ពីគោលការណ៍ការងាររបស់ LEDs វាគឺជាភស្តុតាងដែលថាសម្ភារៈ wafer epitaxial គឺជាសមាសធាតុស្នូលនៃ LED ។ ជាការពិត ប៉ារ៉ាម៉ែត្រអុបតូអេឡិចត្រូនិចសំខាន់ៗដូចជា រលកពន្លឺ ពន្លឺ និងវ៉ុលឆ្ពោះទៅមុខ ត្រូវបានកំណត់យ៉ាងទូលំទូលាយដោយសម្ភារៈអេពីតាស៊ីសៀ។ បច្ចេកវិជ្ជា និងឧបករណ៍ Epitaxial wafer មានសារៈសំខាន់ចំពោះដំណើរការផលិត ដោយលោហៈធាតុគីមី សំណល់ចំហាយទឹក (MOCVD) គឺជាវិធីសាស្រ្តចម្បងសម្រាប់ការលូតលាស់ស្រទាប់គ្រីស្តាល់ស្តើងនៃសមាសធាតុ III-V, II-VI និងយ៉ាន់ស្ព័ររបស់វា។ ខាងក្រោមនេះគឺជានិន្នាការនាពេលអនាគតមួយចំនួននៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យា LED epitaxial wafer ។
1. ការកែលម្អដំណើរការកំណើនពីរជំហាន
បច្ចុប្បន្ននេះការផលិតពាណិជ្ជកម្មប្រើដំណើរការរីកចម្រើនពីរជំហាន ប៉ុន្តែចំនួនស្រទាប់ខាងក្រោមដែលអាចផ្ទុកបានក្នុងពេលតែមួយមានកម្រិត។ ខណៈពេលដែលប្រព័ន្ធ 6-wafer មានភាពចាស់ទុំ ម៉ាស៊ីនដែលគ្រប់គ្រងប្រហែល 20 wafers នៅតែស្ថិតក្រោមការអភិវឌ្ឍន៍។ ការបង្កើនចំនួននៃ wafers ជាញឹកញាប់នាំឱ្យមានឯកសណ្ឋានមិនគ្រប់គ្រាន់នៅក្នុងស្រទាប់ epitaxial ។ ការអភិវឌ្ឍន៍នាពេលអនាគតនឹងផ្តោតលើទិសដៅពីរ៖
- ការអភិវឌ្ឍបច្ចេកវិទ្យាដែលអនុញ្ញាតឱ្យផ្ទុកស្រទាប់ខាងក្រោមបន្ថែមទៀតនៅក្នុងបន្ទប់ប្រតិកម្មតែមួយដែលធ្វើឱ្យពួកវាកាន់តែសមស្របសម្រាប់ការផលិតទ្រង់ទ្រាយធំ និងកាត់បន្ថយការចំណាយ។
- ជំរុញឧបករណ៍ wafer តែមួយដែលអាចធ្វើម្តងទៀតដោយស្វ័យប្រវត្តិយ៉ាងខ្ពស់
2. បច្ចេកវិទ្យា Hydride Vapor Phase Epitaxy (HVPE)
បច្ចេកវិទ្យានេះអនុញ្ញាតឱ្យមានការរីកលូតលាស់យ៉ាងឆាប់រហ័សនៃខ្សែភាពយន្តក្រាស់ជាមួយនឹងដង់ស៊ីតេ dislocation ទាប ដែលអាចបម្រើជាស្រទាប់ខាងក្រោមសម្រាប់ការលូតលាស់ homoepitaxial ដោយប្រើវិធីសាស្រ្តផ្សេងទៀត។ លើសពីនេះ ខ្សែភាពយន្ត GaN ដែលបំបែកចេញពីស្រទាប់ខាងក្រោមអាចក្លាយជាជម្រើសជំនួសបន្ទះសៀគ្វីតែមួយរបស់ GaN ភាគច្រើន។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ HVPE មានគុណវិបត្តិដូចជាការលំបាកក្នុងការគ្រប់គ្រងកម្រាស់ច្បាស់លាស់ និងឧស្ម័នប្រតិកម្មច្រេះដែលរារាំងការកែលម្អបន្ថែមទៀតនៅក្នុងភាពបរិសុទ្ធនៃសម្ភារៈ GaN ។
Si-doped HVPE-GaN
