ايل اي ڊي ايپيٽيڪسيل ويفرز جا ٽيڪنيڪل اصول ۽ عمل

ايل اي ڊي جي ڪم ڪندڙ اصول مان، اهو واضح آهي ته ايپيٽيڪسيل ويفر مواد هڪ ايل اي ڊي جو بنيادي جزو آهي. حقيقت ۾، اهم آپٽو اليڪٽرانڪ پيرا ميٽر جهڙوڪ طول موج، چمڪ، ۽ فارورڊ وولٽيج وڏي حد تائين ايپيٽيڪسيل مواد طرفان طئي ڪيا ويندا آهن. ايپيٽيڪسيل ويفر ٽيڪنالاجي ۽ سامان پيداوار جي عمل لاءِ اهم آهن، ڌاتو-آرگينڪ ڪيميڪل ويپر ڊيپوزيشن (MOCVD) III-V، II-VI مرکبات ۽ انهن جي مصر جي پتلي سنگل-ڪرسٽل پرتن کي وڌائڻ لاءِ بنيادي طريقو آهي. هيٺ LED ايپيٽيڪسيل ويفر ٽيڪنالاجي ۾ ڪجهه مستقبل جا رجحان آهن.

1. ٻن مرحلن واري واڌ جي عمل جي بهتري

في الحال، تجارتي پيداوار ٻن مرحلن واري واڌ جي عمل کي استعمال ڪري ٿي، پر هڪ ئي وقت لوڊ ڪري سگھجن ٿا ته ذيلي ذخيري جو تعداد محدود آهي. جڏهن ته 6-ويفر سسٽم بالغ آهن، تقريبن 20 ويفرز کي سنڀالڻ واريون مشينون اڃا تائين ترقي هيٺ آهن. ويفرز جي تعداد ۾ اضافو اڪثر ڪري ايپيٽيڪسيل پرتن ۾ ناکافي هڪجهڙائي جو سبب بڻجندو آهي. مستقبل جي ترقي ٻن طرفن تي ڌيان ڏيندي:

• ٽيڪنالاجيون ترقي ڪرڻ جيڪي هڪ واحد رد عمل چيمبر ۾ وڌيڪ سبسٽريٽ لوڊ ڪرڻ جي اجازت ڏين ٿيون، انهن کي وڏي پيماني تي پيداوار ۽ قيمت گھٽائڻ لاءِ وڌيڪ موزون بڻائين ٿيون.
• انتهائي خودڪار، ورجائي سگهڻ واري سنگل ويفر سامان کي اڳتي وڌائڻ.

2. هائيڊرائيڊ وانپ فيز ايپيٽيڪسي (HVPE) ٽيڪنالاجي

هي ٽيڪنالاجي گهٽ ڊِسلوڪشن کثافت سان ٿلهي فلمن جي تيزيءَ سان واڌ کي قابل بڻائي ٿي، جيڪي ٻين طريقن کي استعمال ڪندي هوميوپيٽيڪسيل واڌ لاءِ سبسٽريٽ طور ڪم ڪري سگهن ٿيون. اضافي طور تي، سبسٽريٽ کان الڳ ٿيل GaN فلمون بلڪ GaN سنگل-ڪرسٽل چپس جا متبادل بڻجي سگهن ٿيون. بهرحال، HVPE ۾ خاميون آهن، جهڙوڪ صحيح ٿولهه ڪنٽرول ۾ مشڪل ۽ corrosive رد عمل گيس جيڪي GaN مواد جي پاڪائي ۾ وڌيڪ بهتري کي روڪين ٿيون.

سي-ڊوپڊ HVPE-GaN

(a) Si-doped HVPE-GaN ري ايڪٽر جي جوڙجڪ؛ (b) 800 μm- ٿلهي Si-doped HVPE-GaN جي تصوير؛

(c) سي-ڊوپڊ HVPE-GaN جي قطر سان گڏ مفت ڪيريئر ڪنسنٽريشن جي ورڇ

3. چونڊيل ايپيٽيڪسيل واڌ يا ليٽرل ايپيٽيڪسيل واڌ ٽيڪنالاجي

هي ٽيڪنڪ ڊِسلوڪشن ڊينسٽي کي وڌيڪ گهٽائي سگهي ٿي ۽ GaN ايپيٽيڪسيل پرتن جي ڪرسٽل معيار کي بهتر بڻائي سگهي ٿي. عمل ۾ شامل آهي:

• هڪ مناسب سبسٽريٽ (نيلم يا SiC) تي GaN پرت جمع ڪرڻ.
• مٿي تي پولي ڪرسٽل لائن SiO₂ ماسڪ پرت جمع ڪرڻ.
• GaN ونڊوز ۽ SiO₂ ماسڪ اسٽرپس ٺاهڻ لاءِ فوٽو ليٿوگرافي ۽ ايچنگ استعمال ڪندي.بعد ۾ واڌ دوران، GaN پهرين درين ۾ عمودي طور تي وڌندو آهي ۽ پوءِ پاسي واري طرف SiO₂ پٽين جي مٿان.

