LED لارنىڭ ئىشلەش پىرىنسىپىدىن قارىغاندا، ئېپىتاكسىيال ۋافېر ماتېرىيالى LED نىڭ يادرولۇق تەركىبىي قىسمى ئىكەنلىكى ئېنىق. ئەمەلىيەتتە، دولقۇن ئۇزۇنلۇقى، يورۇقلۇق ۋە يۆنىلىش توك بېسىمى قاتارلىق مۇھىم ئوپتوئېلېكترونلۇق پارامېتىرلار ئاساسلىقى ئېپىتاكسىيال ماتېرىيال تەرىپىدىن بەلگىلىنىدۇ. ئېپىتاكسىيال ۋافېر تېخنىكىسى ۋە ئۈسكۈنىلىرى ئىشلەپچىقىرىش جەريانى ئۈچۈن ئىنتايىن مۇھىم بولۇپ، مېتال-ئورگانىك خىمىيىلىك پارغا چۆكۈش (MOCVD) III-V، II-VI بىرىكمىلىرى ۋە ئۇلارنىڭ قېتىشمىلىرىنىڭ نېپىز يەككە كىرىستال قەۋىتىنى ئۆستۈرۈشنىڭ ئاساسلىق ئۇسۇلى. تۆۋەندە LED ئېپىتاكسىيال ۋافېر تېخنىكىسىدىكى كەلگۈسىدىكى بىر قىسىم يۈزلىنىشلەر كۆرسىتىلدى.
1. ئىككى باسقۇچلۇق ئېشىش جەريانىنى ياخشىلاش
ھازىر سودا ئىشلەپچىقىرىشى ئىككى باسقۇچلۇق ئېشىش جەريانىنى قوللىنىدۇ، ئەمما بىرلا ۋاقىتتا يۈكلىگىلى بولىدىغان ئاساسىي ماتېرىياللارنىڭ سانى چەكلىك. 6 ۋافلىلىق سىستېما پىشىپ يېتىلگەن بولسىمۇ، تەخمىنەن 20 ۋافلىلىق بىر تەرەپ قىلىدىغان ماشىنىلار يەنىلا تەرەققىي قىلدۇرۇلۇۋاتىدۇ. ۋافلىلىق سانىنى كۆپەيتىش كۆپىنچە ئېپىتاكسىيال قەۋەتلەردە بىردەكلىكنىڭ يېتەرلىك بولماسلىقىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. كەلگۈسىدىكى تەرەققىياتلار ئىككى يۆنىلىشكە مەركەزلىشىدۇ:
- بىر رېئاكسىيە كامېراسىغا تېخىمۇ كۆپ سۇبسترات قاچىلاشقا يول قويىدىغان تېخنىكىلارنى تەرەققىي قىلدۇرۇش، بۇ ئۇلارنى چوڭ كۆلەملىك ئىشلەپچىقىرىشقا تېخىمۇ ماسلاشتۇرۇش ۋە تەننەرخنى تۆۋەنلىتىش.
- يۇقىرى دەرىجىدە ئاپتوماتلاشتۇرۇلغان، تەكرارلىغىلى بولىدىغان يەككە ۋافېرلىق ئۈسكۈنىلەرنى تەرەققىي قىلدۇرۇش.
2. گىدرىد پار باسقۇچى ئېپىتاكسىيەسى (HVPE) تېخنىكىسى
بۇ تېخنىكا تۆۋەن دىسلوكاتسىيە زىچلىقىدىكى قېلىن پەردىلەرنىڭ تېز ئۆسۈشىگە شارائىت ھازىرلايدۇ، بۇ پەردىلەر باشقا ئۇسۇللار ئارقىلىق گوموئېپىتاكسىيال ئۆسۈش ئۈچۈن ئاساس بولالايدۇ. بۇنىڭدىن باشقا، ئاساستىن ئايرىلغان GaN پەردىلىرى كۆپ مىقداردىكى GaN يەككە كىرىستاللىق چىپلىرىنىڭ ئورنىنى ئېلىشى مۇمكىن. قانداقلا بولمىسۇن، HVPE نىڭ كەمچىلىكلىرى بار، مەسىلەن ئېنىق قېلىنلىقنى كونترول قىلىشتىكى قىيىنچىلىق ۋە GaN ماتېرىيالىنىڭ ساپلىقىنى تېخىمۇ ياخشىلاشقا توسقۇنلۇق قىلىدىغان چىرىش رېئاكسىيە گازلىرى.
