تعتبر مكونات الجرافيت عالية النقاء ضرورية لـعمليات في صناعة أشباه الموصلات، والصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LED)، والطاقة الشمسية. تتراوح منتجاتنا من مواد الجرافيت الاستهلاكية المستخدمة في المناطق الساخنة لنمو البلورات (السخانات، ومستقبلات البوتقة، والعزل)، إلى مكونات الجرافيت عالية الدقة المستخدمة في معدات معالجة الرقاقات، مثل مستقبلات الجرافيت المطلية بكربيد السيليكون لعملية التبلور (الإيباتكسي) أو عملية MOCVD. وهنا يأتي دور الجرافيت المتخصص لدينا: يُعد الجرافيت المتساوي التضاغط أساسيًا لإنتاج طبقات أشباه الموصلات المركبة. تُنتج هذه الطبقات في "المنطقة الساخنة" تحت درجات حرارة عالية أثناء عملية التبلور (الإيباتكسي) أو عملية MOCVD. يتكون الحامل الدوار الذي تُطلى عليه الرقاقات في المفاعل من جرافيت متساوي التضاغط مطلي بكربيد السيليكون. هذا الجرافيت النقي والمتجانس وحده هو الذي يلبي المتطلبات العالية في عملية الطلاء.
Tالمبدأ الأساسي لنمو رقاقة LED الطبقية هوعلى ركيزة (معظمها من الياقوت، وكربيد السيليكون، والسيليكون) مُسخّنة إلى درجة حرارة مناسبة، تُنقل المادة الغازية InGaAlP إلى سطح الركيزة بطريقة مُتحكّم بها لتكوين غشاء بلوري أحادي مُحدّد. حاليًا، تعتمد تقنية نمو رقاقة LED الفوقية بشكل أساسي على الترسيب الكيميائي للبخار المعدني العضوي.
مادة الركيزة الفوقية LEDيُعدّ هذا العنصر حجر الأساس في التطور التكنولوجي لصناعة إضاءة أشباه الموصلات. تتطلب مواد الركيزة المختلفة تقنيات مختلفة لنمو رقائق LED الفوقية، ومعالجة الرقائق، وتغليف الأجهزة. تُحدد مواد الركيزة مسار تطوير تكنولوجيا إضاءة أشباه الموصلات.
خصائص اختيار مادة ركيزة رقاقة LED الطبقية:
1. المادة الطلائية لها نفس البنية البلورية أو بنية بلورية مشابهة للركيزة، وعدم تطابق ثابت الشبكة الصغيرة، وبلورية جيدة وكثافة عيوب منخفضة
2. خصائص واجهة جيدة، تساعد على تكوين النواة للمواد الطلائية والالتصاق القوي
3. يتمتع بثبات كيميائي جيد وليس من السهل تحلله وتآكله في درجة حرارة وأجواء النمو الطبقي
4. أداء حراري جيد، بما في ذلك التوصيل الحراري الجيد وعدم التوافق الحراري المنخفض
5. موصلية جيدة، يمكن تصنيعها في هيكل علوي وسفلي 6، أداء بصري جيد، والضوء المنبعث من الجهاز المصنوع يمتصه الركيزة بشكل أقل
7. خصائص ميكانيكية جيدة وسهولة معالجة الأجهزة، بما في ذلك التخفيف والتلميع والقطع
8. السعر المنخفض.
9. حجم كبير. عمومًا، لا يقل قطرها عن بوصتين.
10. من السهل الحصول على ركيزة ذات شكل منتظم (ما لم تكن هناك متطلبات خاصة أخرى)، وشكل الركيزة المماثل لثقب صينية المعدات الفوقية ليس من السهل تشكيل تيار إيدي غير منتظم، مما يؤثر على جودة الفوقية.
11. على أساس عدم التأثير على جودة الطبقة الطلائية، يجب أن تلبي قابلية تشغيل الركيزة متطلبات معالجة الرقائق والتغليف اللاحقة قدر الإمكان.
من الصعب جدًا اختيار الركيزة لتلبية الجوانب الحادية عشر المذكورة أعلاه في نفس الوقتلذلك، لا يمكننا حاليًا التكيف مع البحث والتطوير وإنتاج أجهزة أشباه الموصلات الباعثة للضوء على ركائز مختلفة إلا من خلال تطوير تقنية النمو الفوقي وتعديل تقنية معالجة الأجهزة. تتوفر العديد من مواد الركيزة لأبحاث نيتريد الغاليوم، ولكن لا يوجد سوى ركيزتين يمكن استخدامهما في الإنتاج، وهما الياقوت Al2O3 وكربيد السيليكون.ركائز SiC.
وقت النشر: ٢٨ فبراير ٢٠٢٢