Mataupu Fa'apitoa ma Fa'agasologa o Wafers Epitaxial LED

Mai le mataupu faavae o le galue o LEDs, ua manino mai o le mea e fa'aaogaina ai le epitaxial wafer o le vaega autu lea o se LED. O le mea moni, o fa'ailoga autu optoelectronic e pei o le wavelength, brightness, ma le forward voltage e tele lava ina fuafuaina e le mea e fa'aaogaina ai le epitaxial. O tekinolosi ma meafaigaluega o le epitaxial wafer e taua tele i le faagasologa o le gaosiga, faatasi ai ma le Metal-Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) o le metotia autu lea mo le fa'atupuina o vaega manifinifi o le III-V, II-VI compounds, ma a latou alloys. O lo'o i lalo nisi o aga masani i le lumana'i i le tekinolosi o le epitaxial wafer LED.

1. Faaleleia atili o le Faiga o le Tuputupu Aʻe e Lua-Laasaga

I le taimi nei, o le gaosiga faapisinisi e faʻaaogaina se faagasologa tuputupu aʻe e lua laasaga, ae o le aofaʻi o mea e mafai ona utaina i le taimi e tasi e faʻatapulaʻaina. E ui o loʻo matua faiga 6-wafer, o masini e taulimaina pe tusa ma le 20 wafers o loʻo faʻaauau pea ona atinaʻe. O le faʻateleina o le aofaʻi o wafers e masani ona oʻo atu ai i le le lava o le tutusa i vaega epitaxial. O atinaʻe i le lumanaʻi o le a taulaʻi i itu e lua:

• Atiina'eina o tekinolosi e mafai ai ona la'uina le tele o mea i totonu o le potu e tasi e fa'aalia ai le gaioiga, ma sili atu ona fetaui mo le gaosiga tele ma le fa'aitiitia o tau.
• Fa'aleleia atili o masini e tasi le wafer e mafai ona fa'aogaina otometi ma toe faia soo.

2. Tekonolosi o le Hydride Vapor Phase Epitaxy (HVPE)

O lenei tekinolosi e mafai ai ona vave tuputupu aʻe ni ata mafiafia ma le maualalo o le dislocation density, lea e mafai ona avea ma substrates mo le tuputupu aʻe homoepitaxial e faʻaaoga ai isi metotia. E le gata i lea, o ata GaN ua vavaeʻese mai le substrate e mafai ona avea ma isi auala e sui ai ni GaN single-crystal chips tetele. Peitaʻi, o le HVPE e iai ona faʻaletonu, e pei o le faigata i le puleaina saʻo o le mafiafia ma kasa faʻaleagaina e faʻalavelaveina ai le faʻaleleia atili o le mama o mea GaN.

HVPE-GaN ua fa'a'ofuina i le Si

(a) Fausaga o le reactor HVPE-GaN ua fa'a'ofuina i le Si; (b) Ata o le HVPE-GaN ua fa'a'ofuina i le Si e 800 μm le mafiafia;

(c) Tufatufaina o le fa'aputuga o le avefe'au saoloto i le lautele o le HVPE-GaN ua fa'aputuina i le Si

3. Tuputupu A'e Fa'apitoa o le Epitaxial po'o le Tekonolosi o le Tuputupu A'e Fa'apitoa o le Lateral Epitaxial

E mafai e lenei metotia ona faʻaitiitia atili le mafiafia o le dislocation ma faʻaleleia atili le tulaga lelei o le tioata o vaega epitaxial o le GaN. O le faagasologa e aofia ai:

• Fa'apipi'iina o se vaega GaN i luga o se mea talafeagai (safaira po'o le SiC).
• Fa'apipi'iina o se vaega o le ufimata polycrystalline SiO₂ i luga.
• Fa'aaogaina o le photolithography ma le etching e fatu ai fa'amalama GaN ma fasi ufimata SiO₂.I le taimi o le tuputupu aʻe e sosoo ai, e muamua tupu saʻo le GaN i totonu o faamalama ona tupu faʻatasi lea ma le itu i luga aʻe o fasi SiO₂.

