Глобальный спрос на сверхъяркие синие и зеленые светодиоды привел к развитию технологий светодиодных нитридных пластин. Среди них сапфировая подложка в настоящее время является наиболее распространенным материалом подложки для эпитаксиального роста GaN, а также подложкой из эпитаксиального материала GaN с лучшими комплексными характеристиками. PAM-XIAMEN может выращивать GaNСветодиодная эпитаксиальная пластинана сапфире с синим свечением, характеристики указаны для справки:

1. Эпитаксиальный рост пленок GaN на сапфировой подложке для синих светодиодов

PAMP19085-LED

Отметка:

Квантовая эффективность светодиодной пластины составляет ~50;

Если вы хотите LLO, мы должны отполировать заднюю сторону специально для вас;

Активный слой InGaN/GaN оказывает наибольшее влияние на светоотдачу. Чтобы получить высокопроизводительные устройства, толщина слоя синих светодиодных пластин будет оптимизироваться и точно контролироваться в течение всего процесса эпитаксиального роста каждый год или каждые два года. По сравнению с прежней эпитаксиальной структурой светодиодов GaN (PAMP17210-LED) ниже, произведенный PAM-XIAMEN, текущая толщина слоев эпитаксиального роста GaN больше, что подходит для лазерного взлета:

Пленки GaN на сапфире (PAMP17210-LED)

2. Травление эпитаксиальной пластины светодиодов на основе GaN PAMP19085-LED

Некоторые клиенты задались вопросом, что когда они пытаются плазменным травлением некоторых областей гетероэпитаксиального роста тонких пленок GaN (PAMP19085-LED) вплоть до сапфировой подложки, всегда кажется, что на подложке остается какой-то материал, и этот материал является проводящим. Однако с предыдущими «более тонкими» пластинами PAMP17210-LED такой ситуации не произошло.

Для изготовления светодиодных устройств некоторые части светодиодной пластины вплоть до сапфира необходимо травить, создавая изолированные маленькие светодиоды. Если вы травите сапфир, сапфир должен быть непроводящим. Рекомендуется увеличить толщину травления. Перед нанесением эпитаксиальных слоев сапфир будет иметь покрытие AlN (очень тонкое, ~20-30 нм), которое необходимо вытравить. В противном случае мы предполагаем, что у клиента есть утечка при изготовлении чипа. Технический специалист PAM-XIAMEN предполагает, что толщина протравленного n-электрода составляет от 1,2 до 1,5 мкм.

3. Внешняя квантовая эффективность (EQE) эпитаксиального роста GaN на сапфире

Для синей светодиодной пластины 455 нм с тонким слоем GaN на сапфировой подложке в документе сообщается, что изготовление светодиода с перевернутым чипом на узорчатой ​​​​сапфировой подложке эпитаксиальных светодиодных пластин (LED) будет иметь пиковый EQE и эффективность штепсельной вилки 76% и 73 %, соответственно. Этот флип-чип может увеличить светоотдачу по сравнению с традиционным светодиодом с флип-чипом из-за повышенной отражательной способности диэлектрика.

Существует множество способов улучшения LED EQE. Выращивание эпитаксиальных пленок GaN на сапфировой подложке с рисунком может улучшить EQE в светодиодах, а для светодиодов с флип-чипом толстая сапфировая подложка больше подходит для EQE, чем тонкая. Исследователи разработали метод шлифования шероховатости и моделируют пластину с помощью сухого травления, чтобы оптимизировать EQE. Кроме того, для улучшения EQE GaN-светодиода разработана технология формирования боковой стенки и усеченной перевернутой пирамиды.

4. Лазерный механизм отрыва эпитаксиальной пластины GaN светодиода на PSS

Механизм лазерного отрыва эпитаксиальной структуры светодиода GaN на узорчатом сапфире был изучен исследователями. Они обнаружили, что PSS-LED (светодиод на узорчатом сапфире) требует гораздо более высокой плотности энергии, чем FT-LED (светодиод на плоском сапфире), и, поскольку вогнутый рисунок на подложке PSS значительно увеличивает дифракцию фотона, контакт обнаруживается при использовании эксимерного для выполнения LLO на LED/PSS. Плотность энергии поверхности не может достичь порога, необходимого для LLO, что приводит к невозможности формирования эффективного отслаивания на контактной поверхности. Конкретные причины проанализированы из статьи^[1]следующее:
В узорчатой ​​светодиодной структуре плотность энергии передачи боковых стенок трапециевидной зоны значительно меньше ET∗ (674 мДж/см2). Сцепление между GaN и сапфиром на боковых стенках прочное. Таким образом, эпитаксиальные слои GaN не могут быть сняты, когда мощность падающего лазера меньше критической плотности энергии. Хотя энергия передачи на боковых стенках невелика, эпитаксиальную пленку GaN можно отслаивать при мощности падающего лазера 920 мДж/см2.
Кроме того, плотность энергии в нижней и треугольной областях значительно выше ET*, что приведет к локализованному нагреву слоев выше критической температуры сублимации Ga. И над этими двумя областями будут генерироваться газы Ga и N2. Затем газы разделяют границы раздела GaN и сапфира в трапециевидных зонах. Таким образом, боковые стенки трапециевидной зоны разделены проникновением газов, а не лазерным отрывом. Остатки GaN остаются на поверхности боковой стенки. Это разделение из-за «механического напряжения», которое вызывает образование дислокаций и дефектов упаковки, а также увеличение тока утечки.

5. Часто задаваемые вопросы по светодиодной пластине GaN

Q:Цель полировки пластины светодиода GaN не в том, чтобы удалить рисунок? Поскольку вам нужно отполировать всю подложку PSS, чтобы достичь рисунка. Я понимаю, что некоторые системы LLO могут работать с этим шаблоном, но в нашей системе мощность лазера довольно слабая, поэтому, если есть шаблон, мощность лазера будет уменьшена, и LLO не сможет эффективно работать.

:Задняя сторона полирована для эпитаксиального выращивания светодиодов GaN только для лучшей плоскостности и предотвращения лазерного рассеяния. Рисунок на подложке PSS находится на стороне роста, соединяясь с эпислоем. «Лазерный отрыв» на самом деле соответствует «слою NL», как показано на рисунке ниже. Если слой NL представляет собой слой GaN, то при нагревании до постоянной высокой температуры GaN разлагается на Ga и азот, а азот выделяется, естественно, сапфир отделяется от эпитаксиального слоя.

Итак, главный вопрос заключается в том, является ли слой NL слоем GaN или нет (некоторые производители используют слой NL из материала AlN, если да, то его невозможно удалить лазером).

Источник:

[1] Механизмы лазерного отрыва эпитаксиального слоя GaN, выращенного на подложке из узорчатого сапфира.

Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами по электронной почте по адресу victorchan@powerwaywafer.com и powerwaymaterial@gmail.com.