(ក) រចនាសម្ព័ន្ធនៃរ៉េអាក់ទ័រ Si-doped HVPE-GaN; (b) រូបភាពនៃ 800 μm- ក្រាស់ Si-doped HVPE-GaN;
(គ) ការចែកចាយកំហាប់ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនដោយឥតគិតថ្លៃតាមអង្កត់ផ្ចិតនៃ Si-doped HVPE-GaN
3. Selective Epitaxial Growth or Lateral Epitaxial Growth Technology
បច្ចេកទេសនេះអាចកាត់បន្ថយដង់ស៊ីតេនៃការផ្លាស់ទីលំនៅ និងធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវគុណភាពគ្រីស្តាល់នៃស្រទាប់ GaN epitaxial ។ ដំណើរការនេះរួមមានៈ
- ការដាក់ស្រទាប់ GaN នៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមសមរម្យ (ត្បូងកណ្តៀង ឬ SiC) ។
- ការដាក់ស្រទាប់របាំង polycrystalline SiO₂ នៅលើកំពូល។
- ការប្រើប្រាស់រូបភាព និងការឆ្លាក់រូបដើម្បីបង្កើតបង្អួច GaN និងបន្ទះរបាំង SiO₂។កំឡុងពេលកំណើនជាបន្តបន្ទាប់ GaN ដំបូងលូតលាស់បញ្ឈរនៅក្នុងបង្អួច ហើយបន្ទាប់មកនៅពេលក្រោយនៅលើបន្ទះ SiO₂ ។
GaN-on-Sapphire wafer របស់ XKH
4. បច្ចេកវិទ្យា Pendeo-Epitaxy
វិធីសាស្រ្តនេះកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំងនូវពិការភាពបន្ទះឈើដែលបណ្តាលមកពីបន្ទះឈើ និងភាពមិនស៊ីគ្នានៃកម្ដៅរវាងស្រទាប់ខាងក្រោម និងស្រទាប់ epitaxial ដែលជួយពង្រឹងគុណភាពគ្រីស្តាល់ GaN បន្ថែមទៀត។ ជំហានរួមមាន:
- ការរីកលូតលាស់ស្រទាប់ GaN epitaxial នៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមសមរម្យ (6H-SiC ឬ Si) ដោយប្រើដំណើរការពីរជំហាន។
- អនុវត្តការជ្រើសរើសស្រទាប់អេពីតាស៊ីលចុះក្រោមទៅស្រទាប់ខាងក្រោម បង្កើតសសរជំនួស (GaN/buffer/substrate) និងរចនាសម្ព័ន្ធលេណដ្ឋាន។
- ការរីកលូតលាស់ស្រទាប់ GaN បន្ថែមដែលលាតសន្ធឹងពីចំហៀងនៃសសរ GaN ដើមបានផ្អាកនៅលើលេណដ្ឋាន។ដោយសារគ្មានរបាំងត្រូវបានប្រើ នេះជៀសវាងទំនាក់ទំនងរវាង GaN និងសម្ភារៈរបាំង។
GaN-on-Silicon wafer របស់ XKH
5. ការអភិវឌ្ឍន៍សម្ភារៈអេពីតាស៊ីល អេភីធីស៊ីល កាំរស្មីយូវី រលកខ្លី
នេះជាមូលដ្ឋានគ្រឹះដ៏រឹងមាំសម្រាប់អំពូល LED ពណ៌សដែលមានមូលដ្ឋានលើផូស្វ័រដែលរំភើបដោយកាំរស្មី UV។ ផូស្វ័រដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ជាច្រើនអាចរំជើបរំជួលដោយពន្លឺកាំរស្មី UV ដែលផ្តល់នូវប្រសិទ្ធភាពពន្លឺខ្ពស់ជាងប្រព័ន្ធ YAG:Ce បច្ចុប្បន្ន ដោយហេតុនេះជំរុញដំណើរការ LED ពណ៌ស។