Si قوشۇلغان HVPE-GaN
(a) Si قوشۇلغان HVPE-GaN رېئاكتورىنىڭ قۇرۇلمىسى؛ (b) 800 μm قېلىنلىقتىكى Si قوشۇلغان HVPE-GaN نىڭ رەسىمى؛
(c) Si قوشۇلغان HVPE-GaN نىڭ دىئامېتىرى بويىچە ئەركىن توشۇغۇچىنىڭ قويۇقلۇقىنىڭ تارقىلىشى
3. تاللانغان ئېپىتاكسىيال ئۆسۈش ياكى يان تەرەپ ئېپىتاكسىيال ئۆسۈش تېخنىكىسى
بۇ تېخنىكا GaN ئېپىتاكسىيال قەۋىتىنىڭ چىقىش زىچلىقىنى تېخىمۇ تۆۋەنلىتىپ، كىرىستال سۈپىتىنى ياخشىلىيالايدۇ. بۇ جەريان تۆۋەندىكىلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ:
- ماس كېلىدىغان ئاساسقا (ياقۇت ياكى SiC) GaN قەۋىتىنى قويۇش.
- ئۈستىگە كۆپ كرىستاللىق SiO₂ ماسكا قەۋىتىنى قويۇش.
- فوتولىتوگرافىيە ۋە ئويۇش ئۇسۇلى ئارقىلىق GaN دېرىزىلىرى ۋە SiO₂ ماسكا لېنتىلىرىنى ياساش.كېيىنكى ئۆسۈش جەريانىدا، GaN ئالدى بىلەن دېرىزىلەردە تىك ئۆسىدۇ، ئاندىن SiO₂ لېنتىلىرىنىڭ ئۈستىدە يان تەرەپكە ئۆسىدۇ.
XKH نىڭ GaN-on-Sapphire ۋافېرى
4. پېندېئو-ئېپىتاكسىيە تېخنىكىسى
بۇ ئۇسۇل تور ۋە ئاساسىي قاتلام بىلەن ئېپىتاكسىيال قەۋەت ئوتتۇرىسىدىكى ئىسسىقلىق ماس كەلمەسلىكىدىن كېلىپ چىققان تور كەمتۈكلۈكلىرىنى كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە ئازايتىپ، GaN كرىستال سۈپىتىنى تېخىمۇ يۇقىرى كۆتۈرىدۇ. بۇ باسقۇچلار تۆۋەندىكىلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ:
- ئىككى باسقۇچلۇق جەريان ئارقىلىق ماس كېلىدىغان ئاساستا (6H-SiC ياكى Si) GaN ئېپىتاكسىيال قەۋىتىنى ئۆستۈرۈش.
- ئېپىتاكسىيال قەۋەتنى ئاساسىي قاتلامغىچە تاللاپ ئويۇش ئارقىلىق، ئالمىشىپ تۇرىدىغان تۈۋرۈك (GaN/بۇفېر/ئاساسلىق قاتلام) ۋە ئۆستەڭ قۇرۇلمىلىرىنى ھاسىل قىلىش.
- ئەسلى GaN تۈۋرۈكلىرىنىڭ يان تاملىرىدىن يان تەرەپكە سوزۇلغان قوشۇمچە GaN قەۋەتلىرى ئۆسۈۋاتىدۇ، بۇ قەۋەتلەر ئۆسكەن بولۇپ، ئۆستەڭلەرنىڭ ئۈستىگە ئېسىلىپ تۇرىدۇ.ماسكا ئىشلىتىلمىگەچكە، GaN بىلەن ماسكا ماتېرىياللىرىنىڭ ئۇچرىشىشىنىڭ ئالدىنى ئالىدۇ.
