Ex principio operationis laminarum electronicarum diodum electroluminescentium (LEDs), manifestum est materiam laminae epitaxialis esse partem principalem LED. Re vera, parametri optoelectronici clavis, ut longitudo undae, splendor, et tensio directa, plurimum a materia epitaxiali determinantur. Technologia et apparatus laminae epitaxialis ad processum fabricationis maximi momenti sunt, cum Depositio Vaporis Chemici Metallo-Organici (MOCVD) sit methodus primaria ad crescendas tenues laminas monocrystallinas compositorum III-V, II-VI, et mixturarum earum. Infra sunt aliquae inclinationes futurae in technologia laminae epitaxialis LED.
1. Emendatio Processus Crescentiae Duorum Graduum
Hodie, productio commercialis processum accretionis duorum graduum adhibet, sed numerus substratorum quae simul onerari possunt limitatus est. Dum systemata sex lamellarum matura sunt, machinae circiter viginti lamellas tractantes adhuc in evolutione sunt. Numerus lamellarum auctus saepe ad uniformitatem insufficientem in stratis epitaxialibus ducit. Progressiones futurae in duas partes se extendent:
- Technologias evolvere quae permittunt plura substrata in una camera reactionis onerare, ita ut eas aptiores ad productionem magnae scalae et sumptus minuendos reddant.
- Apparatus singularis lamellae repetibilis, valde automaticus et provectus.
2. Technologia Epitaxiae Phaseis Vaporis Hydridi (HVPE)
Haec technologia celerem incrementum crassarum pellicularum cum densitate dislocationum humili permittit, quae ut substrata pro incremento homoepitaxiali aliis modis inservire possunt. Praeterea, pelliculae GaN a substrato separatae alternativae fragmentis monocrystallinis GaN in massa fieri possunt. Attamen, HVPE incommoda habet, ut difficultatem in accurata regulatione crassitudinis et gases reactionis corrosivi qui ulteriorem emendationem puritatis materiae GaN impediunt.
HVPE-GaN Si-dopatum
(a) Structura reactoris HVPE-GaN Si-dopati; (b) Imago HVPE-GaN Si-dopati 800 μm crassitudinis;
(c) Distributio concentrationis vectorum liberorum secundum diametrum HVPE-GaN Si-dopati
3. Technologia Incrementi Epitaxialis Selectivi vel Incrementi Epitaxialis Lateralis
Haec ars densitatem dislocationum ulterius reducere et qualitatem crystallinam stratorum epitaxialium GaN emendare potest. Processus haec complectitur.
- Depositio strati GaN in substrato idoneo (sapphirum vel SiC).
- Depositio strati larvae polycrystallini SiO₂ superne.
- Photolithographia et scalptura ad fenestras GaN et larvas SiO₂ creandas adhibentur.Durante subsequenti accretione, GaN primum verticaliter in fenestris, deinde lateraliter super laminas SiO₂ crescit.
Lamella GaN super Sapphirum XKH
4. Technologia Pendeo-Epitaxea
Haec methodus defectus clathri, qui a discrepantia clathri et thermali inter substratum et stratum epitaxiale oriuntur, insigniter minuit, qualitatem crystalli GaN ulterius augens. Gradus includunt:
- Crescentia strati epitaxialis GaN in substrato idoneo (6H-SiC vel Si) per processum duorum graduum.
- Corrosio selectiva strati epitaxialis usque ad substratum peracta, structuras alternantes columnarum (GaN/tampon/substratum) et fossarum creans.
- Crescentes stratis GaN additis, quae lateraliter a parietibus lateralibus columnarum GaN originalium, super fossas suspensae, extenduntur.Cum nulla larva adhibita sit, hoc contactum inter GaN et materias larvae vitat.
Lamella GaN super Silicium XKH
5. Elaboratio Materiorum Epitaxialium UV LED Brevis Undae
Hoc fundamentum firmum iacit pro lampadibus LED albis, quae phosphoribus nituntur, ultraviolaceis excitatis. Multa phosphora altae efficientiae luce ultraviolacea excitari possunt, efficientiam luminosam maiorem quam systema YAG:Ce hodiernum offerentes, ita efficaciam lampadum LED albarum promoventes.
6. Technologia Microprocessoris Putei Multi-Quantici (MQW)
In structuris MQW, variae impuritates, dum stratum lucis emittit crescit, ad varia puteos quanticos creandos adducuntur. Recombinatio photonum ex his puteis emissorum lucem albam directe producit. Haec methodus efficaciam luminosam emendat, sumptus minuit, et involucrum et gubernationem circuitus simplificat, quamquam maiores difficultates technicas praebet.
7. Progressus Technologiae "Recyclationis Photonicae"
Mense Ianuario anni 1999, Sumitomo Iaponiae lampadem LED albam materia ZnSe excogitavit. Haec technologia pelliculam tenuem CdZnSe in substrato monocrystallino ZnSe crescere implicat. Cum electrificatur, pellicula lucem caeruleam emittit, quae cum substrato ZnSe interagit ut lucem flavam complementariam producat, lucem albam efficientem. Similiter, Centrum Investigationis Photonicae Universitatis Bostoniensis compositum semiconductoris AlInGaP in lampadem caeruleam GaN-LED accumulavit ut lucem albam generaret.
8. Fluxus Processus Lamellae Epitaxialis LED
① Fabricatio Lamellarum Epitaxialium:
Substratum → Designatio structurae → Incrementum strati tamponis → Incrementum strati GaN typi N → Incrementum strati lucis emittentis MQW → Incrementum strati GaN typi P → Recoctio → Probatio (photoluminescentia, radiographia) → Lamina epitaxialis
② Fabricatio Microprocessoris:
Lamina epitaxialis → Designatio et fabricatio personarum → Photolithographia → Corrosio ionica → Electroda typi N (depositio, recoctio, corrosio) → Electroda typi P (depositio, recoctio, corrosio) → Sectio in frusta → Inspectio et classificatio laminarum.
Lamella GaN-in-SiC ZMSH
Tempus publicationis: XXV Iulii, MMXXXV