LED는 우리의 세상을 밝게 비추며 모든 고성능 LED의 핵심에는 다음이 있습니다.에피택셜 웨이퍼—밝기, 색상, 그리고 효율을 결정하는 핵심 요소입니다. 에피택셜 성장 기술을 습득함으로써 제조업체들은 에너지 절약 및 비용 효율적인 조명 솔루션의 새로운 가능성을 열어가고 있습니다.
1. 더 큰 효율성을 위한 더 스마트한 성장 기술
오늘날의 표준 2단계 성장 공정은 효과적이지만 확장성이 제한적입니다. 대부분의 상업용 반응기는 배치당 웨이퍼 6개만 성장합니다. 업계는 다음과 같은 방향으로 전환하고 있습니다.
- 대용량 반응기더 많은 웨이퍼를 처리하여 비용을 절감하고 처리량을 높입니다.
- 고도로 자동화된 단일 웨이퍼 머신뛰어난 일관성과 반복성을 위해.
2. HVPE: 고품질 기판을 위한 빠른 경로
수소화물 기상 에피택시(HVPE)는 결함이 적은 두꺼운 GaN 층을 빠르게 생성하여 다른 성장 방법의 기판으로 적합합니다. 이러한 자립형 GaN 필름은 벌크 GaN 칩과도 경쟁할 수 있습니다. 하지만 문제는 두께 제어가 어렵고, 화학 물질이 시간이 지남에 따라 장비를 손상시킬 수 있다는 것입니다.
3. 측면 성장: 더 부드러운 결정, 더 나은 빛
제조업체는 마스크와 윈도우를 사용하여 웨이퍼에 세심하게 패턴을 형성함으로써 GaN이 위쪽뿐만 아니라 옆으로도 성장하도록 유도합니다. 이러한 "측면 에피택시"는 결함을 최소화하여 틈새를 메워 고효율 LED에 필요한 더욱 완벽한 결정 구조를 형성합니다.
4. 펜데오-에피택시: 결정을 떠 있게 하는 것
흥미로운 점이 있습니다. 엔지니어들은 높은 기둥 위에 GaN을 성장시킨 후 빈 공간 위로 "가교"처럼 놓았습니다. 이렇게 부유하는 성장은 서로 맞지 않는 재료로 인해 발생하는 응력을 상당 부분 제거하여 더 강하고 순수한 결정층을 형성합니다.
5. UV 스펙트럼을 밝게 하기
새로운 소재 덕분에 LED 조명은 자외선 영역으로 더욱 확장되고 있습니다. 이것이 왜 중요할까요? 자외선은 기존 방식보다 훨씬 높은 효율로 고급 형광체를 활성화하여 더 밝고 에너지 효율적인 차세대 백색 LED의 가능성을 열어줍니다.
6. 다중 양자 우물 칩: 내부에서 나오는 색상
여러 LED를 결합하여 백색광을 만드는 대신, 하나의 칩에 모두 합성해 보는 건 어떨까요? 다중 양자 우물(MQW) 칩은 서로 다른 파장을 방출하는 층을 내장하여 칩 내부에서 직접 빛을 혼합함으로써 바로 이러한 원리를 구현합니다. 효율적이고, 소형이며, 세련된 디자인이지만 제작 과정은 복잡합니다.
7. 광자공학을 이용한 빛 재활용
스미토모와 보스턴 대학교는 청색 LED에 ZnSe와 AlInGaP와 같은 재료를 적층하면 광자를 완전한 백색 스펙트럼으로 "재활용"할 수 있음을 보여주었습니다. 이 스마트 적층 기술은 현대 LED 설계에서 재료 과학과 광자공학의 흥미로운 융합을 보여줍니다.
LED 에피택셜 웨이퍼는 어떻게 만들어지는가
기판에서 칩까지의 간단한 여정은 다음과 같습니다.
- 성장 단계:기판 → 설계 → 버퍼 → N-GaN → MQW → P-GaN → 어닐링 → 검사
- 제작 단계:마스킹 → 리소그래피 → 에칭 → N/P 전극 → 다이싱 → 정렬
이 꼼꼼한 공정을 통해 각 LED 칩이 화면이나 도시를 밝히든 믿을 수 있는 성능을 제공합니다.
게시 시간: 2025년 7월 8일