ពីគោលការណ៍ការងាររបស់ LEDs វាច្បាស់ណាស់ថាសម្ភារៈបន្ទះសៀគ្វី epitaxial គឺជាសមាសធាតុស្នូលនៃ LED ។ តាមពិតទៅ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រអុបតូអេឡិចត្រូនិចសំខាន់ៗដូចជារលកពន្លឺ ពន្លឺ និងវ៉ុលទៅមុខត្រូវបានកំណត់ជាចម្បងដោយសម្ភារៈ epitaxial ។ បច្ចេកវិទ្យា និងឧបករណ៍បន្ទះសៀគ្វី epitaxial គឺមានសារៈសំខាន់ចំពោះដំណើរការផលិត ដោយការដាក់ចំហាយគីមីលោហៈ-សរីរាង្គ (MOCVD) គឺជាវិធីសាស្ត្រចម្បងសម្រាប់ការដាំដុះស្រទាប់គ្រីស្តាល់តែមួយស្តើងនៃសមាសធាតុ III-V, II-VI និងយ៉ាន់ស្ព័ររបស់វា។ ខាងក្រោមនេះគឺជានិន្នាការនាពេលអនាគតមួយចំនួននៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យាបន្ទះសៀគ្វី LED epitaxial ។
១. ការកែលម្អដំណើរការលូតលាស់ពីរជំហាន
បច្ចុប្បន្ននេះ ផលិតកម្មពាណិជ្ជកម្មប្រើប្រាស់ដំណើរការលូតលាស់ពីរជំហាន ប៉ុន្តែចំនួនស្រទាប់ខាងក្រោមដែលអាចផ្ទុកបានក្នុងពេលតែមួយមានកំណត់។ ខណៈពេលដែលប្រព័ន្ធបន្ទះសៀគ្វី 6 បន្ទះមានភាពចាស់ទុំ ម៉ាស៊ីនដែលគ្រប់គ្រងបន្ទះសៀគ្វីប្រហែល 20 បន្ទះនៅតែស្ថិតក្នុងការអភិវឌ្ឍន៍។ ការបង្កើនចំនួនបន្ទះសៀគ្វីជារឿយៗនាំឱ្យមានឯកសណ្ឋានមិនគ្រប់គ្រាន់នៅក្នុងស្រទាប់ epitaxial ។ ការអភិវឌ្ឍនាពេលអនាគតនឹងផ្តោតលើទិសដៅពីរ៖
- ការអភិវឌ្ឍបច្ចេកវិទ្យាដែលអនុញ្ញាតឱ្យផ្ទុកស្រទាប់ខាងក្រោមបានច្រើននៅក្នុងបន្ទប់ប្រតិកម្មតែមួយ ដែលធ្វើឱ្យវាកាន់តែសមស្របសម្រាប់ការផលិតទ្រង់ទ្រាយធំ និងការកាត់បន្ថយថ្លៃដើម។
- ការរីកចម្រើននៃឧបករណ៍បន្ទះស្តើងតែមួយដែលអាចធ្វើឡើងវិញបានដោយស្វ័យប្រវត្តិខ្ពស់។
2. បច្ចេកវិទ្យា Epitaxy ដំណាក់កាលចំហាយអ៊ីដ្រូដ (HVPE)
បច្ចេកវិទ្យានេះអនុញ្ញាតឱ្យមានការលូតលាស់យ៉ាងឆាប់រហ័សនៃខ្សែភាពយន្តក្រាស់ដែលមានដង់ស៊ីតេផ្លាស់ទីលំនៅទាប ដែលអាចបម្រើជាស្រទាប់ខាងក្រោមសម្រាប់ការលូតលាស់ homoepitaxial ដោយប្រើវិធីសាស្ត្រផ្សេងទៀត។ លើសពីនេះ ខ្សែភាពយន្ត GaN ដែលបំបែកចេញពីស្រទាប់ខាងក្រោមអាចក្លាយជាជម្រើសជំនួសបន្ទះឈីបគ្រីស្តាល់តែមួយ GaN ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ HVPE មានគុណវិបត្តិ ដូចជាការលំបាកក្នុងការគ្រប់គ្រងកម្រាស់ច្បាស់លាស់ និងឧស្ម័នប្រតិកម្មច្រេះដែលរារាំងដល់ការកែលម្អបន្ថែមទៀតនៃភាពបរិសុទ្ធនៃសម្ភារៈ GaN ។
