LED-এর কার্যনীতি থেকে এটা স্পষ্ট যে এপিট্যাক্সিয়াল ওয়েফার উপাদান হল একটি LED-এর মূল উপাদান। প্রকৃতপক্ষে, তরঙ্গদৈর্ঘ্য, উজ্জ্বলতা এবং ফরোয়ার্ড ভোল্টেজের মতো গুরুত্বপূর্ণ অপটোইলেকট্রনিক পরামিতিগুলি মূলত এপিট্যাক্সিয়াল উপাদান দ্বারা নির্ধারিত হয়। এপিট্যাক্সিয়াল ওয়েফার প্রযুক্তি এবং সরঞ্জামগুলি উৎপাদন প্রক্রিয়ার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যেখানে III-V, II-VI যৌগ এবং তাদের সংকর ধাতুর পাতলা একক-স্ফটিক স্তর বৃদ্ধির জন্য ধাতব-জৈব রাসায়নিক বাষ্প জমা (MOCVD) প্রাথমিক পদ্ধতি। LED এপিট্যাক্সিয়াল ওয়েফার প্রযুক্তির কিছু ভবিষ্যতের প্রবণতা নীচে দেওয়া হল।
১. দ্বি-পদক্ষেপ বৃদ্ধি প্রক্রিয়ার উন্নতি
বর্তমানে, বাণিজ্যিক উৎপাদনে দুই-পদক্ষেপের বৃদ্ধি প্রক্রিয়া ব্যবহার করা হয়, তবে একবারে লোড করা যেতে পারে এমন সাবস্ট্রেটের সংখ্যা সীমিত। যদিও 6-ওয়েফার সিস্টেমগুলি পরিপক্ক, প্রায় 20 টি ওয়েফার পরিচালনাকারী মেশিনগুলি এখনও বিকাশাধীন। ওয়েফারের সংখ্যা বৃদ্ধির ফলে প্রায়শই এপিট্যাক্সিয়াল স্তরগুলিতে অপর্যাপ্ত অভিন্নতা দেখা দেয়। ভবিষ্যতের উন্নয়ন দুটি দিকের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করবে:
- এমন প্রযুক্তির উন্নয়ন যা একটি একক বিক্রিয়া চেম্বারে আরও সাবস্ট্রেট লোড করার অনুমতি দেয়, যা তাদেরকে বৃহৎ আকারের উৎপাদন এবং খরচ কমানোর জন্য আরও উপযুক্ত করে তোলে।
- অত্যন্ত স্বয়ংক্রিয়, পুনরাবৃত্তিযোগ্য একক-ওয়েফার সরঞ্জামের উন্নয়ন।
২. হাইড্রাইড ভ্যাপার ফেজ এপিট্যাক্সি (HVPE) প্রযুক্তি
এই প্রযুক্তি কম স্থানচ্যুতি ঘনত্বের পুরু ফিল্মগুলির দ্রুত বৃদ্ধি সম্ভব করে, যা অন্যান্য পদ্ধতি ব্যবহার করে হোমোপিট্যাক্সিয়াল বৃদ্ধির জন্য সাবস্ট্রেট হিসাবে কাজ করতে পারে। উপরন্তু, সাবস্ট্রেট থেকে পৃথক করা GaN ফিল্মগুলি বাল্ক GaN একক-স্ফটিক চিপের বিকল্প হয়ে উঠতে পারে। তবে, HVPE-এর অসুবিধা রয়েছে, যেমন সুনির্দিষ্ট পুরুত্ব নিয়ন্ত্রণে অসুবিধা এবং ক্ষয়কারী বিক্রিয়া গ্যাস যা GaN উপাদানের বিশুদ্ধতার আরও উন্নতিতে বাধা দেয়।
সি-ডোপড এইচভিপিই-গ্যান
(ক) Si-ডোপড HVPE-GaN চুল্লির গঠন; (খ) 800 μm- পুরু Si-ডোপড HVPE-GaN এর চিত্র;
(গ) Si-ডোপড HVPE-GaN এর ব্যাস বরাবর মুক্ত বাহক ঘনত্বের বন্টন
৩. সিলেক্টিভ এপিট্যাক্সিয়াল গ্রোথ বা ল্যাটেরাল এপিট্যাক্সিয়াল গ্রোথ টেকনোলজি
এই কৌশলটি স্থানচ্যুতির ঘনত্ব আরও কমাতে পারে এবং GaN এপিট্যাক্সিয়াল স্তরগুলির স্ফটিকের মান উন্নত করতে পারে। প্রক্রিয়াটিতে অন্তর্ভুক্ত রয়েছে:
- একটি উপযুক্ত সাবস্ট্রেটের (নীলকান্তমণি বা SiC) উপর একটি GaN স্তর জমা করা।
- উপরে একটি পলিক্রিস্টালাইন SiO₂ মাস্ক স্তর স্থাপন করা হচ্ছে।
- GaN উইন্ডো এবং SiO₂ মাস্ক স্ট্রিপ তৈরি করতে ফটোলিথোগ্রাফি এবং এচিং ব্যবহার করা হচ্ছে।পরবর্তী বৃদ্ধির সময়, GaN প্রথমে জানালায় উল্লম্বভাবে বৃদ্ধি পায় এবং তারপর SiO₂ স্ট্রিপের উপর দিয়ে পার্শ্বীয়ভাবে বৃদ্ধি পায়।
XKH এর GaN-on-Sapphire ওয়েফার
৪. পেন্ডিও-এপিট্যাক্সি প্রযুক্তি
