PAM-XIAMEN oferece wafer LED azul de 4 polegadas

The epitaxial layer structure of gallium nitride (GaN) based LEDs is the core determining device performance, and its design needs to take into account material quality, carrier injection efficiency, luminescence efficiency, and heat dissipation capability. With the development of the times, the market’s demand for LED devices is increasing and the requirements are becoming higher. Epitaxial technology is also constantly updating and iterating towards higher light efficiency, yield, and production capacity. PAM-XIAMEN supplies 4-inch GaN on sapphire blue LED wafers with the following structural parameters:

1. GaN em estrutura epitaxial de LED azul safira

2. Desafios de estresse na heteroepitaxia GaN

Os wafers de LED baseados em GaN são tipicamente cultivados heteroepitaxialmente em substratos de safira e, devido à incompatibilidade significativa de rede (cerca de 16%) e à incompatibilidade térmica entre os dois, uma grande quantidade de tensão residual se acumula dentro da camada epitaxial. Por um lado, o estresse causa flexão côncava (deformação) dos wafers epitaxiais e, por outro lado, aumenta o efeito Stark de confinamento quântico (QCSE) através do efeito de polarização piezoelétrica, resultando em comprimentos de onda de emissão mais curtos e distribuídos de forma desigual. Do ponto de vista físico, o estresse precisa liberar energia de deformação elástica através do “relaxamento” – isto é, da transição de um estado de não equilíbrio para um estado de equilíbrio. No entanto, o relaxamento excessivo pode introduzir defeitos de deslocamento, que por sua vez reduzem a eficiência da luminescência. Portanto, é crucial conseguir uma libertação controlável do stress através de meios tecnológicos.

3. O efeito do recozimento na curvatura e no comprimento de onda do wafer de chip LED azul

No crescimento do MOCVD, o recozimento em alta temperatura da camada tampão de GaN (camada de nucleação de baixa temperatura) pode desempenhar um papel duplo: em primeiro lugar, é equivalente à “cristalização secundária”, queimando núcleos de cristal de baixa qualidade, deixando núcleos de cristal de alta qualidade e melhorando a qualidade da cristalização epitaxial subsequente; Em segundo lugar, o recozimento afina a camada tampão e, de acordo com a fórmula de Stoney (a curvatura é proporcional à espessura e à tensão do filme), o desbaste e a redução da tensão juntos reduzem a flexão. O tempo de recozimento é um parâmetro sensível para regular o grau de relaxamento: se for muito curto, a liberação de tensões será insuficiente, a flexão será grande, o comprimento de onda será curto e irregular; Se for muito longo, a melhoria tende a ser saturada e a receita marginal é baixa.

Wang et al. (2025) usaram um substrato de safira de 4 polegadas e, embora mantendo todos os outros parâmetros de crescimento (como temperatura, pressão, taxa de fluxo de gás, tempo de crescimento da camada, etc.) constantes, apenas alteraram o tempo de recozimento em alta temperatura da camada tampão GaN para 40s, 50s e 55s, respectivamente. O sistema avaliou os efeitos de diferentes tempos de recozimento na curvatura e na uniformidade do comprimento de onda do epiwafer de LED. A pesquisa mostrou que, ao estender adequadamente o tempo de recozimento, a curvatura côncava dos wafers epitaxiais de LED é significativamente reduzida, as tensões residuais são efetivamente liberadas e o nivelamento do wafer é significativamente melhorado. Ao mesmo tempo, a uniformidade da distribuição dos comprimentos de onda da fotoluminescência foi significativamente melhorada, e tanto o rendimento do comprimento de onda quanto o rendimento do desvio padrão alcançaram ganhos significativos, indicando que a regulação do estresse tem um efeito positivo direto na melhoria da consistência do GaN em produtos epitaxiais de LED de safira.

Fig. 1 Mapeamento PL de todos os wafers de LED GaN/Sapphire: (a) recozimento da camada tampão por 40s, (b) recozimento da camada tampão por 50s, (c) recozimento da camada tampão por 55s

Se você precisa de wafers de LED azuis para pesquisa ou para aplicações industriais, entre em contato conosco pelo e-mail[email protected] e [email protected].

Referência:

Wang, H., Xie, G. e Zhan, Y. (2025). Efeito do tempo de recozimento da camada tampão GaN na curvatura e na uniformidade do comprimento de onda do wafer epitaxial. Matéria Condensada, 10(2), 28. https://doi.org/10.3390/condmat10020028