O le keke falaoa GaN-on-Sapphire a le XKH

4. Tekonolosi Pendeo-Epitaxy

O lenei metotia e faʻaitiitia ai le tele o faʻaletonu o le lattice e mafua mai i le lattice ma le thermal mismatch i le va o le substrate ma le epitaxial layer, ma faʻaleleia atili ai le lelei o le GaN crystal. O laʻasaga e aofia ai:

• O le fa'atupuina o se vaega epitaxial GaN i luga o se mea talafeagai (6H-SiC po'o Si) e fa'aaoga ai se faiga e lua-la'asaga.
• Fa'atinoina o le etching filifilia o le vaega epitaxial i lalo i le substrate, fausia ai ni poutū fesuia'i (GaN/buffer/substrate) ma ni fausaga o lua.
• O loʻo faʻatupulaʻia pea ni vaega faaopoopo o le GaN, ia e faʻaloaloa atu i autafa mai puipui o poutū muamua o le GaN, o loʻo tautau i luga o lua.Talu ai e leai se ufimata e faʻaaogaina, o lea e ʻalofia ai le fesootaʻi i le va o le GaN ma mea e fai ai le ufimata.

O le wafer GaN-on-Silicon a le XKH

5. Atina'eina o Meafaitino Epitaxial UV LED Pupuu-Galu

O lenei mea ua fa'ata'atia ai se fa'avae mautu mo LED papa'e e fa'avae i le UV-excited phosphor. E tele phosphors e maualuga le lelei e mafai ona fa'aosofia e le malamalama UV, e ofoina atu ai le maualuga o le lelei o le malamalama nai lo le faiga o lo'o iai nei o le YAG:Ce, ma fa'aleleia atili ai le fa'atinoga o le LED papa'e.

6. Tekonolosi o le Multi-Quantum Well (MQW) Chip

I fausaga MQW, e fa'aopoopoina ai mea leaga eseese i le taimi o le tuputupu a'e o le vaega e fa'asalalauina ai le malamalama e fausia ai ni vaieli quantum eseese. O le toe tu'ufa'atasia o photons e fa'asalalauina mai nei vaieli e maua ai le malamalama pa'epa'e sa'o. O lenei metotia e fa'aleleia atili ai le lelei o le malamalama, fa'aitiitia ai tau, ma fa'afaigofie ai le afifiina ma le puleaina o matagaluega, e ui lava e tu'uina atu ai ni lu'itau fa'apitoa tetele.

7. Atina'eina o Tekonolosi "Photon Recycling"

Ia Ianuari 1999, na atiaʻe ai e le Sumitomo a Iapani se LED paʻepaʻe e faʻaaoga ai le mea ZnSe. O lenei tekinolosi e aofia ai le totoina o se ata manifinifi CdZnSe i luga o se mea e tasi le tioata ZnSe. A faʻaeletiseina, e faʻasalalauina e le ata le malamalama lanumoana, lea e fegalegaleai ma le mea e tasi le tioata ZnSe e maua ai le malamalama samasama e fetaui lelei, ma iʻu ai i le malamalama paʻepaʻe. I se tulaga tutusa, na faʻapipiʻi e le Nofoaga Autu mo Suʻesuʻega Photonics a le Iunivesite o Boston se mea e fai ai le semiconductor AlInGaP i luga o se GaN-LED lanumoana e maua ai le malamalama paʻepaʻe.

8. Tafega o le Fa'agasologa o le LED Epitaxial Wafer

① Faia o le Epitaxial Wafer:
Substrate → Fuafuaga fausaga → Tuputupu a'e o le vaega buffer → Tuputupu a'e o le vaega N-type GaN → Tuputupu a'e o le vaega MQW e fa'amumuina le malamalama → Tuputupu a'e o le vaega P-type GaN → Fa'asusu → Su'ega (photoluminescence, X-ray) → Epitaxial wafer

② Faia o Chip:
Epitaxial wafer → Fuafuaga ma le gaosiga o le ufimata → Photolithography → Ion etching → N-type electrode (deposition, annealing, etching) → P-type electrode (deposition, annealing, etching) → Dicing → Siakiina ma le fa'avasegaina o chip.

O le wafer GaN-on-SiC a le ZMSH