Hlutverk SiC-húðaðra skynjara í Veeco LED epitaxy ferlum

Umhverfi LED-ljósaþekju er mjög heitt og viðkvæmt og lítilsháttar breytingar á umhverfinu geta leitt til mismunandi gæða skífunnar. Hitaþolinn er mikilvægur hluti í hvarfinu. Hann styður skífuna við vöxt hitaþekjunnar og gegnir einnig mjög mikilvægu hlutverki í að dreifa hita jafnt á alla skífuna. Flest Veeco LED-ljósaþekjukerfi nota grafíthitaþol sem er húðað með SiC-húð. SiC-húðin getur verndað grafít gegn hita- og efnaskemmdum og gefið einsleita gæði LED-ljósa.

Hvernig CVD SiC húðun bætir hitauppstreymi í Veeco EPIK verkfærum

Það er mikilvægt að halda skífunni við viðeigandi hitastig við framleiðslu á hágæða LED-ljósum. Cvd sic Húðunin skapar slétt og stöðugt yfirborð á grafítviðnámsnemanum sem dreifir hita jafnt meðan SiC LED undirlagið vex.

Jafnvel þegar nei CVD sic húðun Ef notað er geta smávægilegar breytingar innan einstakra grafíta leitt til mismunandi eiginleika í varmaflutningi yfirborðsins, en með hágæða CVD SiC húðun verða eiginleikar varmaflutnings yfirborðsins verulega betri og því verður hitauppstreymið jafnara. Ein verksmiðja átti í vandræðum með litaójöfnuð á skífum sínum, sem orsakaðist af ójöfnum hita á yfirborðinu. Hins vegar, með því að nota þykkari, hágæða CVD SiC og CVD TaC Húðunin sigraði þennan óstöðugleika.

Ófullkomleikar og rispur á yfirborði CVD SiC húðunar og Hreinleiki CVD SiC hráefnis geta aukið breytileika þar sem þeir skapa ójafnan vöxt efnisins eða mögulega „heita bletti“ á yfirborði húðunarinnar. Margir framleiðendur athuga reglulega slit og sprungur á húðunum með því að fylgjast með stöðu CVD SiC húðunarinnar eftir röð hitunarferla. Hægt er að snúa viðnámsnemanum í gegnum CVD ferlið til að auka einsleitni og endingu CVD SiC húðunarinnar.

Notkun CVD SiC húðunar getur þó ekki útrýmt öllum breytileikanum en gerir það mun hagkvæmara að framleiða grunnefni fyrir LED framleiðslu í stórum stíl á stöðugan hátt.

Virkni háhreinleika grafítskynjara í LED epitaxí

Mælirinn styður við og heldur skífunni við nokkuð stöðugt hitastig á meðan kristallagið vex. Grafít er venjulega notað, og í raun ætti að nota grafít með mikla hreinleika þar sem það er hægt að nota við mjög hátt hitastig og afmyndast ekki.

Þessi mikla varmaleiðni hjálpar til við að flytja hita frá hitaþáttunum yfir í skífuna og stöðuga hitastig skífunnar á meðan lagið vex. Þar sem litlar hitabreytingar valda breytingum á vexti kristalsins ætti hann að vera eins stöðugur og mögulegt er.

Hreinleiki er mikilvægur þáttur í því hvaða grafít er notað. Mengað grafít inniheldur málma og önnur óhreinindi sem losna frá móttakaranum við upphitun og setjast á skífuna og valda kristalsgöllum.

Sumir framleiðendur tóku eftir aukningu á gölluðum LED-ljósum sem notuðu minna hreint grafít. Grafít með miklum hreinleika og strangari eftirlit skilaði betri niðurstöðum. Annað vandamál er flatleiki skynjarans.

Eftir nokkrar upphitunar- og kælingarlotur getur skynjarinn afmyndast. Þessi aflögun hefur áhrif á gasflæði og staðsetningu skífunnar, sem bæði hafa áhrif á stöðugleika lagvaxtar.

Að draga úr vandamálum með agnir í epitaxí með því að hámarka yfirborðshönnun

Flest vandamál með agnir byrja í raun á yfirborðinu þar sem hlutar og lofttegundir eru í snertingu við. Örvarnar, fóðringar og svo framvegis geta losað agnir smám saman með tímanum þegar yfirborð þeirra rispast eða slitnar.

Í háhita ferla geta litlar sprungur eða slit á húðunarlaginu myndað örbrot sem ferðast í gegnum hvarfefnið og setjast á skífurnar. Með nægilega stórum þvermál mun ein ögn á yfirborði einnar skífu leiða til eins galla á loka LED ljósinu.

Sléttleiki dregur úr líkum á losun agna, en það ætti að þola endurtekna hitabreytingar. Sum húðun getur virst hafa gott yfirborð við stofuhita en myndar smásprungur eftir margar keyrslur. Vandamál með agnir koma oft upp smám saman þegar hlutar húðunarinnar eru slitnir.

Fyrir marga vinnsluhluta verða skemmdir á brúninni þar sem þessi hluti er undir mestu álagi. Með því að stjórna gæðum, húðþykkt og spennuþéttni á brúnunum gætum við dregið úr sliti.

Til að koma í veg fyrir að húðunarlagið flagni af eftir hverja keyrslu verður því að binding húðunarinnar við grafítundirlagið vera góð. Tíð skoðun í björtu ljósi eða sýnataka getur gefið viðvörun um þessi vandamál sem eru að þróast.

