تشكل رقائق LED البصرية جوهر أجهزة LED ، وتحدد مباشرة الخصائص البصرية الإلكترونية الرئيسية مثل طول موجة الانبعاث والإشراق والجهد الأمامي.ترسب البخار الكيميائي المعدني العضوي (MOCVD) يلعب دورًا رئيسيًا في النمو البصري للشرائح شبه الموصلة المركبة III-V و II-VIوفيما يلي العديد من التطورات التكنولوجية والاتجاهات التي تشكل مستقبل الـ LED epitaxy

1تحسين تقنية النمو المكونة من خطوتين

المعيار التجاري ينطوي على عملية نمو بيتاكسيال من خطوتين.يمكن لمفاعلات MOCVD الحالية استيعاب عدد محدود فقط من الركائز تحت الأرضية لكل دورة، عادةً ما تكون 6 رقائق، في حين أن تكوينات 20 رقاقة لا تزال قيد التحسين.يؤثر هذا القيد على التكافؤ عبر رقائق. تشمل الاتجاهات المستقبلية:

• التوسع:تطوير المفاعلات التي تدعم أحمالاً أعلى من الوافرات لتقليل تكلفة الوحدة الواحدة.

• التشغيل الآليالتركيز على الأدوات ذات الوافحة الواحدة ذات القدرة العالية على التكرار وأتمتة العمليات.

2إبتاكسي بخار الهيدريد (HVPE)

يسمح HVPE بالنمو السريع لطبقات GaN السميكة مع كثافة خلع الخيوط المنخفضة. يمكن لهذه الأفلام أن تكون رصيفًا للنمو الهوميوبيتاكسي من خلال طرق أخرى. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تكون هذه الأفلام من النباتات التي تسبب النمو في الحيوانات.يمكن أن تكون الأفلام المستقلة GaN المنفصلة عن الركائز الأصلية بديلاً عن GaN السائبةومع ذلك، فإن HVPE يعاني من ضعف التحكم في السماكة والمنتجات الجانبية التآكلية، والتي تحد من نقاء المواد.

3نمو مفرط في القصبة الجانبية

هذه الطريقة تحسن نوعية البلور بشكل كبير عن طريق تقليل كثافة العيوب في طبقات GaN. يتم إيداع طبقة GaN أولاً على رصيف (عادة الزعفر أو SiC) ،تليها طبقة قناع SiO2 البوليكريستالية. التصوير الضوئي والحفر يعرضان النوافذ في طبقة GaN. ثم ينمو GaN عمودياً في هذه النوافذ قبل التوسع جانباً عبر القناع.

4. التمويض الذهني للحد من العيوب

يقدم البنديو-إبيتاكسي طريقة للتخفيف من العيوب الناجمة عن الشبكة وعدم التطابق الحراري. يتم زراعة GaN على الركائز الرئيسية مثل 6H-SiC أو Si باستخدام عملية من خطوتين.النمط الحفر يخلق تناوب عمود غان والهياكل خندق، والتي تشكل النمو الجانبي طبقات معلقة من GaN. هذه الطريقة تلغي الحاجة إلى طبقة قناع وتتجنب تلوث المواد.

5. تطوير المواد UV LED

هناك جهود جارية لتطوير مواد LED فوق البنفسجية ذات الطول الموجي القصير، والتي توفر أساسًا متينًا للديود البيضاء المثيرة بالأشعة فوق البنفسجية باستخدام الفوسفورات الثلاثية اللون.أكثر كفاءة من YAG التقليديةالنظم القائمة على سي، لديها القدرة على تحسين فعالية الضوء بشكل كبير.

6تكنولوجيا الشريحة متعددة الكم (MQW)

تُقدّم هياكل MQW طبقات ذات مضادات وتكوينات مختلفة أثناء النمو، مما يخلق آبارًا كمية تنبعث منها فوتونات بأطوال موجة مختلفة.تسمح هذه التقنية بانبعاث ضوء أبيض مباشر وتقلل من التعقيد في تصميم الدوائر والحزم، على الرغم من أنه يقدم تحديات تصنيع كبيرة.

7تكنولوجيا إعادة تدوير الفوتون

طورت شركة Sumitomo Electric مصباحًا LED أبيضًا باستخدام ZnSe و CdZnSe في عام 1999. يثير الضوء الأزرق المنبعث من طبقة CdZnSe الركيزة ZnSe ، مما ينتج ضوءًا أصفرًا مكملًا.مما يؤدي إلى انبعاثات بيضاءوبالمثل، حققت جامعة بوسطن الضوء الأبيض عن طريق طبقة AlInGaP فوق مصابيح LED الزرقاء القائمة على GaN.

تدفق العمليات من رقائق LED Epitaxial

النمو القصبي:
الركيزة → التصميم الهيكلي → طبقة العازلة → طبقة GaN من النوع N → طبقة انبعاثات MQW → طبقة GaN من النوع P → التسخين → الفحص البصري / الأشعة السينية → الانتهاء من الوافر

تصنيع الشريحة:
الوافر → تصميم الأقنعة والحجرة النحاسية → حفر الأيونات → ترسب/ترطيب الالكترود الـ N