এই পদ্ধতিটি সাবস্ট্রেট এবং এপিট্যাক্সিয়াল স্তরের মধ্যে জালি এবং তাপীয় অমিলের কারণে সৃষ্ট জালির ত্রুটিগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে, যা GaN স্ফটিকের গুণমানকে আরও উন্নত করে। পদক্ষেপগুলির মধ্যে রয়েছে:
- দুই-পদক্ষেপ প্রক্রিয়া ব্যবহার করে একটি উপযুক্ত সাবস্ট্রেটের (6H-SiC বা Si) উপর একটি GaN এপিট্যাক্সিয়াল স্তর বৃদ্ধি করা।
- এপিট্যাক্সিয়াল স্তরের সাবস্ট্রেট পর্যন্ত নির্বাচনী এচিং করা, বিকল্প স্তম্ভ (GaN/বাফার/সাবস্ট্রেট) এবং পরিখা কাঠামো তৈরি করা।
- পরিখার উপর ঝুলন্ত মূল GaN স্তম্ভের পাশের দেয়াল থেকে পার্শ্বীয়ভাবে প্রসারিত অতিরিক্ত GaN স্তর বৃদ্ধি করা।যেহেতু কোনও মাস্ক ব্যবহার করা হয় না, তাই এটি GaN এবং মাস্ক উপকরণের মধ্যে যোগাযোগ এড়ায়।
XKH এর GaN-on-Silicon ওয়েফার
৫. স্বল্প-তরঙ্গদৈর্ঘ্যের UV LED এপিট্যাক্সিয়াল উপকরণের উন্নয়ন
এটি UV-উত্তেজিত ফসফর-ভিত্তিক সাদা LED-এর জন্য একটি শক্ত ভিত্তি স্থাপন করে। অনেক উচ্চ-দক্ষ ফসফর UV আলো দ্বারা উত্তেজিত হতে পারে, যা বর্তমান YAG:Ce সিস্টেমের তুলনায় উচ্চতর আলোকিত দক্ষতা প্রদান করে, যার ফলে সাদা LED-এর কর্মক্ষমতা উন্নত হয়।
৬. মাল্টি-কোয়ান্টাম ওয়েল (MQW) চিপ প্রযুক্তি
MQW কাঠামোতে, আলো-নিঃসরণকারী স্তরের বৃদ্ধির সময় বিভিন্ন অমেধ্যের ডোপিং করা হয় যাতে বিভিন্ন কোয়ান্টাম কূপ তৈরি হয়। এই কূপ থেকে নির্গত ফোটনের পুনর্মিলন সরাসরি সাদা আলো তৈরি করে। এই পদ্ধতিটি আলোকিত দক্ষতা উন্নত করে, খরচ কমায় এবং প্যাকেজিং এবং সার্কিট নিয়ন্ত্রণকে সহজ করে, যদিও এটি বৃহত্তর প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ উপস্থাপন করে।
৭. "ফোটন পুনর্ব্যবহারযোগ্য" প্রযুক্তির উন্নয়ন
১৯৯৯ সালের জানুয়ারিতে, জাপানের সুমিতোমো ZnSe উপাদান ব্যবহার করে একটি সাদা LED তৈরি করে। এই প্রযুক্তিতে ZnSe একক-স্ফটিক সাবস্ট্রেটের উপর একটি CdZnSe পাতলা ফিল্ম তৈরি করা হয়। বিদ্যুতায়িত হলে, ফিল্মটি নীল আলো নির্গত করে, যা ZnSe সাবস্ট্রেটের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে পরিপূরক হলুদ আলো তৈরি করে, যার ফলে সাদা আলো তৈরি হয়। একইভাবে, বোস্টন বিশ্ববিদ্যালয়ের ফোটোনিক্স রিসার্চ সেন্টার সাদা আলো তৈরির জন্য একটি নীল GaN-LED এর উপর একটি AlInGaP সেমিকন্ডাক্টর যৌগ স্থাপন করে।
8. LED এপিট্যাক্সিয়াল ওয়েফার প্রক্রিয়া প্রবাহ
① এপিট্যাক্সিয়াল ওয়েফার তৈরি:
সাবস্ট্রেট → স্ট্রাকচারাল ডিজাইন → বাফার লেয়ার গ্রোথ → এন-টাইপ GaN লেয়ার গ্রোথ → MQW লাইট-এমিটিং লেয়ার গ্রোথ → পি-টাইপ GaN লেয়ার গ্রোথ → অ্যানিলিং → টেস্টিং (ফটোলুমিনেসেন্স, এক্স-রে) → এপিট্যাক্সিয়াল ওয়েফার
② চিপ তৈরি:
এপিট্যাক্সিয়াল ওয়েফার → মাস্ক ডিজাইন এবং তৈরি → ফটোলিথোগ্রাফি → আয়ন এচিং → এন-টাইপ ইলেক্ট্রোড (ডিপোজিশন, অ্যানিলিং, এচিং) → পি-টাইপ ইলেক্ট্রোড (ডিপোজিশন, অ্যানিলিং, এচিং) → ডাইসিং → চিপ পরিদর্শন এবং গ্রেডিং।
ZMSH এর GaN-on-SiC ওয়েফার
পোস্টের সময়: জুলাই-২৫-২০২৫