LED-ები ანათებენ ჩვენს სამყაროს და ყველა მაღალი ხარისხის LED-ის ცენტრში დევსეპიტაქსიური ვაფლი— კრიტიკული კომპონენტი, რომელიც განსაზღვრავს მის სიკაშკაშეს, ფერს და ეფექტურობას. ეპიტაქსიური ზრდის მეცნიერების დაუფლებით, მწარმოებლები ენერგიის დაზოგვისა და ეკონომიური განათების გადაწყვეტილებების ახალ შესაძლებლობებს ხსნიან.
1. უფრო ჭკვიანური ზრდის ტექნიკები უფრო მეტი ეფექტურობისთვის
დღევანდელი სტანდარტული ორეტაპიანი ზრდის პროცესი, მიუხედავად მისი ეფექტურობისა, ზღუდავს მასშტაბირებას. კომერციული რეაქტორების უმეტესობა თითო პარტიაში მხოლოდ ექვს ვაფლს ზრდის. ინდუსტრია შემდეგ მიმართულებით გადადის:
- მაღალი სიმძლავრის რეაქტორებირომლებიც მეტ ვაფლს ამუშავებენ, რაც ხარჯებს ამცირებს და გამტარუნარიანობას ზრდის.
- მაღალ ავტომატიზირებული ერთვაფლის აპარატებიუმაღლესი თანმიმდევრულობისა და განმეორებადობისთვის.
2. HVPE: სწრაფი გზა მაღალი ხარისხის სუბსტრატების მისაღებად
ჰიდრიდული ორთქლის ფაზური ეპიტაქსია (HVPE) სწრაფად წარმოქმნის სქელ GaN ფენებს ნაკლები დეფექტებით, რაც იდეალურია სხვა ზრდის მეთოდების სუბსტრატებად. ეს დამოუკიდებლად მდგომი GaN ფენები შეიძლება კონკურენციას უწევდეს მოცულობით GaN ჩიპებსაც კი. პრობლემა ის არის, რომ სისქის კონტროლი რთულია და ქიმიკატებმა დროთა განმავლობაში შეიძლება დააზიანონ აღჭურვილობა.
3. გვერდითი ზრდა: უფრო გლუვი კრისტალები, უკეთესი განათება
ვაფლის ნიღბებითა და ფანჯრებით ფრთხილად მორგებით, მწარმოებლები GaN-ს არა მხოლოდ ზემოთ, არამედ გვერდითაც ზრდისკენ უბიძგებენ. ეს „გვერდითი ეპიტაქსია“ ნაკლები დეფექტით ავსებს ხარვეზებს, რაც მაღალი ეფექტურობის LED-ებისთვის უფრო უნაკლო კრისტალურ სტრუქტურას ქმნის.
4. პენდეო-ეპიტაქსია: კრისტალების ტივტივის დაშვება
აი, რაღაც საინტერესო: ინჟინრები GaN-ს მაღალ სვეტებზე ზრდიან და შემდეგ მას ცარიელ სივრცეზე „ხიდის“ გავლით უშვებენ. ეს მცურავი ზრდა გამორიცხავს შეუსაბამო მასალებით გამოწვეულ დაძაბულობას, რაც უფრო მტკიცე და სუფთა კრისტალურ ფენებს წარმოქმნის.
5. ულტრაიისფერი სპექტრის გაღიავება
ახალი მასალები LED სინათლეს ულტრაიისფერი გამოსხივების დიაპაზონში უფრო ღრმად ათავსებს. რატომ არის ეს მნიშვნელოვანი? ულტრაიისფერ სინათლეს შეუძლია გაააქტიუროს გაუმჯობესებული ფოსფორები ტრადიციულ ვარიანტებთან შედარებით გაცილებით მაღალი ეფექტურობით, რაც კარს უხსნის ახალი თაობის თეთრ LED-ებს, რომლებიც უფრო კაშკაშა და ენერგოეფექტურია.
6. მრავალკვანტური ჭაბურღილის ჩიპები: შეღებვა შიგნიდან
სხვადასხვა LED-ების თეთრი სინათლის მისაღებად გაერთიანების ნაცვლად, რატომ არ უნდა გავზარდოთ ისინი ერთში? მრავალკვანტური ჭის (MQW) ჩიპები სწორედ ამას აკეთებენ სხვადასხვა ტალღის სიგრძის გამოსხივების მქონე ფენების ჩასმით და სინათლის პირდაპირ ჩიპში შერევით. ის ეფექტური, კომპაქტური და ელეგანტურია — თუმცა მისი წარმოება რთულია.
7. სინათლის გადამუშავება ფოტონიკის გამოყენებით
სუმიტომოში და ბოსტონის უნივერსიტეტმა აჩვენეს, რომ ZnSe-სა და AlInGaP-ის მსგავსი მასალების ლურჯ LED-ებზე დაწყობას შეუძლია ფოტონების სრულ თეთრ სპექტრში „გადამუშავება“. ეს ჭკვიანი შრეების დაწყობის ტექნიკა ასახავს მასალათმცოდნეობისა და ფოტონიკის საინტერესო შერწყმას თანამედროვე LED-ების დიზაინში.
როგორ მზადდება LED ეპიტაქსიური ვაფლები
სუბსტრატიდან ჩიპამდე, აქ არის გამარტივებული გზა:
- ზრდის ფაზა:სუბსტრატი → დიზაინი → ბუფერი → N-GaN → MQW → P-GaN → გამოწვა → შემოწმება
- დამზადების ფაზა:ნიღბის გაკეთება → ლითოგრაფია → გრავირება → N/P ელექტროდები → კუბიკებად დაჭრა → დახარისხება
ეს საგულდაგულოდ დამუშავებული პროცესი უზრუნველყოფს, რომ თითოეული LED ჩიპი უზრუნველყოფს ისეთ მუშაობას, რომელზეც შეგიძლიათ დაეყრდნოთ — იქნება ეს თქვენი ეკრანის განათება თუ ქალაქის.
გამოქვეყნების დრო: 2025 წლის 8 ივლისი