Prionsabail Theicniúla agus Próisis maidir le Sliseáin Eipiteacsacha LED

Ó phrionsabal oibre na soilse faoi stiúir (LEDs), is léir gurb é an t-ábhar vaiféir eipitacsach croí-chomhpháirt an LED. Go deimhin, is é an t-ábhar eipitacsach a chinneann paraiméadair optoelectronic tábhachtacha amhail tonnfhad, gile, agus voltas ar aghaidh den chuid is mó. Tá teicneolaíocht agus trealamh vaiféir eipitacsach ríthábhachtach don phróiseas monaraíochta, agus is é Taisceadh Gaile Ceimiceach Orgánach Miotail (MOCVD) an phríomh-mhodh chun sraitheanna tanaí criostail aonair de chomhdhúile III-V, II-VI, agus a gcóimhiotail a fhás. Seo a leanas roinnt treochtaí amach anseo i dteicneolaíocht vaiféir eipitacsach LED.

1. Feabhsú ar an bPróiseas Fáis Dhá Chéim

Faoi láthair, úsáideann táirgeadh tráchtála próiseas fáis dhá chéim, ach tá líon na foshraitheanna is féidir a luchtú ag an am céanna teoranta. Cé go bhfuil córais 6-shliseog aibí, tá meaisíní a láimhseálann thart ar 20 sliseoir fós á bhforbairt. Is minic a bhíonn easpa aonfhoirmeachta i sraitheanna eipitacsacha mar thoradh ar líon na sliseoirí a mhéadú. Díreofar ar dhá threo amach anseo ar fhorbairtí amach anseo:

• Teicneolaíochtaí a fhorbairt a cheadaíonn níos mó foshraitheanna a luchtú i seomra imoibrithe aonair, rud a fhágann go bhfuil siad níos oiriúnaí le haghaidh táirgeadh ar scála mór agus laghdú costais.
• Ag cur chun cinn trealaimh aon-vaiféir atá uathoibrithe go mór, in-athdhéanta.

2. Teicneolaíocht Eipeatacsais Céime Gaile Hidríde (HVPE)

Cuireann an teicneolaíocht seo ar chumas fás tapa scannán tiubh le dlús díláithrithe íseal, ar féidir leo feidhmiú mar foshraitheanna le haghaidh fáis homoeipiteaxial ag baint úsáide as modhanna eile. Ina theannta sin, d’fhéadfadh scannáin GaN atá scartha ón tsubstráit a bheith ina roghanna malartacha in ionad sceallóga criostail aonair GaN i mbulc. Mar sin féin, tá míbhuntáistí ag baint le HVPE, amhail deacracht maidir le rialú tiús beacht agus gáis imoibrithe creimneacha a chuireann bac ar fheabhsú breise in íonacht ábhar GaN.

HVPE-GaN dópáilte le Si

(a) Struchtúr imoibritheora HVPE-GaN atá dópáilte le Si; (b) Íomhá de HVPE-GaN atá dópáilte le Si agus atá 800 μm ar tiús;

(c) Dáileadh tiúchan iompróra saor feadh thrastomhas HVPE-GaN atá dópáilte le Si

3. Teicneolaíocht Fás Eipiteacsach Roghnach nó Fáis Eipiteacsach Cliathánach

Is féidir leis an teicníc seo dlús díláithrithe a laghdú tuilleadh agus cáilíocht criostail sraitheanna eipitacsacha GaN a fheabhsú. Baineann an próiseas le:

• Ciseal GaN a thaisceadh ar foshraith oiriúnach (saifír nó SiC).
• Ciseal masc SiO₂ ilchriostalach a thaisceadh ar a bharr.
• Ag baint úsáide as fótailitagrafaíocht agus greanadh chun fuinneoga GaN agus stiallacha maisc SiO₂ a chruthú.Le linn fáis ina dhiaidh sin, fásann GaN go hingearach sna fuinneoga ar dtús agus ansin go cliathánach thar na stiallacha SiO₂.

