Эпитаксиальные пластинки с светодиодами образуют ядро светодиодных устройств, непосредственно определяя ключевые оптоэлектронные свойства, такие как длина волны излучения, яркость и передовое напряжение.Металлоорганическое химическое отложение паров (MOCVD) играет доминирующую роль в эпитаксиальном росте III-V и II-VI полупроводниковНиже приведены несколько технологических достижений и тенденций, формирующих будущее эпитаксии светодиодов.

1. Оптимизация двухступенчатой техники роста

Коммерческий стандарт предполагает двухэтапный эпитаксиальный процесс роста.Нынешние реакторы MOCVD могут вмещать только ограниченное количество подложки на цикл, обычно 6 пластин, в то время как конфигурации с 20 пластинами все еще находятся в стадии оптимизации.Это ограничение влияет на однородность между пластинами.

• Увеличение масштаба:Разработка реакторов, которые поддерживают более высокие нагрузки на пластины для снижения стоимости единицы.

• Автоматизация:Акцент делается на инструментах с одной пластинкой с высокой воспроизводимостью и автоматизацией процессов.

2Гидридная паровая эпитаксическая фаза (HVPE)

HVPE позволяет быстро выращивать толстые слои GaN с низкой плотностью дислокации нитей.Отдельные пленки GaN, отделенные от исходных субстратов, могут служить альтернативой оптовому GaNТем не менее, HVPE страдает от плохого контроля толщины и коррозионных побочных продуктов, которые ограничивают чистоту материала.

3Селективный или латеральный эпитаксиальный перерос

Этот метод значительно улучшает качество кристаллов за счет снижения плотности дефектов в слоях GaN.с поликристаллическим слоем маски SiO2Фотолитография и гравировка выявляют окна в слое GaN. Затем GaN растет вертикально в этих окнах, прежде чем расширяться вдоль маски.

4- Пендео-эпитаксии для уменьшения дефектов

ГАН выращивается на субстратах, таких как 6H-SiC или Si, с использованием двухэтапного процесса.Образцовое гравирование создает чередующиеся структуры столба и траншеи GaNЭтот метод устраняет необходимость в слое маски и избегает загрязнения материала.

5Разработка материалов для УФ-ЛЕД

В настоящее время ведутся усилия по разработке материалов с короткими длинами волн, обеспечивающих прочную основу для возбуждаемых ультрафиолетом белых светодиодов с использованием трихроматических фосфоров.более эффективный, чем обычный YAGСистемы на основе Ce имеют потенциал для значительного повышения световой эффективности.

6Технология чипов с многоквантовой скважиной (MQW)

Структуры MQW вводят слои с различными допантами и композициями во время роста, создавая квантовые скважины, которые излучают фотоны различной длины волны.Этот метод позволяет напрямую излучать белый свет и уменьшает сложность проектирования цепей и упаковок, хотя это представляет значительные трудности в производстве.

7Технология фотоновой переработки

Sumitomo Electric разработала белый светодиод с использованием ZnSe и CdZnSe в 1999 году.в результате чего возникает белая эмиссияАналогичным образом, Бостонский университет достиг белого света, сложив AlInGaP над голубыми светодиодами на основе GaN.

Процессовый поток светодиодных эпитаксиальных пластин

Эпитаксиальный рост:
Субстрат → Структурный дизайн → Буферный слой → ГаН-слой N-типа → ГаН-слой MQW → ГаН-слой P-типа → Отжига → Оптическая/рентгеновская инспекция → Завершение вафеля

Изготовление микросхем:
Вафель → Маска дизайн и литография → Ионная гравировка → Н-электрод отложение/отливка → П-электрод отложение/отливка → Разбивка → сортировка и упаковка