Den globale efterspørgsel efter ultra-lyse blå og grønne LED'er har drevet udviklingen af ​​LED-nitrid wafer-teknologier. Blandt dem er safirsubstrat i øjeblikket det mest almindelige substratmateriale i GaN epitaksial vækst, og det er også substratet af epitaksielt GaN materiale med den bedste omfattende ydeevne hidtil. PAM-XIAMEN kan vokse GaNLED epitaksial waferpå safir med blå emission, specifikationer angivet til reference:

1. Epitaksial vækst af GaN-film på safirsubstrat til blå LED

PAMP19085-LED

Mærke:

LED-waferens kvanteeffektivitet er ~50;

Hvis du ønsker at LLO, bør vi polere bagsiden specielt til dig;

InGaN/GaN aktive lag har størst indflydelse på lyseffektiviteten. For at opnå højtydende enheder vil lagtykkelsen af ​​blå LED-wafere blive optimeret og præcist kontrolleret under hele den epitaksiale vækstproces hvert år eller hvert andet år. Sammenlignet med den tidligere LED GaN-epitaksistruktur (PAMP17210-LED) nedenfor produceret af PAM-XIAMEN, er den nuværende tykkelse af GaN epitaksiale vækstlag tykkere, hvilket er velegnet til laserløftning:

GaN Films on Sapphire (PAMP17210-LED)

2. Ætsning til PAMP19085-LED GaN-baseret LED epitaksial wafer

Nogle kunder kom ind i et spørgsmål om, at når de forsøger at plasmaætse for nogle områder med heteroepitaxial vækst af GaN tynde film (PAMP19085-LED) ned til safirsubstratet, ser det ud til, at der altid er nogle materialer tilbage på substratet, og dette materiale er ledende. En sådan situation skete dog ikke for de tidligere PAMP17210-LED "tyndere" wafere.

Til fremstilling af LED-enheder skal nogle dele af LED-waferen ned til safiren ætse, hvilket gør isolerede små LED'er. Hvis du ætser til safiren, skal safiren være ikke-ledende. Det anbefales at øge ætsningens tykkelse. Før vi laver epi-lag, vil safir have en AlN-belægning (meget tynd, ~20-30nm), som skal ætses. Ellers gætter vi på, at kunden har lækage ved fremstilling af spån. PAM-XIAMENs tekniker foreslår, at tykkelsen af ​​ætset n-elektrode er omkring 1,2 til 1,5 um.

3. Ekstern kvanteeffektivitet (EQE) af GaN epitaksial vækst på safir

For 455 nm blå LED-wafer af GaN tyndt lag på safirsubstrat rapporterer et papir, at fremstilling af en flip-chip LED på mønstrede safirsubstrat lysemitterende diode (LED) epitaksiale wafere vil have en maksimal EQE og vægstikeffektivitet på 76 % og 73 %, henholdsvis. Denne flip-chip kan øge lysudsugningen i forhold til en traditionel flip-chip LED på grund af den øgede reflektivitet af den dielektriske bas.

Der er mange metoder til at forbedre LED EQE. Dyrkning af GaN epitaksiale film på mønstret safirsubstrat kunne forbedre EQE i LED, og ​​for flip chip LED er et tykt safirsubstrat mere velegnet til EQE end det tynde. Forskere har udviklet ruhedsmetoden til slibning og mønstre waferen ved tørætsning for at optimere EQE. Derudover er sidevægsformning og trunkeret omvendt pyramideformningsteknologi udviklet for at forbedre EQE af GaN LED.

4. Laser Lift-Off Mekanisme af LED GaN Epitaxial Wafer på PSS

Laserløftemekanismen af ​​LED GaN epitaksial struktur på mønstret safir blev undersøgt af forskere. De fandt ud af, at PSS-LED (LED på mønstret safir) kræver meget højere energitæthed end FT-LED (LED på flad safir), og da det konkave mønster på PSS-substrat i høj grad vil øge diffraktionen af ​​foton, findes kontakt ved brug af excimer for at udføre LLO på LED/PSS. Overfladens energitæthed kan ikke nå den tærskel, der kræves for LLO, hvilket resulterer i en manglende evne til at danne en effektiv afskalning ved kontaktfladen. De specifikke årsager er analyseret fra et papir^[1]som følger:
I mønstret LED-struktur er transmissionsenergitætheden af ​​trapezzonens sidevægge meget mindre end ET∗ (674 mJ/cm2). Vedhæftningen er stærk mellem GaN og safir på sidevæggene. Så GaN epilag kan ikke løftes af, når den indfaldende lasereffekt er mindre end den kritiske energitæthed. Selvom transmissionsenergien er lav på sidevæggene, kan GaN epi-film pilles af med en indfaldende lasereffekt på 920mJ/cm2.
Derudover er energitætheden på bund- og trekantsregionerne langt fra ET*, hvilket vil introducere lokaliseret opvarmning af lag over den kritiske sublimationstemperatur for Ga. Og gasser af Ga og N2 vil blive genereret over disse to områder. Derefter adskiller gasserne grænsefladerne mellem GaN og safir i trapezzoner. Så sidevæggene i trapezzonen er adskilt af indtrængning af gasser i stedet for laserløftet. GaN-rester forbliver på sidevæggens overflade. Dette er en "mekanisk stress"-adskillelse, som vil forårsage dannelsen af ​​dislokationer og stablingsstandarder og stigning i lækstrøm.

5. FAQ for GaN LED Wafer

Q: The purpose of polishing for GaN LED wafer is not to remove the pattern? As you need to polish the whole PSS substrate to reach the pattern. I understand that some LLO system can work with this pattern but our system the laser power is quite weak, so if there is pattern, the laser power will be reduced and LLO will can not be done effectively.

A: Backside polished for LED GaN epitaxial growth is just for better flatness and avoid laser scattering. The pattern on PSS substrate is on growth side connecting with epi layer. “laser lift-off” actually is according to “NL layer” as below image. If the NL layer is GaN layer, when it is heating to constant high temperature, the GaN is decomposed into Ga and nitrogen, and nitrogen is released out, naturally the sapphire is seperated from epitaxial layer.

So the main point is if the NL layer is GaN layer or not (some manufacturers use NL layer by AlN material, if so, it can not be laser lift off.)

Kilde:

[1] Laser Lift-Off Mekanismer af GaN Epi-lag dyrket på mønster safirsubstrat

For mere information, kontakt os venligst e-mail på victorchan@powerwaywafer.com og powerwaymaterial@gmail.com.