Šviesos diodai apšviečia mūsų pasaulį, o kiekvieno didelio našumo šviesos diodo šerdyje slypiepitaksinė plokštelė– itin svarbus komponentas, apibrėžiantis jo ryškumą, spalvą ir efektyvumą. Įvaldę epitaksinio augimo mokslą, gamintojai atveria naujas energiją taupančių ir ekonomiškų apšvietimo sprendimų galimybes.
1. Išmanesni augimo metodai didesniam efektyvumui
Šiandieninis standartinis dviejų pakopų augimo procesas, nors ir efektyvus, riboja mastelio keitimą. Daugumoje komercinių reaktorių vienoje partijoje užauginama tik šešios plokštelės. Pramonė pereina prie:
- Didelės talpos reaktoriaikurios apdoroja daugiau plokštelių, sumažindamos išlaidas ir padidindamos našumą.
- Labai automatizuotos vienos plokštelės mašinossiekiant didesnio nuoseklumo ir pakartojamumo.
2. HVPE: greitas kelias į aukštos kokybės substratus
Hidrido garų fazės epitaksija (HVPE) greitai sukuria storus GaN sluoksnius su mažiau defektų, puikiai tinkančius kaip substratai kitiems auginimo metodams. Šios laisvai stovinčios GaN plėvelės netgi galėtų konkuruoti su dideliais GaN lustais. Tačiau problema? Storį sunku kontroliuoti, o cheminės medžiagos laikui bėgant gali pažeisti įrangą.
3. Šoninis augimas: lygesni kristalai, geresnis apšvietimas
Kruopščiai formuodami plokštelę kaukėmis ir langeliais, gamintojai nukreipia GaN augimą ne tik į viršų, bet ir į šonus. Ši „šoninė epitaksija“ užpildo tarpus mažiau defektų, sukurdama nepriekaištingesnę kristalinę struktūrą didelio efektyvumo šviesos diodams.
4. Pendeo-epitaksija: kristalų plūduriavimas
Štai kai kas žavaus: inžinieriai augina GaN ant aukštų kolonų ir leidžia jam „užmegzti tiltą“ virš tuščios erdvės. Šis plūduriuojantis augimas pašalina didelę dalį nesuderintų medžiagų sukeliamos įtampos, todėl susidaro tvirtesni ir grynesni kristalų sluoksniai.
5. UV spektro ryškinimas
Naujos medžiagos stumia LED šviesą giliau į UV diapazoną. Kodėl tai svarbu? UV šviesa gali aktyvuoti pažangius fosforus daug efektyviau nei tradiciniai variantai, atverdama duris naujos kartos baltiems LED, kurie yra ir ryškesni, ir taupiau energiją.
6. Daugiakvantinių gręžinių lustai: spalva iš vidaus
Užuot jungus skirtingus šviesos diodus, kad būtų gauta balta šviesa, kodėl gi neužauginus visko viename? Daugiakvantiniai (MQW) lustai būtent tai ir daro, įterpdami sluoksnius, kurie skleidžia skirtingus bangos ilgius ir maišo šviesą tiesiai luste. Tai efektyvu, kompaktiška ir elegantiška, nors ir sudėtinga pagaminti.
7. Šviesos perdirbimas naudojant fotoniką
Sumitomo ir Bostono universitetas parodė, kad ant mėlynų šviesos diodų klojant tokias medžiagas kaip ZnSe ir AlInGaP, fotonus galima „perdirbti“ į pilną baltą spektrą. Ši išmani sluoksniavimo technika atspindi įdomų medžiagų mokslo ir fotonikos susiliejimą, veikiantį šiuolaikiniame šviesos diodų dizaine.
Kaip gaminamos LED epitaksinės plokštelės
Nuo substrato iki mikroschemos – štai supaprastinta kelionė:
- Augimo fazė:Pagrindas → Projektavimas → Buferis → N-GaN → MQW → P-GaN → Atkaitinimas → Patikrinimas
- Gamybos etapas:Maskavimas → Litografija → Ėsdinimas → N/P elektrodai → Pjaustymas kubeliais → Rūšiavimas
Šis kruopštus procesas užtikrina, kad kiekvienas LED lustas pasižymėtų našumu, kuriuo galite pasikliauti – nesvarbu, ar apšviečia jūsų ekraną, ar miestą.
Įrašo laikas: 2025 m. liepos 8 d.