසු උපස්ථරයක් (6H-SiC හෝ Si) මත GaN එපිටැක්සියල් ස්ථරයක් වගා කිරීම.
- උපස්ථරය දක්වා එපිටැක්සියල් ස්ථරයේ තෝරාගත් කැටයම් කිරීම සිදු කිරීම, විකල්ප කුළුණ (GaN/බෆරය/උපස්ථරය) සහ අගල් ව්‍යුහයන් නිර්මාණය කිරීම.
- මුල් GaN කුළුණු වල පැති බිත්ති වලින් පාර්ශ්වීයව විහිදෙන, අගල් මත එල්ලා ඇති අතිරේක GaN ස්ථර වර්ධනය කිරීම.මුහුණු ආවරණයක් භාවිතා නොකරන බැවින්, මෙය GaN සහ මුහුණු ආවරණ ද්‍රව්‍ය අතර සම්බන්ධතාවය වළක්වයි.
XKH හි GaN-on-සිලිකන් වේෆර්
5. කෙටි තරංග ආයාම UV LED එපිටැක්සියල් ද්‍රව්‍ය සංවර්ධනය කිරීම
මෙය UV-උද්දීපනය කරන ලද පොස්පර පාදක සුදු LED සඳහා ශක්තිමත් පදනමක් දමයි. බොහෝ ඉහළ කාර්යක්ෂමතා පොස්පර UV ආලෝකය මගින් උද්දීපනය කළ හැකි අතර, වත්මන් YAG:Ce පද්ධතියට වඩා ඉහළ දීප්තිමත් කාර්යක්ෂමතාවයක් ලබා දෙන අතර එමඟින් සුදු LED ක්‍රියාකාරිත්වය දියුණු වේ.
6. බහු-ක්වොන්ටම් ළිං (MQW) චිප් තාක්ෂණය
MQW ව්‍යුහයන් තුළ, ආලෝක විමෝචක ස්ථරයේ වර්ධනය අතරතුර විවිධ අපද්‍රව්‍ය මාත්‍රණය කර විවිධ ක්වොන්ටම් ළිං නිර්මාණය කරයි. මෙම ළිංවලින් විමෝචනය වන ෆෝටෝන නැවත ඒකාබද්ධ කිරීමෙන් සුදු ආලෝකය සෘජුවම නිපදවයි. මෙම ක්‍රමය දීප්තිමත් කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කරයි, පිරිවැය අඩු කරයි, සහ ඇසුරුම්කරණය සහ පරිපථ පාලනය සරල කරයි, නමුත් එය විශාල තාක්ෂණික අභියෝග ඉදිරිපත් කරයි.
7. “ෆෝටෝන ප්‍රතිචක්‍රීකරණ” තාක්ෂණය සංවර්ධනය කිරීම
1999 ජනවාරි මාසයේදී, ජපානයේ සුමිටෝමෝ සමාගම ZnSe ද්‍රව්‍ය භාවිතයෙන් සුදු LED එකක් නිපදවීය. මෙම තාක්ෂණයට ZnSe තනි-ස්ඵටික උපස්ථරයක් මත CdZnSe තුනී පටලයක් වැඩීම ඇතුළත් වේ. විද්‍යුත්කරණය කළ විට, පටලය නිල් ආලෝකය විමෝචනය කරන අතර, එය ZnSe උපස්ථරය සමඟ අන්තර්ක්‍රියා කර අනුපූරක කහ ආලෝකය නිපදවන අතර එමඟින් සුදු ආලෝකය ඇති වේ. ඒ හා සමානව, බොස්ටන් විශ්ව විද්‍යාලයේ ෆෝටෝනික්ස් පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානය සුදු ආලෝකය ජනනය කිරීම සඳහා නිල් GaN-LED එකක් මත AlInGaP අර්ධ සන්නායක සංයෝගයක් ගොඩගසා ඇත.
8. LED එපිටැක්සියල් වේෆර් ක්‍රියාවලි ප්‍රවාහය
① එපිටැක්සියල් වේෆර් නිෂ්පාදනය:
උපස්ථරය → ව්‍යුහාත්මක නිර්මාණය → ස්වාරක්ෂක ස්ථර වර්ධනය → N-වර්ගයේ GaN ස්ථර වර්ධනය → MQW ආලෝක විමෝචක ස්ථර වර්ධනය → P-වර්ගයේ GaN ස්ථර වර්ධනය → ඇනීලිං → පරීක්ෂාව (ප්‍රභාදීප්තිය, එක්ස් කිරණ) → එපිටැක්සියල් වේෆර්
② චිප් නිෂ්පාදනය:
එපිටැක්සියල් වේෆර් → ආවරණ නිර්මාණය සහ නිෂ්පාදනය → ෆොටෝලිතෝග්‍රැෆි → අයන කැටයම් කිරීම → N-වර්ගයේ ඉලෙක්ට්‍රෝඩය (තැන්පත් කිරීම, ඇනීලිං, කැටයම් කිරීම) → P-වර්ගයේ ඉලෙක්ට්‍රෝඩය (තැන්පත් කිරීම, ඇනීලිං, කැටයම් කිරීම) → ඩයිසිං → චිප් පරීක්ෂාව සහ ශ්‍රේණිගත කිරීම.
ZMSH හි GaN-on-SiC වේෆර්
පළ කිරීමේ කාලය: ජූලි-25-2025