Prinzipien und Verfahren der LED-Epitaxialwafer-Technologie

Aus dem Arbeitsprinzip von LEDs geht hervor, daß die epitaxialen Wafermaterialien der Kernbestandteil von LEDs sind.und Vorwärtsspannung sind weitgehend durch das epitaxielle Wafermaterial bestimmtDie Epitaxial-Wafer-Technologie und -Ausrüstung sind für den Herstellungsprozess von entscheidender Bedeutung.mit der metallorganischen chemischen Dampfdeposition (MOCVD) als primärem Verfahren für den Anbau dünnschichtiger Einzelkristalle von Verbindungen und Legierungen der Gruppen III-V und II-VIIm Folgenden sind einige zukünftige Trends in der LED-Epitaxial-Wafer-Technologie aufgeführt.

1Verbesserung des zweistufigen Wachstumsprozesses

Derzeit wird in der kommerziellen Produktion ein Zwei-Stufen-Wachstumsprozess eingesetzt, aber die Anzahl der Substrate, die auf einmal geladen werden können, ist begrenzt.Maschinen, die etwa 20 Wafer verarbeiten können, befinden sich noch in der EntwicklungDie Entwicklung der Wafer wird sich in zwei Richtungen konzentrieren:Entwicklung einer Technologie, mit der mehr Substrate gleichzeitig in die Reaktionskammer geladen werden können, was sie für die Großproduktion und die Kostensenkung geeigneter macht; zweitens hoch automatisierte und wiederholbare Ein-Wafer-Geräte.

2Hydriddampfphasen-Epitaxie (HVPE) -Technologie

Diese Technologie ermöglicht das schnelle Wachstum dicker Folien mit geringer Dislokationsdichte, die mit anderen Methoden als Substrate für das Homoepitaxialwachstum dienen können.Abgesonderte GaN-Folien vom Substrat können zu Alternativen zu großen Einkristall-GaN-Chips werdenHVPE weist jedoch Nachteile auf, wie z. B. die Schwierigkeit, die Filmtiefe genau zu kontrollieren, und die Korrosionskraft der Reaktionsgase, die weitere Verbesserungen der GaN-Reinheit behindern.

Si-doppiertes HVPE-GaN

(a) Struktur des Si-dopten HVPE-GaN-Reaktors; (b) Bild von Si-doptem HVPE-GaN mit einer Dicke von 800 μm;

c) Verteilung der freien Trägerkonzentration entlang des Durchmessers von Si-dopiertem HVPE-GaN

3. Selektives Epitaxialwachstum oder Lateral-Epitaxialwachstumstechnologie

Diese Technologie kann die Ausfalldichte weiter reduzieren und die Kristallqualität der GaN-Epitaxialschichten verbessern.Das Verfahren besteht darin, zunächst eine Schicht GaN auf ein geeignetes Substrat (Saphir oder Siliziumkarbid) abzulegenIm Anschluss an das Wachstum werden die Baumwolle und die Baumwolle mit einer Schicht aus polykristalliner SiO-Maske verarbeitet.Das epitaxiale GaN wächst zunächst an den GaN-Fenstern und erstreckt sich dann seitlich über die SiO-Streifen.

Die GaN-on-Sapphire-Wafer von ZMSH

4Pendeo-Epitaxy-Technologie

Diese Methode verringert die große Anzahl von Gitterfehlern in den epitaxialen Schichten, die durch Gitter- und thermische Mismatch zwischen Substrat und epitaxialer Schicht verursacht werden, erheblich,Damit wird die Kristallqualität der GaN-Epitaxialschichten weiter verbessert.Der Prozess beginnt mit dem Anbau einer GaN-Epitaxialschicht auf einem geeigneten Substrat (6H-SiC oder Si) mit einem zweistufigen Verfahren.Formung wechselnder Säulenstrukturen (GaN/Pufferschicht/Substrat) und GräbenDas anschließende GaN-Epitaxialwachstum tritt über den Gräben auf und beinhaltet seitliches Epitaxialwachstum von den Seitenwänden der ursprünglichen GaN-Epitaxialschicht.Mit dieser Methode ist keine Maske mehr nötig., wodurch der Kontakt zwischen GaN und Maskenmaterialien vermieden wird.

Die GaN-on-Silicon-Wafer von ZMSH

5Entwicklung von UV-LED-Epitaxialmaterialien mit kurzer Wellenlänge

Dies legt eine solide Grundlage für die Entwicklung von UV-trichromatischen weißen LEDs auf Phosphorbasis.mit einem höheren Lichtwirkungsgrad als das derzeit verwendete YAGDas LED-System wurde entwickelt, wodurch die weiße LED-Technologie vorangetrieben wird.

6Entwicklung der Chip-Technologie für Multi-Quantum Well (MQW)

In MQW-Chips werden während des Wachstums der lichtemittierenden Schicht verschiedene Verunreinigungen doppiert, um Quantenbrunnen mit unterschiedlichen Strukturen zu erzeugen.Die Rekombination von Photonen aus diesen Quantenbrunnen erzeugt direkt weißes Licht.Diese Methode verbessert die Lichteffizienz, senkt die Kosten und vereinfacht die Verpackung und Schaltkreissteuerung, stellt jedoch größere technische Herausforderungen dar.

7Entwicklung der Technologie des "Photon-Recyclings"

Im Januar 1999 entwickelte die japanische Firma Sumitomo eine weiße LED aus ZnSe-Material.der Film strahlt blaues Licht aus, das mit dem ZnSe-Substrat interagiert, um ergänzendes gelbes Licht zu erzeugen, was zu weißem Licht führt.Auf einer blauen GaN-LED mit einem AlInGaP-Halbleiterverbundwerkstoff platziert, um weißes Licht zu erzeugen.

8. LED-Epitaxialwaferprozess

Substrat >> Strukturdesigns >> Wachstum der Pufferschicht >> Wachstum der GaN-Schicht des N-Types >> Wachstum der lichtemittierenden Schicht der MQW >> Wachstum der GaN-Schicht des P-Types >> Aufheizung >> Prüfung (Photolumineszenz,Röntgen) >> Epitaxial Wafer

Epitaxial Wafer >> < Vorrichtung der Maske >> Photolithographie >> Ionenabschichtung >> Elektrode des Typs N (Abschichtung, Auflösen, Auflösen) >> Elektrode des Typs P (Abschichtung, Auflösen, Auflösen)Schnitte >> Schnitte >> Sortieren und Einstellen von Chips

Als professioneller Anbieter im Bereich der LED-Epitaxialwafertechnologie bietet ZMSH umfassende technische Lösungen, einschließlich MOCVD-Epitaxialwachstum, HVPE-Dickfilmvorbereitung,Selektive EpitaxieWir liefern wichtige Materialien wie Saphir-/SiC-Substrate, GaN-Epitaxialwafer, UV-LED-Materialien und unterstützende Masken.Ausgestattet mit vollständigen Verarbeitungs- und Prüfvorrichtungen sowie ausgereiften Prozesssystemen, bietet ZMSH ein One-Stop-Service, der von der Materialwahl und der Konstruktionsgestaltung bis zur individuellen Verarbeitung reicht,Unterstützung unserer Kunden bei technologischen Innovationen und Produktupgrades in der Beleuchtungsdisplay-Branche, UV-Anwendungen und anderen verwandten Bereichen.

ZMSHs GaN-on-SiC-Wafer