Samanburður á berum grafít og SiC-húðuðum skynjurum í LED framleiðslu

Þó að bæði ber grafít og SiC-húðaðir skynjarar séu notaðir í LED-framleiðslu, þá eru rekstrarþættir þeirra mjög mismunandi.

Ástæðurnar fyrir því að notað er bert grafít eru að það er skilvirkt í varmaflutningi og hefur stórt yfirborðsflatarmál til að taka við hita og losar agnir tiltölulega hægt af yfirborðinu eftir nokkrar klukkustundir af notkun, þó að það hafi aðra galla. Þetta eru tiltölulega léleg varmadreifing og stórt yfirborðsflatarmál gerir það viðbragðshæfara gagnvart lofttegundum innan hólfsins og gefur því frá sér agnir hraðar, þó að þessi hæga uppbygging sé í mörgum tilfellum málamiðlun.

SiC-húðaður skynjari sigrast á sumum af þessum vandamálum með því að bæta við harðri verndarhúð.

Hægt væri að skoða LED-verksmiðjur sem starfa í miklu magni í gegnum framleiðslulotur þar sem þörf er á lengri vaktavinnu. Sumar verksmiðjur komast að því að við langan framleiðslutíma með berum grafít á sér stað smám saman breyting á einsleitni skífunnar eftir nokkrar hitalotur. Yfirborð hitaskynjarans virðist þróast hægt og því verður hitadreifingin óstöðugri.

Notkun SiC-húðaðra viðnámsrofa í langar keyrslur þýðir að þessi breytileiki í einsleitni skífna er sjaldgæfari, þ.e. með einni verksmiðju þýðir það að með því að skipta yfir í SiC-húðaða framleiðslulotu þarf ekki að aðlaga línurnar eins oft þegar skipt er úr mismunandi framleiðslulotum.

Hægt er að rannsaka hitaeiginleika. Beint grafít virðist mynda ákveðið hitastigsóstöðugleika á yfirborði sínu. Talið er að þetta sé vegna hægra breytinga á yfirborðinu og einnig vegna einhvers óþekkts efnisþáttar húðunarinnar.

SiC-húðunin læsir yfirborðið, kemur í veg fyrir breytingar, sem þýðir að varmaflutningurinn er stöðugur. Áhrifin á LED-ljós eru að ef lagið sem ræktað er verður fyrir hitabreytingum, þá breytist bylgjulengdin/birtan einnig.

Það eru auðvitað gallar við að nota SiC-húðaða skynjara; verð þeirra og að þótt þeir innihaldi ekki agnir, þá gefa þeir frá sér agnir ef þeir springa og geta því bætt við agnum frekar en að minnka þær.

Því verður að fylgja vandlegum eftirliti og viðhaldi á húðunum til að koma í veg fyrir að þær skemmist áður en galli kemur upp, þó að slitþolnar húðanir ættu að endast í einhvern tíma, en þá ætti að skipta þeim út.

Viðhalds- og þrifaaðferðir fyrir langlífa Veeco varahluti

Að halda Veeco hlutunum í góðu ástandi mun auka líftíma þeirra og viðhalda stöðugleika epitaxískrar ferlisins. Leifar safnast fyrir með tímanum á móttakara, fóðringum og húðuðum hringjum. Leifar safnast fyrir, jafnvel í eins þunnum lögum og þeim sem hægt er að greina, geta haft áhrif á hitasvörun á yfirborðinu og valdið lélegri samræmi í ferlinu.

Einn verkfræðingur greindi frá því að hafa séð ójafna birtu LED-ljósa eða lélegar niðurstöður úr skífum og síðan kannað hvort leifar væru uppspretta vandans. Þróa ætti mismunandi hreinsunaraðferðir fyrir mismunandi efni. Hluti úr hágæða grafíti ættu ekki að vera útsettir fyrir slípiefnum eða slípiefni þar sem þessar aðferðir geta slitið á hlutnum.

Nokkrar framleiðslulínur nota einfaldlega tímabundna plasmahreinsun eða íhaldssamari efnafræðilegar aðferðir til að fjarlægja uppsöfnun. Það er einnig mikilvægt að meðhöndla SiC-húðaða hluti vandlega. Þó að þessir hlutir séu tiltölulega sterkir, munu rispur og skurðir sem myndast við hreinsun að lokum valda litlum sprungum sem geta verið uppspretta agna. Ein framleiðslulína leysti þetta með því að nota mýkri hreinsiefni og þróa betri meðhöndlunaraðferð fyrir þessa hluti.

Reglubundin stjórnun á endingartíma hluta fer einnig fram eftir þrif. Stutt skönnun til að finna mislitun, örsprungur eða ójafnt dreifðan gljáa getur greint fyrstu merki um bilun í hluta. Margar verksmiðjur nota eftirlit með endingartíma hluta í stað þess að reiða sig á bilunarmiðaða íhluti. Íhlutnum verður skipt út áður en vandamálið verður sýnilegt.

Geymsla er oft vanmetin. Þótt hlutar séu hreinir mengast þeir auðveldlega af ryki og raka þegar þeir eru geymdir úti og ætti að innsigla þá í hreinum ílátum fyrir næstu notkun.

Með tímanum verður ljóst að lykillinn að löngum líftíma hluta eru litlu hlutirnir, sem eru framkvæmdir áreiðanlega á hverjum degi. Að mild nálgun við hreinsunarferlið, varkár meðhöndlun og stöðugt eftirlit með líftíma hlutans getur haft veruleg áhrif á stöðugleika í epitaxíuferlinu.