LED ส่องสว่างโลกของเรา และหัวใจสำคัญของ LED ประสิทธิภาพสูงทุกอันก็คือเวเฟอร์เอพิแทกเซียล—องค์ประกอบสำคัญที่กำหนดความสว่าง สี และประสิทธิภาพ ด้วยการเชี่ยวชาญด้านวิทยาศาสตร์ของการเจริญเติบโตแบบเอพิแทกเซียล ผู้ผลิตจึงสามารถปลดล็อกความเป็นไปได้ใหม่ๆ สำหรับโซลูชันแสงสว่างที่ประหยัดพลังงานและคุ้มต้นทุน
1. เทคนิคการเติบโตที่ชาญฉลาดเพื่อประสิทธิภาพที่มากขึ้น
กระบวนการเติบโตสองขั้นตอนมาตรฐานในปัจจุบัน แม้จะมีประสิทธิผล แต่ความสามารถในการปรับขนาดก็จำกัด เครื่องปฏิกรณ์เชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ผลิตเวเฟอร์ได้เพียง 6 แผ่นต่อชุด อุตสาหกรรมกำลังเปลี่ยนไปสู่:
- เครื่องปฏิกรณ์ที่มีความจุสูงที่รองรับเวเฟอร์ได้มากขึ้น ลดต้นทุนและเพิ่มปริมาณงาน
- เครื่องเวเฟอร์เดี่ยวอัตโนมัติสูงเพื่อความสม่ำเสมอและการทำซ้ำที่เหนือชั้น
2. HVPE: เส้นทางด่วนสู่พื้นผิวคุณภาพสูง
Hydride Vapor Phase Epitaxy (HVPE) สร้างชั้น GaN หนาได้อย่างรวดเร็วโดยมีข้อบกพร่องน้อยลง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับใช้เป็นสารตั้งต้นสำหรับวิธีการปลูกอื่นๆ ฟิล์ม GaN แบบแยกอิสระเหล่านี้สามารถเทียบได้กับชิป GaN จำนวนมาก ข้อเสียคือความหนาควบคุมได้ยาก และสารเคมีสามารถทำให้อุปกรณ์เสื่อมสภาพได้ในระยะยาว
3. การเจริญเติบโตในแนวข้าง: คริสตัลเรียบเนียนขึ้น แสงดีขึ้น
ผู้ผลิตได้กำหนดรูปแบบเวเฟอร์ด้วยมาสก์และหน้าต่างอย่างระมัดระวังเพื่อให้ GaN เติบโตไม่เพียงแต่ด้านบนเท่านั้น แต่ยังด้านข้างด้วย "เอพิแทกซีด้านข้าง" นี้จะเติมเต็มช่องว่างโดยมีข้อบกพร่องน้อยลง ทำให้โครงสร้างผลึกของ LED ที่มีประสิทธิภาพสูงนั้นไร้ที่ติยิ่งขึ้น
4. Pendeo-Epitaxy: ปล่อยให้คริสตัลลอย
นี่เป็นสิ่งที่น่าสนใจ: วิศวกรปลูก GaN บนเสาสูงแล้วปล่อยให้มัน "เชื่อม" ข้ามพื้นที่ว่าง การเจริญเติบโตแบบลอยตัวนี้ช่วยขจัดความเครียดส่วนใหญ่ที่เกิดจากวัสดุที่ไม่ตรงกัน ทำให้เกิดชั้นผลึกที่แข็งแกร่งและบริสุทธิ์ยิ่งขึ้น
5. เพิ่มความสดใสให้กับสเปกตรัม UV
วัสดุใหม่กำลังผลักดันให้แสง LED เข้าสู่ช่วง UV มากขึ้น เหตุใดสิ่งนี้จึงสำคัญ แสง UV สามารถกระตุ้นฟอสเฟอร์ขั้นสูงที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าตัวเลือกแบบดั้งเดิมมาก จึงเปิดประตูสู่ LED สีขาวรุ่นใหม่ที่ทั้งสว่างกว่าและประหยัดพลังงานมากขึ้น
6. ชิปมัลติควอนตัมเวลล์: สีสันจากภายใน
แทนที่จะรวม LED ที่แตกต่างกันเพื่อสร้างแสงสีขาว ทำไมไม่รวมไว้ในที่เดียวล่ะ ชิปมัลติควอนตัมเวลล์ (MQW) ทำได้โดยการฝังชั้นที่ปล่อยความยาวคลื่นต่างกันและผสมแสงโดยตรงภายในชิป ชิปนี้มีประสิทธิภาพ กะทัดรัด และสวยงาม แม้ว่าจะผลิตได้ซับซ้อนก็ตาม
7. การรีไซเคิลแสงด้วยโฟโตนิกส์
ซูมิโตโมและมหาวิทยาลัยบอสตันได้แสดงให้เห็นว่าการวางวัสดุซ้อนกัน เช่น ZnSe และ AlInGaP บน LED สีน้ำเงินสามารถ "รีไซเคิล" โฟตอนเป็นสเปกตรัมสีขาวได้ เทคนิคการวางชั้นแบบชาญฉลาดนี้สะท้อนให้เห็นถึงการผสมผสานที่น่าตื่นเต้นระหว่างวิทยาศาสตร์วัสดุและโฟโตนิกส์ในการออกแบบ LED สมัยใหม่
เวเฟอร์ LED Epitaxial ผลิตขึ้นมาอย่างไร
จากพื้นผิวถึงชิป นี่คือการเดินทางที่เรียบง่าย:
- ระยะการเจริญเติบโต:พื้นผิว → การออกแบบ → บัฟเฟอร์ → N-GaN → MQW → P-GaN → แอนนีล → การตรวจสอบ
- ระยะการผลิต:การปิดกั้น → การพิมพ์หิน → การกัด → อิเล็กโทรด N/P → การตัดเป็นลูกเต๋า → การเรียงลำดับ
กระบวนการที่พิถีพิถันนี้ช่วยให้มั่นใจว่าชิป LED แต่ละชิปจะมอบประสิทธิภาพที่คุณสามารถไว้วางใจได้ ไม่ว่าจะส่องสว่างให้กับหน้าจอหรือเมืองของคุณ
เวลาโพสต์ : 08-07-2025