HVPE-GaN ដែលមាន Si-doped
(ក) រចនាសម្ព័ន្ធនៃរ៉េអាក់ទ័រ HVPE-GaN ដែលមានជាតិ Si បន្ថែម; (ខ) រូបភាពនៃ HVPE-GaN ដែលមានជាតិ Si បន្ថែមកម្រាស់ 800 μm;
(គ) ការចែកចាយកំហាប់សារធាតុផ្ទុកសេរីតាមបណ្តោយអង្កត់ផ្ចិតនៃ HVPE-GaN ដែលមាន Si បន្ថែម
៣. បច្ចេកវិទ្យាលូតលាស់ Epitaxial ជ្រើសរើស ឬ បច្ចេកវិទ្យាលូតលាស់ Epitaxial ចំហៀង
បច្ចេកទេសនេះអាចកាត់បន្ថយដង់ស៊ីតេនៃការផ្លាស់ទីលំនៅបន្ថែមទៀត និងបង្កើនគុណភាពគ្រីស្តាល់នៃស្រទាប់ epitaxial GaN។ ដំណើរការនេះពាក់ព័ន្ធនឹង៖
- ការដាក់ស្រទាប់ GaN លើស្រទាប់ខាងក្រោមសមស្រប (ត្បូងកណ្តៀង ឬ SiC)។
- ការដាក់ស្រទាប់របាំង SiO₂ ពហុគ្រីស្តាលីននៅខាងលើ។
- ការប្រើប្រាស់ការថតចម្លងពន្លឺ និងការឆ្លាក់ដើម្បីបង្កើតបង្អួច GaN និងបន្ទះរបាំង SiO₂។ក្នុងអំឡុងពេលលូតលាស់ជាបន្តបន្ទាប់ GaN ដំបូងលូតលាស់បញ្ឈរនៅក្នុងបង្អួច ហើយបន្ទាប់មកដុះទៅចំហៀងលើបន្ទះ SiO₂។
បន្ទះ GaN-on-Sapphire របស់ XKH
៤. បច្ចេកវិទ្យា Pendeo-Epitaxy
វិធីសាស្ត្រនេះកាត់បន្ថយយ៉ាងច្រើននូវពិការភាពនៃបន្ទះសៀគ្វីដែលបណ្តាលមកពីបន្ទះសៀគ្វី និងភាពមិនស៊ីគ្នានៃកម្ដៅរវាងស្រទាប់ខាងក្រោម និងស្រទាប់អេពីតាក់ស៊ី ដែលបង្កើនគុណភាពគ្រីស្តាល់ GaN បន្ថែមទៀត។ ជំហានរួមមាន៖
- ការដាំស្រទាប់ Epitaxial GaN លើស្រទាប់ខាងក្រោមសមស្រប (6H-SiC ឬ Si) ដោយប្រើដំណើរការពីរជំហាន។
- អនុវត្តការឆ្លាក់ជ្រើសរើសនៃស្រទាប់ epitaxial ចុះទៅស្រទាប់ខាងក្រោម ដោយបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធសសរឆ្លាស់គ្នា (GaN/សតិបណ្ដោះអាសន្ន/ស្រទាប់ខាងក្រោម) និងរចនាសម្ព័ន្ធលេណដ្ឋាន។
- ការដុះស្រទាប់ GaN បន្ថែម ដែលលាតសន្ធឹងពីចំហៀងនៃជញ្ជាំងចំហៀងនៃសសរ GaN ដើម ដែលព្យួរពីលើលេណដ្ឋាន។ដោយសារមិនប្រើម៉ាស់ វាជៀសវាងការប៉ះពាល់រវាង GaN និងសម្ភារៈម៉ាស់។
បន្ទះស៊ីលីកុន GaN របស់ XKH
៥. ការអភិវឌ្ឍសម្ភារៈ Epitaxial LED UV រលកខ្លី
នេះដាក់គ្រឹះរឹងមាំសម្រាប់អំពូល LED ពណ៌សដែលមានមូលដ្ឋានលើផូស្វ័រដែលរំភើបដោយកាំរស្មី UV។ ផូស្វ័រដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ជាច្រើនអាចត្រូវបានរំភើបដោយពន្លឺ UV ដែលផ្តល់ប្រសិទ្ធភាពពន្លឺខ្ពស់ជាងប្រព័ន្ធ YAG:Ce បច្ចុប្បន្ន ដោយហេតុនេះជំរុញដំណើរការអំពូល LED ពណ៌ស។