Sliseog GaN-ar-Shaifír XKH

4. Teicneolaíocht Pendeo-Eipiteacsach

Laghdaíonn an modh seo go suntasach lochtanna laitíse de bharr mí-oiriúnaithe laitíse agus teirmeach idir an tsubstráit agus an ciseal eipitacsach, rud a fheabhsaíonn cáilíocht criostail GaN tuilleadh. Áirítear leis na céimeanna:

• Ciseal eipitacsach GaN a fhás ar foshraith oiriúnach (6H-SiC nó Si) ag baint úsáide as próiseas dhá chéim.
• Ag déanamh eitseáil roghnach ar an tsraith eipitacsach síos go dtí an tsubstráit, ag cruthú struchtúir cholúin (GaN/maolán/substráit) agus trinse malartacha.
• Sraitheanna GaN breise ag fás, a shíneann go cliathánach ó bhallaí taobh na bpiléar GaN bunaidh, ar crochadh os cionn na dtrinsí.Ós rud é nach n-úsáidtear masc, seachnaítear teagmháil idir GaN agus ábhair an masc leis seo.

Sliseog GaN-ar-Sileacan XKH

5. Forbairt Ábhar Eipeatacsach LED UV Tonnfhad Gearr

Leagann sé seo bunús láidir do soilse LED bána atá bunaithe ar fhosfar agus atá spreagtha ag UV. Is féidir go leor fosfar ardéifeachtúlachta a spreagadh le solas UV, rud a thairgeann éifeachtúlacht lonrúil níos airde ná an córas YAG:Ce reatha, rud a chuireann feabhas ar fheidhmíocht soilse LED bána.

6. Teicneolaíocht Sliseanna Il-Thobair Chandamaigh (MQW)

I struchtúir MQW, déantar eisíontais éagsúla a dópáil le linn fás an tsraithe astaithe solais chun tobair chandamacha éagsúla a chruthú. Táirgeann athchuingriú fótón a astaítear ó na tobair seo solas bán go díreach. Feabhsaíonn an modh seo éifeachtúlacht lonrúil, laghdaíonn sé costais, agus simplíonn sé pacáistiú agus rialú ciorcad, cé go gcuireann sé dúshláin theicniúla níos mó i láthair.

7. Forbairt Teicneolaíochta “Athchúrsála Fótón”

I mí Eanáir 1999, d'fhorbair Sumitomo na Seapáine LED bán ag baint úsáide as ábhar ZnSe. Baineann an teicneolaíocht le scannán tanaí CdZnSe a fhás ar shubstráit aonchriostail ZnSe. Nuair a dhéantar leictriú air, astaíonn an scannán solas gorm, a idirghníomhaíonn leis an tsubstráit ZnSe chun solas buí comhlántach a tháirgeadh, rud a fhágann solas bán. Ar an gcaoi chéanna, chruach Ionad Taighde Fótónaice Ollscoil Boston comhdhúil leathsheoltóra AlInGaP ar GaN-LED gorm chun solas bán a ghiniúint.

8. Sreabhadh Próisis Wafer Epitaxial LED

① Déantúsaíocht Sliseáin Eipiteacsach:
Foshraith → Dearadh struchtúrach → Fás ciseal maolánach → Fás ciseal GaN de chineál N → Fás ciseal astaithe solais MQW → Fás ciseal GaN de chineál P → Ainéalú → Tástáil (fótóluminescence, X-gha) → Sciathán eipitacsach

② Déantúsaíocht Sliseanna:
Vaseog eipitacsach → Dearadh agus monarú maisc → Fótailitagrafaíocht → Greanadh ian → Leictreoid de chineál N (taisceadh, annéalú, greanadh) → Leictreoid de chineál P (taisceadh, annéalú, greanadh) → Dísliú → Cigireacht agus grádú sliseanna.

Sliseog GaN-ar-SiC ZMSH