Xüsusi Qazların LED Optoelektronika Sənayesində Tətbiqi

Epitaksi LED çip istehsalında əsas addım kimi geniş tanınır. Epitaksial prosesin keyfiyyəti birbaşa LED çiplərin işıq verən səmərəliliyini, dalğa uzunluğunu birləşdirilməsini və xidmət müddətini müəyyən edir. Bu vacib prosesi dəstəkləyən yüksək dəqiqlikli ixtisaslaşmış qaz sistemi var.

Mini LED və Mikro LED kimi yeni ekran texnologiyalarının sürətlə inkişaf etməsi ilə istehsal mühitlərinə və proses materiallarına olan tələbat davamlı olaraq artır. İxtisaslaşmış qazların saflığı, sabitliyi və təchizat etibarlılığı sənaye yenilənməsini məhdudlaşdıran əsas amillərə çevrilmişdir.

Epitaksi: LED çiplərinin "böyüməsinin" başlanğıcı

LED sənaye zəncirində epitaksial texnologiya, avadanlıq və materiallar epitaksial plastinkaların istehsalı üçün üç dayaqdır. Hal-hazırda epitaksial plastinkaların böyüməsi üçün əsas texnologiya Metal-Organik Kimyəvi Buxar Çökməsi (MOCVD) metodu və möhkəmlənmiş sənaye prosesidir; bu, indi əksər optoelektronik materialların istehsalı üçün əsas texnikadır.

MOCVD-nin əsas prinsipi, müəyyən elementləri ehtiva edən üzvi metal birləşmələrini və hidridləri daşıyıcı qazla reaksiya kamerasına verməkdir. Kimyəvi reaksiyalar yüksək temperaturda substratda baş verir və tək kristal epitaksial təbəqə böyüyür. Bu proses qazın təmizliyinə, axın dəqiqliyinə və sabitliyinə çox yüksək tələblər qoyur.

Epitaksial böyümədə ixtisaslaşmış qazların əsas rolu

Ultra yüksək təmizlikdə ixtisaslaşmış qazlar epitaksiyada müxtəlif funksiyalar yerinə yetirir:

Reaksiya qazları:

● Yüksək təmizlikdə arsen (AsH3), fosfin (PH3) və ammiak (NH3) əsas reaksiya qazlarıdır və III qrup elementlərlə birləşərək birləşmə yaradan yarımkeçirici materiallar üçün V qrup elementlərini (arsen, fosfor, azot) təmin edirlər.

Dopinq qazları:

● Silan (SiH4) qallium arsenid istehsalında N-tipi dopinqi təmin edir və epitaksial təbəqələrin elektrik xüsusiyyətlərini dəqiq nəzarət edir. Hidrogen xlorid (HCl) və xlor (Cl2) incə aşındırma və səth emalı üçün tez-tez istifadə olunan aşındırıcı qazlardır.

Daşıyıcı qazlar:

● Argon (Ar), azot (N2) və helium (He) öncülləri reaksiya kamerasına daşıyır və inert proses mühitini saxlayır.

Organik mənbələr:

● Əsas organik mənbələrə trimetilqallium (TMGa), trimetilindium (TMIn), trimetilalüminium (TMAl), dietilsink (DEZn) və bis(siklopentadienil)magnium (Cp2Mg) daxildir; bunlar III qrup elementlərini və p-tipi dopantları təmin edir.

Təmizlik: LED keyfiyyətini müəyyən edən əsas dəyişən

Birləşmiş yarımkeçirici texnologiyası yetişdikcə və sənayeləşmə sürətləndikcə, ultra-təmiz xüsusi qazların və organik mənbələrin inkişafı bir neçə sahədə irəliləmişdir:

● Çoxmərhələli proseslərdən istifadə edən dərin təmizləmə texnologiyası ilə çirklərin çox aşağı səviyyələrdə saxlanması.

● Qazın çatdırılması zamanı ikinci dəfə çirklənməni qarşısını almaq üçün silindir və boru borularının daxili divarlarının elektropolirlənməsi və elektrokimyəvi polirlənməsi ilə təmizlənməsi.

● İz çirklərin aşkar edilməsi ppm və ppb səviyyələrindən ppt səviyyəsinə doğru irəliləyir.

● Metal qatıqlarının ppt səviyyəsində təmizlənməsi və analizi sahəsində davamlı təkmilləşdirmə.

● Təhlükəsizlik və ətraf mühit tələblərinə uyğunluq üçün alarm sistemləri ilə çuxur qazların emalı və inteqrasiya olunmuş çirkləndirməyən qaz təchizatı.

● Müxtəlif proseslərin dəqiq tələblərini ödəmək üçün xüsusi qaz qarışıqlarının yüksək dəqiqlikli formalaşdırılması.

● 0,01–0,002 μm ölçüsündə olan zərrəciklərin test edilməsi və süzülməsini əhatə edən zərrəcik süzgəci texnologiyası.

LED sənayesində ən geniş istifadə olunan qaz olan ammonyakı nümunə göstərək: onun təmizliyi elektron sinifdən (5N) 5,5N və 5,7N-ə, indi isə qallium-nitrid istehsalında geniş istifadə olunan "göy ammonyak"a (6,4N) qədər inkişaf etmişdir.

Çünki nəm və hidrokarbon kimi qatıqlar qəti şəkildə məhdudlaşdırılır, lakin əksər xüsusi qazlar kimyəvi cəhətdən aktivdir və təmiz saxlanılması çətindir; buna görə də qazın təmizliyi və təchizat sistemlərinin etibarlılığı yarımkeçirici istehsalçıları üçün ən vacib prioritetlərdən biri olmuşdur.