XKH جو GaN-on-Sapphire ويفر

4. پينڊيو-ايپيٽيڪسي ٽيڪنالاجي

هي طريقو خاص طور تي سبسٽريٽ ۽ ايپيٽيڪسيل پرت جي وچ ۾ لٽيس ۽ حرارتي بي ترتيبي جي ڪري پيدا ٿيندڙ لٽيس جي خرابين کي گهٽائي ٿو، جنهن سان GaN ڪرسٽل جي معيار کي وڌيڪ بهتر بڻائي ٿو. قدمن ۾ شامل آهن:

• ٻن مرحلن واري عمل کي استعمال ڪندي هڪ مناسب سبسٽريٽ (6H-SiC يا Si) تي هڪ GaN ايپيٽيڪسيل پرت کي وڌائڻ.
• ايپيٽيڪسيل پرت جي چونڊيل ايچنگ کي سبسٽريٽ تائين انجام ڏيڻ، متبادل ستون (GaN/بفر/سبسٽريٽ) ۽ خندق جي جوڙجڪ ٺاهڻ.
• اضافي GaN تہون وڌڻ، جيڪي اصل GaN ٿنڀن جي پاسي واري ڀتين کان پاسي واري طرف وڌن ٿيون، خندقن تي لٽڪيل آهن.جيئن ته ڪو به ماسڪ استعمال نه ڪيو ويندو آهي، اهو GaN ۽ ماسڪ مواد جي وچ ۾ رابطي کان بچي ٿو.

XKH جو GaN-on-Silicon ويفر

5. مختصر-ويولينٿ UV LED ايپيٽيڪسيل مواد جي ترقي

هي UV-پرجوش فاسفور تي ٻڌل اڇي LEDs لاءِ هڪ مضبوط بنياد رکي ٿو. ڪيترائي اعليٰ ڪارڪردگي وارا فاسفور UV روشني سان پرجوش ٿي سگهن ٿا، موجوده YAG:Ce سسٽم کان وڌيڪ روشن ڪارڪردگي پيش ڪن ٿا، انهي ڪري اڇي LED ڪارڪردگي کي اڳتي وڌائي ٿو.

6. ملٽي ڪوانٽم ويل (MQW) چپ ٽيڪنالاجي

MQW structures ۾، روشني خارج ڪندڙ پرت جي واڌ دوران مختلف نجاستن کي ڊوپ ڪيو ويندو آهي ته جيئن مختلف ڪوانٽم ويل ٺاهي سگهجن. انهن ويلن مان خارج ٿيندڙ فوٽون جي ٻيهر ميلاپ سان سڌو سنئون اڇو روشني پيدا ٿئي ٿو. هي طريقو روشنيءَ جي ڪارڪردگي کي بهتر بڻائي ٿو، خرچ گهٽائي ٿو، ۽ پيڪنگنگ ۽ سرڪٽ ڪنٽرول کي آسان بڻائي ٿو، جيتوڻيڪ اهو وڌيڪ ٽيڪنيڪل چئلينج پيش ڪري ٿو.

7. "فوٽون ريسائڪلنگ" ٽيڪنالاجي جي ترقي

جنوري 1999 ۾، جاپان جي سوميتومو ZnSe مواد استعمال ڪندي هڪ اڇو LED تيار ڪيو. ٽيڪنالاجي ۾ ZnSe سنگل ڪرسٽل سبسٽريٽ تي CdZnSe پتلي فلم کي وڌائڻ شامل آهي. جڏهن برقي ڪيو ويندو آهي، فلم نيري روشني خارج ڪري ٿي، جيڪا ZnSe سبسٽريٽ سان رابطو ڪري مڪمل پيلي روشني پيدا ڪري ٿي، جنهن جي نتيجي ۾ اڇو روشني پيدا ٿئي ٿي. ساڳئي طرح، بوسٽن يونيورسٽي جي فوٽونڪس ريسرچ سينٽر اڇي روشني پيدا ڪرڻ لاءِ هڪ AlInGaP سيمي ڪنڊڪٽر مرڪب کي نيري GaN-LED تي اسٽيڪ ڪيو.

8. ايل اي ڊي ايپيٽيڪسيل ويفر پروسيس فلو

① ايپيٽيڪسيل ويفر ٺاهڻ:
سبسٽريٽ → اسٽرڪچرل ڊيزائن → بفر پرت جي واڌ → اين-قسم جي GaN پرت جي واڌ → MQW روشني خارج ڪندڙ پرت جي واڌ → P-قسم جي GaN پرت جي واڌ → اينيلنگ → ٽيسٽنگ (فوٽولومائنسينس، ايڪس ري) → ايپيٽيڪسيل ويفر

② چپ ٺاهڻ:
ايپيٽيڪسيل ويفر → ماسڪ ڊيزائن ۽ فيبريڪيشن → فوٽو ليٿوگرافي → آئن ايچنگ → اين-ٽائيپ اليڪٽروڊ (ڊيپوزيشن، اينيلنگ، ايچنگ) → پي-ٽائيپ اليڪٽروڊ (ڊيپوزيشن، اينيلنگ، ايچنگ) → ڊائسنگ → چپ انسپيڪشن ۽ گريڊنگ.

ZMSH جو GaN-on-SiC ويفر