XKH نىڭ GaN-on-Cilicon ۋافېرى
5. قىسقا دولقۇنلۇق UV LED ئېپىتاكسىيال ماتېرىياللىرىنى تەرەققىي قىلدۇرۇش
بۇ، ئۇلترا بىنەپشە نۇر بىلەن قوزغىتىلغان فوسفور ئاساسلىق ئاق رەڭلىك LED چىراغلار ئۈچۈن پۇختا ئاساس سالدى. نۇرغۇن يۇقىرى ئۈنۈملۈك فوسفورلار ئۇلترا بىنەپشە نۇر بىلەن قوزغىتىلىپ، ھازىرقى YAG:Ce سىستېمىسىغا قارىغاندا يۇقىرى يورۇقلۇق ئۈنۈمى بىلەن تەمىنلەيدۇ، شۇنىڭ بىلەن ئاق رەڭلىك LED نىڭ ئىقتىدارىنى ئاشۇرىدۇ.
6. كۆپ كۋانتلىق قۇدۇق (MQW) چىپ تېخنىكىسى
MQW قۇرۇلمىسىدا، نۇر چىقىرىدىغان قەۋەتنىڭ ئۆسۈشى جەريانىدا ھەر خىل ئارىلاشمىلار قوشۇلۇپ، ھەر خىل كۋانت قۇدۇقلىرىنى ھاسىل قىلىدۇ. بۇ قۇدۇقلاردىن تارقىتىلغان فوتونلارنىڭ قايتا بىرىكمىسى بىۋاسىتە ئاق نۇر ھاسىل قىلىدۇ. بۇ ئۇسۇل نۇر چىقىرىش ئۈنۈمىنى يۇقىرى كۆتۈرىدۇ، چىقىمنى تۆۋەنلىتىدۇ، ئورالما ۋە توك يولىنى كونترول قىلىشنى ئاددىيلاشتۇرىدۇ، گەرچە ئۇ تېخنىكىلىق جەھەتتىن تېخىمۇ چوڭ قىيىنچىلىقلارنى كەلتۈرۈپ چىقارسىمۇ.
7. «فوتون قايتا ئىشلەش» تېخنىكىسىنى تەرەققىي قىلدۇرۇش
1999-يىلى يانۋاردا، ياپونىيەنىڭ سۇمىتومو شىركىتى ZnSe ماتېرىيالىدىن پايدىلىنىپ ئاق رەڭلىك LED ياساپ چىقتى. بۇ تېخنىكا ZnSe يەككە كىرىستاللىق ئاساسىغا CdZnSe نېپىز پەردىسىنى ئۆستۈرۈشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. ئېلېكترلەشتۈرۈلگەندە، پەردە كۆك نۇر چىقىرىدۇ، بۇ نۇر ZnSe ئاساسى بىلەن ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىپ، تولۇقلايدىغان سېرىق نۇر ھاسىل قىلىدۇ، نەتىجىدە ئاق نۇر پەيدا بولىدۇ. شۇنىڭغا ئوخشاش، بوستون ئۇنىۋېرسىتېتىنىڭ فوتونىكا تەتقىقات مەركىزى ئاق نۇر ھاسىل قىلىش ئۈچۈن كۆك رەڭلىك GaN-LED غا AlInGaP يېرىم ئۆتكۈزگۈچ بىرىكمىسىنى قوشتى.
8. LED ئېپىتاكسىيال ۋافېر جەريان ئېقىمى
① ئېپىتاكسىيال ۋافلى ياساش:
ئاساسىي قاتلام → قۇرۇلما لايىھىسى → بۇففېر قەۋىتىنىڭ ئۆسۈشى → N تىپلىق GaN قەۋىتىنىڭ ئۆسۈشى → MQW نۇر چىقىرىدىغان قەۋەتنىڭ ئۆسۈشى → P تىپلىق GaN قەۋىتىنىڭ ئۆسۈشى → قىزىتىش → سىناق قىلىش (فوتولۇمىنېسسېنسىيە، رېنتىگېن نۇرى) → ئېپىتاكسىيال ۋافېر
2 چىپ ئىشلەپچىقىرىش:
ئېپىتاكسىيال لېنتا → ماسكا لايىھىلەش ۋە ياساش → فوتولىتوگرافىيە → ئىئون ئويۇش → N تىپلىق ئېلېكترود (چۆكۈش، قىزىتىش، ئويۇش) → P تىپلىق ئېلېكترود (چۆكۈش، قىزىتىش، ئويۇش) → توغراش → چىپ تەكشۈرۈش ۋە دەرىجىلەش.
ZMSH نىڭ GaN-on-SiC ۋافېرى
ئېلان قىلىنغان ۋاقىت: 2025-يىلى 7-ئاينىڭ 25-كۈنى