초고휘도 청색 및 녹색 LED에 대한 전 세계적 수요는 LED 질화물 웨이퍼 기술 개발을 주도해 왔습니다. 그 중 사파이어 기판은 현재 GaN 에피택셜 성장에서 가장 일반적인 기판 재료이며, 지금까지 가장 종합적인 성능을 갖춘 에피택셜 GaN 재료의 기판이기도 합니다. PAM-XIAMEN은 GaN을 성장시킬 수 있습니다LED 에피택셜 웨이퍼파란색 방출이 있는 사파이어, 참조용으로 나열된 사양:

1. 청색 LED용 사파이어 기판에 GaN 필름의 에피택셜 성장

PAMP19085-LED

표시:

LED 웨이퍼의 양자 효율은 ~50입니다.

LLO를 원하시면 뒷면을 특별히 연마해 드리고 있습니다.

InGaN/GaN 활성층은 발광 효율에 가장 큰 영향을 미칩니다. 고성능 장치를 얻기 위해 청색 LED 웨이퍼의 층 두께는 매년 또는 2년마다 전체 에피택셜 성장 과정에서 최적화되고 정밀하게 제어됩니다. 기존 LED GaN 에피택시 구조와 비교(PAMP17210-LED) 아래 PAM-XIAMEN에서 생산한 GaN 에피택셜 성장층의 현재 두께는 더 두꺼워서 레이저 리프트 오프에 적합합니다.

사파이어의 GaN 필름(PAMP17210-LED)

2. PAMP19085-LED GaN 기반 LED 에피택시 웨이퍼 식각

일부 고객은 사파이어 기판까지 GaN 박막(PAMP19085-LED)의 헤테로에피택셜 성장의 일부 영역에 대해 플라즈마 에칭을 시도할 때 항상 일부 재료가 기판에 남아 있고 이 재료가 전도성을 띠는 것 같다는 질문을 받았습니다. 그러나 이전 PAMP17210-LED "더 얇은" 웨이퍼에서는 이러한 상황이 발생하지 않았습니다.

LED 장치를 제조하려면 사파이어까지 LED 웨이퍼의 일부 부분을 식각하여 분리된 소형 LED를 만들어야 합니다. 사파이어를 에칭하는 경우 사파이어는 비전도성이어야 합니다. 에칭 두께를 늘리는 것이 좋습니다. 에피 층을 만들기 전에 사파이어는 에칭되어야 하는 AlN 코팅(매우 얇은, ~20-30nm)을 갖게 됩니다. 그렇지 않으면 고객이 칩을 만들 때 누출이 발생한 것으로 추측합니다. PAM-XIAMEN의 기술자는 에칭된 n-전극의 두께가 약 1.2~1.5um라고 제안합니다.

3. 사파이어 GaN 에피택셜 성장의 외부 양자 효율(EQE)

사파이어 기판의 GaN 박층으로 구성된 455nm 청색 LED 웨이퍼의 경우, 한 논문에서는 패턴화된 사파이어 기판 발광 다이오드(LED) 에피택시 웨이퍼에 플립 칩 LED를 제조하면 최대 EQE 및 벽면 플러그 효율이 76% 및 73%에 달할 것이라고 보고합니다. %입니다. 이 플립칩은 유전체 기반의 반사율 증가로 인해 기존 플립칩 LED에 비해 광 추출을 증가시킬 수 있습니다.

LED EQE를 개선하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 패턴화된 사파이어 기판에 GaN 에피택셜 필름을 성장시키면 LED의 EQE를 향상시킬 수 있으며, 플립 칩 LED의 경우 얇은 사파이어 기판보다 두꺼운 사파이어 기판이 EQE에 더 적합합니다. 연구진은 EQE를 최적화하기 위해 연삭 공정의 거칠기 방법을 개발하고 건식 식각으로 웨이퍼를 패턴화했습니다. 또한 GaN LED의 EQE를 향상시키기 위해 측벽 성형 및 절단된 역추형 성형 기술이 개발되었습니다.

4. PSS의 LED GaN 에피택셜 웨이퍼의 레이저 리프트 오프 메커니즘

패턴화된 사파이어에 있는 LED GaN 에피택셜 구조의 레이저 리프트 오프 메커니즘이 연구원들에 의해 연구되었습니다. 그들은 PSS-LED(패턴 사파이어 위의 LED)가 FT-LED(플랫 사파이어 위 LED)보다 훨씬 더 높은 에너지 밀도를 필요로 하며, PSS 기판의 오목 패턴이 광자의 회절을 크게 증가시키기 때문에 엑시머를 사용할 때 접촉이 발견된다는 것을 발견했습니다. LED/PSS에서 LLO를 수행합니다. 표면의 에너지 밀도는 LLO에 필요한 임계값에 도달할 수 없으므로 접촉 표면에서 효과적인 박리를 형성할 수 없게 됩니다. 구체적인 이유는 논문에서 분석됩니다.^[1]다음과 같이:
패턴화된 LED 구조에서 사다리꼴 구역 측벽의 투과 에너지 밀도는 ET*(674mJ/cm2)보다 훨씬 낮습니다. GaN과 측벽 사파이어 사이의 접착력은 강력합니다. 따라서 입사 레이저 전력이 임계 에너지 밀도보다 낮을 때 GaN 에피층은 들어올려질 수 없습니다. 측벽의 투과 에너지는 낮지만 입사되는 레이저 출력 920mJ/cm2로 GaN 에피 필름을 벗겨낼 수 있습니다.
또한 바닥과 삼각형 영역의 에너지 밀도는 ET*보다 훨씬 높으며, 이로 인해 Ga의 임계 승화 온도 이상으로 층의 국부적인 가열이 발생합니다. 그리고 Ga 및 N2 가스가 이 두 영역에서 생성됩니다. 그런 다음 가스는 사다리꼴 영역에서 GaN과 사파이어의 경계면을 분리합니다. 따라서 사다리꼴 구역의 측벽은 레이저 리프트 오프가 아닌 가스 침투에 의해 분리됩니다. GaN 잔류물은 측벽 표면에 남아 있습니다. 이는 "기계적 응력" 분리로, 전위 형성과 적층 기본값 및 누설 전류 증가를 유발합니다.

5. GaN LED 웨이퍼 FAQ

큐:GaN LED 웨이퍼 연마의 목적은 패턴을 제거하는 것이 아니다? 패턴에 도달하려면 PSS 기판 전체를 연마해야 하기 때문입니다. 일부 LLO 시스템은 이 패턴으로 작동할 수 있지만 우리 시스템의 레이저 출력은 매우 약하므로 패턴이 있으면 레이저 출력이 감소하여 LLO를 효과적으로 수행할 수 없다는 것을 알고 있습니다.

:LED GaN 에피택셜 성장을 위해 후면 연마는 평탄도를 높이고 레이저 산란을 방지하기 위한 것입니다. PSS 기판의 패턴은 에피층과 연결되는 성장 면에 있습니다. "레이저 리프트 오프"는 실제로 아래 이미지와 같이 "NL 레이어"에 따릅니다. NL층이 GaN층인 경우 일정한 고온으로 가열하면 GaN이 Ga와 질소로 분해되어 질소가 방출되면서 자연스럽게 사파이어가 에피택셜층에서 분리됩니다.

따라서 요점은 NL 레이어가 GaN 레이어인지 아닌지입니다. (일부 제조업체에서는 AlN 소재로 NL 레이어를 사용하는데, 그렇다면 레이저 리프트 오프가 불가능합니다.)

출처 :

[1] 패턴 사파이어 기판에 성장된 GaN 에피층의 레이저 리프트 오프 메커니즘

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