LED 대각선 웨이퍼는 LED 장치의 핵심을 형성하며, 방출 파장, 밝기 및 전전 전압과 같은 주요 광 전자 특성을 직접 결정합니다. 모든 제조 기술 중금속 유기화학 증기 퇴적 (MOCVD) 은 III-V 및 II-VI 화합 반도체의 대동성 성장에 지배적인 역할을합니다.아래는 LED 에피타크시의 미래를 형성하는 여러 기술 발전과 추세입니다.

1두 단계 성장 기법 최적화

상용 표준은 두 단계의 부피성 성장 과정을 포함합니다.현재 MOCVD 원자로는 시클 당 제한된 수의 기판만을 수용할 수 있습니다. 일반적으로 6개의 웨이퍼가 있습니다. 20개의 웨이퍼 구성은 여전히 최적화 중입니다.이 제한은 웨이퍼의 일률성에 영향을 미칩니다. 미래 방향은 다음을 포함합니다.

• 확장:원자력발전소 개발은 원자당 비용을 줄이기 위해 더 높은 웨이퍼 부하를 지원합니다.

• 자동화:높은 재생 가능성과 프로세스 자동화를 가진 단일 웨이퍼 도구에 중점을 둔다.

2하이드드 증기 단계 에피타시 (HVPE)

HVPE는 낮은 스레딩 굴절 밀도와 함께 두꺼운 GaN 층의 빠른 성장을 가능하게합니다. 이러한 필름은 다른 방법을 통해 호모 에피타시얼 성장을위한 기판으로 사용될 수 있습니다.원래 기판에서 분리 된 독립적인 GaN 필름은 대량 GaN의 대안으로 사용될 수 있습니다.그럼에도 불구하고 HVPE는 두께 조절이 좋지 않고 물질 순도를 제한하는 부산물이 있습니다.

3선택적 또는 옆구리 윗부분 과잉 성장

이 방법은 GaN 층의 결함 밀도를 줄임으로써 결정 품질을 크게 향상시킵니다. GaN 층은 먼저 기판 (일반적으로 사피르 또는 SiC) 에 퇴적됩니다.그 다음으로 폴리 크리스탈린 SiO2 마스크 층사진 리토그래피와 에칭은 GaN 층의 창을 노출합니다. GaN은 마스크를 가로 질러 옆으로 확장하기 전에 이러한 창에서 수직적으로 자란다.

4결함 감소를 위한 팽데오-에피타크시

펜데오-에피타크시는 격자 및 열 불일치로 인한 결함을 완화하는 방법을 제공합니다. GaN은 6H-SiC 또는 Si와 같은 기판에서 2 단계 과정을 사용하여 자란다.패턴을 새겨서 GaN 기둥과 트렌치 구조를 번갈아 만듭니다.이 방법은 마스크 층의 필요성을 제거하고 물질 오염을 피합니다.

5UV LED 재료 개발

단파파 UV LED 물질을 개발하기 위한 노력이 진행 중이며, 이 물질은 삼색성 광소를 이용한 자외선 자극 흰색 LED에 대한 탄탄한 기초를 제공합니다.기존 YAG보다 효율적입니다.: Ce 기반 시스템은 빛의 효율을 크게 향상시킬 수 있습니다.

6멀티 퀀텀 웰 (MQW) 칩 기술

MQW 구조는 성장 과정에서 다양한 도판트와 조성을 가진 층을 도입하여 다양한 파장의 광자를 방출하는 양자 우물을 만듭니다.이 기술은 직접 백색 빛 방출을 허용하고 회로 및 패키지 설계의 복잡성을 감소, 비록 상당한 제조 과제를 제시합니다.

7광자 재활용 기술

수미토모 일렉트릭은 1999년에 ZnSe와 CdZnSe를 사용하여 흰색 LED를 개발했다. CdZnSe 층에서 방출되는 파란색 빛은 ZnSe 기판을 흥분시켜 보완적인 노란색 빛을 생성한다.백색 방출을 초래합니다.마찬가지로, 보스턴 대학교는 GaN 기반의 파란색 LED 위에 AlInGaP를 층으로 배치하여 흰 빛을 얻었습니다.

LED 에피타시얼 웨이퍼의 프로세스 흐름

부피 성장:
기판 → 구조 설계 → 버퍼 계층 → N형 GaN 계층 → MQW 배출 계층 → P형 GaN 계층 → 고름 → 광학/X선 검사 → 웨이퍼 완공

칩 제조:
웨이퍼 → 마스크 디자인 및 리토그래피 → 이온 에칭 → N-전자 퇴적/열화 → P-전자 퇴적/열화 → 컷링 → 분류 및 뱅닝