LED는 우리의 세상을 밝게 비추며 모든 고성능 LED의 핵심에는 다음이 있습니다.에피택셜 웨이퍼—밝기, 색상, 그리고 효율을 결정하는 핵심 요소입니다. 에피택셜 성장 기술을 숙달함으로써 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 늘립니다.
- 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. 이 "측면 에피택시"는 결함을 최소화하여 틈새를 메워 고효율 LED에 더욱 완벽한 결정 구조를 형성합니다.
4. 펜데오-에피택시: 결정을 떠 있게 하는 것
흥미로운 점이 있습니다. 엔지니어들이 높은 기둥에 GaN을 성장시킨 후 빈 공간 위로 "연결"합니다. 이렇게 부유하는 성장은 서로 맞지 않는 재료로 인해 발생하는 응력을 상당 부분 제거하여 더 강하고 순수한 결정층을 생성합니다.
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 LED로의 길을 열어줍니다.
6. 다중 양자 우물 칩: 내부에서 색상이 생성됨
여러 LED를 결합하여 백색광을 만드는 대신, 하나로 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 광자학의 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 거쳐 각 LED 칩이 화면이나 도시를 밝히든 믿을 수 있는 성능을 제공합니다.
게시 시간: 2025년 7월 8일