6. បច្ចេកវិទ្យាបន្ទះឈីប Multi-Quantum Well (MQW)
នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធ MQW ភាពមិនបរិសុទ្ធផ្សេងគ្នាត្រូវបាន doped កំឡុងពេលការលូតលាស់នៃស្រទាប់បញ្ចេញពន្លឺដើម្បីបង្កើតអណ្តូងរ៉ែ quantum ខុសៗគ្នា។ ការរួមផ្សំឡើងវិញនៃហ្វូតុនដែលបញ្ចេញចេញពីអណ្តូងទាំងនេះបង្កើតពន្លឺពណ៌សដោយផ្ទាល់។ វិធីសាស្រ្តនេះធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវប្រសិទ្ធភាពពន្លឺ កាត់បន្ថយការចំណាយ និងសម្រួលដល់ការវេចខ្ចប់ និងការគ្រប់គ្រងសៀគ្វី ទោះបីជាវាបង្ហាញពីបញ្ហាប្រឈមផ្នែកបច្ចេកទេសកាន់តែច្រើនក៏ដោយ។
7. ការអភិវឌ្ឍន៍បច្ចេកវិទ្យា "ការកែច្នៃរូបថត"
នៅខែមករាឆ្នាំ 1999 ក្រុមហ៊ុន Sumitomo របស់ប្រទេសជប៉ុនបានបង្កើត LED ពណ៌សដោយប្រើសម្ភារៈ ZnSe ។ បច្ចេកវិទ្យានេះពាក់ព័ន្ធនឹងការរីកលូតលាស់ខ្សែភាពយន្តស្តើង CdZnSe នៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមគ្រីស្តាល់តែមួយ ZnSe ។ នៅពេលមានចរន្តអគ្គិសនី ខ្សែភាពយន្តនេះបញ្ចេញពន្លឺពណ៌ខៀវ ដែលធ្វើអន្តរកម្មជាមួយស្រទាប់ខាងក្រោម ZnSe ដើម្បីបង្កើតពន្លឺពណ៌លឿងបន្ថែម ដែលបណ្តាលឱ្យមានពន្លឺពណ៌ស។ ស្រដៀងគ្នានេះដែរ មជ្ឈមណ្ឌលស្រាវជ្រាវ Photonics នៃសាកលវិទ្យាល័យ Boston បានដាក់ជង់សមាសធាតុ AlInGaP semiconductor នៅលើ GaN-LED ពណ៌ខៀវដើម្បីបង្កើតពន្លឺពណ៌ស។
8. LED Epitaxial Wafer លំហូរដំណើរការ
① ការផលិត Epitaxial Wafer:
ស្រទាប់ខាងក្រោម → ការរចនារចនាសម្ព័ន្ធ → ការលូតលាស់ស្រទាប់ទ្រនាប់ → ការលូតលាស់ស្រទាប់ N-type GaN → ការលូតលាស់ស្រទាប់បញ្ចេញពន្លឺ MQW → ការលូតលាស់ស្រទាប់ P-type GaN → Annealing → ការធ្វើតេស្ត (photoluminescence, X-ray) → Epitaxial wafer
② ការផលិតបន្ទះឈីប៖
Epitaxial wafer → Mask design and fabrication → Photolithography → Ion etching → N-type electrode (deposition, annealing, etching) → P-type electrode (deposition, annealing, etching) → Dicing → chip inspection and grading.
ZMSH's GaN-on-SiC wafer
ពេលវេលាផ្សាយ៖ ថ្ងៃទី២៥ ខែកក្កដា ឆ្នាំ២០២៥