A demanda global por LEDs azuis e verdes ultra-brilhantes impulsionou o desenvolvimento de tecnologias de wafer de nitreto de LED. Entre eles, o substrato de safira é atualmente o material de substrato mais comum no crescimento epitaxial de GaN, e também é o substrato do material de GaN epitaxial com o melhor desempenho abrangente até agora. PAM-XIAMEN pode crescer GaNwafer epitaxial LEDem safira com emissão azul, especificações listadas para referência:

1. Crescimento epitaxial de filmes de GaN em substrato de safira para LED azul

PAMP19085-LED

Marca:

A eficiência quântica do wafer de LED é ~50;

Se você quiser LLO, devemos polir a parte traseira especialmente para você;

A camada ativa InGaN/GaN tem o maior impacto na eficiência luminosa. Para obter dispositivos de alto desempenho, a espessura da camada de wafers de LED azul será otimizada e controlada com precisão durante todo o processo de crescimento epitaxial a cada ano ou a cada dois anos. Comparado com a antiga estrutura de epitaxia LED GaN (PAMP17210-LED) abaixo produzido por PAM-XIAMEN, a espessura atual das camadas de crescimento epitaxial de GaN é mais espessa, o que é adequado para decolagem a laser:

Filmes GaN em Safira (PAMP17210-LED)

2. Gravação para wafer epitaxial de LED baseado em PAMP19085-LED GaN

Alguns clientes questionaram que, quando tentam gravar a plasma para algumas áreas de crescimento heteroepitaxial de filmes finos de GaN (PAMP19085-LED) até o substrato de safira, parece que sempre alguns materiais permanecem no substrato e esse material é condutor. No entanto, tal situação não aconteceu para os wafers “mais finos” PAMP17210-LED anteriores.

Para a fabricação de dispositivos de LED, algumas partes do wafer de LED até a safira precisam ser gravadas, formando pequenos LEDs isolados. Se você gravar na safira, a safira deve ser não condutora. Recomenda-se aumentar a espessura de gravação. Antes de fazermos camadas epi, a safira terá um revestimento de AlN (muito fino, ~20-30nm), que deve ser gravado. Caso contrário, achamos que o cliente tem vazamento ao fazer o chip. O técnico da PAM-XIAMEN sugere que a espessura do eletrodo n gravado seja de cerca de 1,2 a 1,5 um.

3. Eficiência quântica externa (EQE) do crescimento epitaxial de GaN em safira

Para wafer de LED azul de 455 nm de camada fina de GaN em substrato de safira, um artigo relata que a fabricação de um LED flip chip em pastilhas epitaxiais de diodo emissor de luz de substrato de safira padronizado (LED) terá um pico de EQE e eficiência de tomada de parede de 76% e 73 %, respectivamente. Este chip flip pode aumentar a extração de luz sobre um LED flip chip tradicional devido ao aumento da refletividade da base dielétrica.

Existem muitos métodos para melhorar o LED EQE. O crescimento de filmes epitaxiais de GaN em substrato de safira padronizado pode melhorar o EQE em LED e, para o LED flip chip, um substrato de safira espesso é mais adequado para EQE do que o fino. Os pesquisadores desenvolveram o método de rugosidade do processo de moagem e padronizam o wafer por gravação a seco para otimizar o EQE. Além disso, a tecnologia de modelagem de parede lateral e modelagem de pirâmide invertida truncada é desenvolvida para melhorar o EQE do LED GaN.

4. Mecanismo de decolagem a laser de wafer epitaxial LED GaN no PSS

O mecanismo de decolagem a laser da estrutura epitaxial do LED GaN em safira padronizada foi estudado por pesquisadores. Eles descobriram que o PSS-LED (LED em safira padronizada) requer densidade de energia muito maior do que o FT-LED (LED em safira plana) e, como o padrão côncavo no substrato PSS aumentará muito a difração do fóton, o contato é encontrado ao usar o excimer para executar LLO em LED/PSS. A densidade de energia da superfície não pode atingir o limiar necessário para LLO, resultando na incapacidade de formar um peeling efetivo na superfície de contato. As razões específicas são analisadas a partir de um artigo^[1]do seguinte modo:
Na estrutura de LED padronizada, a densidade de energia de transmissão das paredes laterais da zona trapezoidal é muito menor que ET∗ (674 mJ/cm2). A adesão é forte entre GaN e safira nas paredes laterais. Portanto, as epicamadas de GaN não podem ser decoladas quando a potência do laser incidente é menor que a densidade de energia crítica. Embora a energia de transmissão seja baixa nas paredes laterais, o filme GaN epi pode ser removido com uma potência de laser incidente de 920mJ/cm2.
Além disso, a densidade de energia nas regiões inferior e triangular está longe de ET*, o que introduzirá aquecimento localizado de camadas acima da temperatura crítica de sublimação de Ga. E gases de Ga e N2 serão gerados sobre essas duas áreas. Em seguida, os gases separam as interfaces de GaN e safira em zonas trapezoidais. Assim, as paredes laterais da zona trapezoidal são separadas pela penetração de gases em vez da decolagem do laser. Os resíduos de GaN permanecem na superfície da parede lateral. Esta é uma separação por “estresse mecânico”, que causará a formação de discordâncias e padrões de empilhamento e aumento da corrente de fuga.

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.)

Fonte:

[1] Mecanismos de Decolagem a Laser de GaN Epi-Layer Crescido em Substrato de Safira Padrão

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