Светодиоды освещают наш мир, и в основе каждого высокопроизводительного светодиода лежитэпитаксиальная пластина— важнейший компонент, определяющий яркость, цвет и эффективность. Осваивая технологию эпитаксиального роста, производители открывают новые возможности для создания энергосберегающих и экономичных решений в области освещения.
1. Более разумные методы роста для повышения эффективности
Современный стандартный двухэтапный процесс выращивания, несмотря на свою эффективность, ограничивает масштабируемость. Большинство коммерческих реакторов выращивают всего шесть пластин за партию. В отрасли наблюдается переход к:
- Реакторы большой мощностикоторые обрабатывают больше пластин, сокращая затраты и увеличивая производительность.
- Высокоавтоматизированные однопластинчатые машиныдля превосходной согласованности и повторяемости.
2. HVPE: быстрый путь к высококачественным субстратам
Гидридная газофазная эпитаксия (HVPE) позволяет быстро получать толстые слои GaN с меньшим количеством дефектов, идеально подходящие в качестве подложек для других методов роста. Эти отдельные пленки GaN могут даже конкурировать с объемными кристаллами GaN. Проблема в том, что толщину трудно контролировать, а химические вещества могут со временем разрушать оборудование.
3. Боковой рост: более гладкие кристаллы, лучшее освещение
Тщательно структурируя пластину с помощью масок и окон, производители направляют рост GaN не только вверх, но и в стороны. Такая «латеральная эпитаксия» заполняет зазоры с меньшим количеством дефектов, создавая более безупречную кристаллическую структуру для высокоэффективных светодиодов.
4. Пендео-эпитакси: позволяем кристаллам плавать
Вот что интересно: инженеры выращивают GaN на высоких столбиках, а затем позволяют ему «перекрывать» пустое пространство. Такой плавающий рост устраняет значительную часть напряжений, вызванных несоответствием материалов, что позволяет получать более прочные и чистые кристаллические слои.
5. Осветление УФ-спектра
Новые материалы расширяют спектр светодиодного излучения до ультрафиолетового диапазона. Почему это важно? Ультрафиолетовый свет способен активировать усовершенствованные люминофоры с гораздо большей эффективностью, чем традиционные варианты, открывая путь к созданию белых светодиодов нового поколения, которые одновременно ярче и энергоэффективнее.
6. Чипы с несколькими квантовыми ямами: цвет изнутри
Вместо того, чтобы объединять разные светодиоды для получения белого света, почему бы не вырастить всё в одном? Микросхемы с многоквантовыми ямами (МКЯ) делают именно это, встраивая слои, излучающие волны разной длины, и смешивая свет непосредственно внутри чипа. Это эффективно, компактно и элегантно, хотя и сложно в производстве.
7. Переработка света с помощью фотоники
Компания Sumitomo и Бостонский университет продемонстрировали, что наложение таких материалов, как ZnSe и AlInGaP, на синие светодиоды позволяет «перерабатывать» фотоны в полноценный белый спектр. Эта интеллектуальная технология наложения слоёв отражает захватывающее сочетание материаловедения и фотоники в современных светодиодных конструкциях.
Как изготавливаются эпитаксиальные пластины светодиодов
Вот упрощенный путь от подложки до чипа:
- Фаза роста:Подложка → Проектирование → Буфер → N-GaN → MQW → P-GaN → Отжиг → Проверка
- Фаза изготовления:Маскирование → Литография → Травление → Электроды N/P → Нарезка → Сортировка
Этот тщательный процесс гарантирует, что каждый светодиодный чип обеспечит производительность, на которую вы можете положиться — независимо от того, освещает ли он ваш экран или ваш город.
Время публикации: 08 июля 2025 г.