៦. បច្ចេកវិទ្យាបន្ទះឈីបពហុកង់ទិច (MQW)
នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធ MQW ភាពមិនបរិសុទ្ធផ្សេងៗគ្នាត្រូវបានបន្ថែមក្នុងអំឡុងពេលលូតលាស់នៃស្រទាប់បញ្ចេញពន្លឺ ដើម្បីបង្កើតអណ្តូងកង់ទិចផ្សេងៗគ្នា។ ការរួមបញ្ចូលគ្នាឡើងវិញនៃហ្វូតុងដែលបញ្ចេញចេញពីអណ្តូងទាំងនេះបង្កើតពន្លឺពណ៌សដោយផ្ទាល់។ វិធីសាស្ត្រនេះធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវប្រសិទ្ធភាពពន្លឺ កាត់បន្ថយថ្លៃដើម និងធ្វើឱ្យការវេចខ្ចប់ និងការគ្រប់គ្រងសៀគ្វីមានភាពសាមញ្ញ ទោះបីជាវាបង្ហាញពីបញ្ហាប្រឈមផ្នែកបច្ចេកទេសកាន់តែច្រើនក៏ដោយ។
៧. ការអភិវឌ្ឍបច្ចេកវិទ្យា “កែច្នៃហ្វូតុង”
នៅក្នុងខែមករា ឆ្នាំ 1999 ក្រុមហ៊ុន Sumitomo របស់ប្រទេសជប៉ុនបានបង្កើត LED ពណ៌សដោយប្រើសម្ភារៈ ZnSe។ បច្ចេកវិទ្យានេះពាក់ព័ន្ធនឹងការដាំខ្សែភាពយន្តស្តើង CdZnSe នៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមគ្រីស្តាល់តែមួយ ZnSe។ នៅពេលដែលអគ្គិសនី ខ្សែភាពយន្តនេះបញ្ចេញពន្លឺពណ៌ខៀវ ដែលមានអន្តរកម្មជាមួយស្រទាប់ខាងក្រោម ZnSe ដើម្បីបង្កើតពន្លឺពណ៌លឿងបំពេញបន្ថែម ដែលបណ្តាលឱ្យមានពន្លឺពណ៌ស។ ស្រដៀងគ្នានេះដែរ មជ្ឈមណ្ឌលស្រាវជ្រាវហ្វូតូនិកនៃសាកលវិទ្យាល័យបូស្តុនបានដាក់សមាសធាតុស៊ីមីកុងដុកទ័រ AlInGaP នៅលើ LED GaN ពណ៌ខៀវ ដើម្បីបង្កើតពន្លឺពណ៌ស។
៨. លំហូរដំណើរការបន្ទះ LED Epitaxial Wafer
① ការផលិតបន្ទះអេពីតាក់ស៊ី៖
ស្រទាប់ខាងក្រោម → ការរចនារចនាសម្ព័ន្ធ → ការលូតលាស់ស្រទាប់សតិបណ្ដោះអាសន្ន → ការលូតលាស់ស្រទាប់ GaN ប្រភេទ N → ការលូតលាស់ស្រទាប់បញ្ចេញពន្លឺ MQW → ការលូតលាស់ស្រទាប់ GaN ប្រភេទ P → ការធ្វើឱ្យក្តៅ → ការធ្វើតេស្ត (ពន្លឺចែងចាំង កាំរស្មីអ៊ិច) → បន្ទះអេពីតាស៊ីល
② ការផលិតបន្ទះឈីប៖
បន្ទះអេពីតាក់ស៊ីល → ការរចនា និងការផលិតរបាំង → ការធ្វើពីពន្លឺ → ការឆ្លាក់អ៊ីយ៉ុង → អេឡិចត្រូតប្រភេទ N (ការដាក់ស្រទាប់ ការដុតកម្តៅ ការឆ្លាក់) → អេឡិចត្រូតប្រភេទ P (ការដាក់ស្រទាប់ ការដុតកម្តៅ ការដុត) → ការកាត់ជាដុំៗ → ការត្រួតពិនិត្យ និងការដាក់កម្រិតបន្ទះឈីប។
បន្ទះ GaN-on-SiC របស់ ZMSH
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ២៥ ខែកក្កដា ឆ្នាំ ២០២៥