Introduction Introduction

Les substrats de saphir sont largement utilisés dans les industries de l’optoélectronique et des semi-conducteurs en raison de leur résistance mécanique exceptionnelle, stabilité thermique, et propriétés optiques. Ces dernières années, avec le développement rapide des technologies de semi-conducteurs à LED, à micro-LED et à composés, les substrats de saphir à motifs nanométriques (NPSS) ont attiré une attention considérable pour leur capacité à améliorer la qualité cristalline des matériaux épitaxiaux et à améliorer l’efficacité d’extraction de la lumière.

Caractéristiques de la technologie NPSS

Le NPSS est fabriqué en utilisant des techniques avancées de photolithographie et de gravure pour former des nano-structures périodiques (généralement des ensembles hexagoniaux de motifs concave ou convexe) sur la surface du substrat de saphir. Par rapport aux substrats planaires conventionnels de saphir, NPSS offre plusieurs avantages techniques:

1. Matériel de haute pureté

Les substrats NPSS sont fabriqués à partir de > 99,99% de saphir monocristal de haute pureté, généralement cultivé en utilisant la méthode Kyropoulos. Cela garantit une excellente stabilité chimique lors des processus épitaxiaux à haute température.

2. Structures de modèle de précision

Le modelage de surface de NPSS présente une haute précision:

Tableau de motifs: arrangement Hexagonal.

Taille du motif: disponible en différents diamètres (par exemple, 850-950 nm) et hauteurs (par exemple, 350-550 nm).

Pitch: typiquement 1000 nm.

Ces structures sont optimisées pour réduire significativement la densité des défauts lors de la croissance épitaxiale.

3. Surface Epi-Ready

La surface avant de NPSS subit un polissage fin pour obtenir une norme Epi-ready, assurant une rugosité de surface inférieure à 1 nm et la rendant appropriée pour des applications épitaxiales directes.

4. personnalisabilité

NPSS offre de multiples spécifications (par exemple, V900, V800), permettant aux utilisateurs de sélectionner des tailles et des hauteurs de motifs appropriées en fonction des exigences épitaxiales spécifiques.

Avantages techniques des NPSS

1. Amélioration de la qualité cristalline des couches épitaxiales

Les modèles de surface des NPSS aident à atténuer le stress causé par les inadéquations de la grille pendant la croissance épitaxiale, réduisant efficacement la densité de dislocation. Ceci est particulièrement bénéfique pour les semi-conducteurs composés comme GaN, améliorant considérablement la qualité des couches épitaxiales.

2. Amélioration de l’efficacité d’extraction légère

Les structures à motifs minimisent la réflexion interne totale, permettant à plus de lumière de s’échapper à travers la surface du substrat, améliorant ainsi l’efficacité d’extraction de la lumière. Ceci est essentiel pour les led à haute luminosité et les micro-led.

3. Réduction des coûts de Production

Avec une efficacité d’extraction lumineuse améliorée, les appareils LED peuvent atteindre la même luminosité à des niveaux de courant inférieurs, réduisant ainsi la consommation d’énergie et les exigences de dissipation de chaleur.

Principaux domaines d’application des NPSS

1. Led haute luminosité (hb-led)

NPSS est largement utilisé dans l’industrie des LED. En incorporant NPSS en épitaxie LED bleue ou blanche, l’efficacité de la lumière et la fiabilité de l’appareil peuvent être considérablement améliorées.

2. Technologie d’affichage Micro-LED

Les micro-led sont au cœur de la technologie d’affichage de nouvelle génération en raison de leur luminosité élevée, de leur faible consommation d’énergie et de leur longue durée de vie. Les structures précises de modèle de NPSS le rendent idéal pour les exigences de haute précision de la croissance épitaxiale micro-LED.

3. Dispositifs à semi-conducteurs composés

NPSS est couramment utilisé pour la croissance épitaxiale de GaN, AlN, et d’autres semi-conducteurs composés, soutenant la production de dispositifs de puissance et de diodes laser. Sa capacité à réduire la densité de dislocation améliore considérablement les performances de l’appareil.

4. Matériaux de fenêtre optiques et infrarouges

Le matériau saphir de haute pureté et la surface à motifs de NPSS conviennent également pour les lentilles optiques spécifiques et les applications de fenêtre, en particulier dans les scénarios nécessitant une transmittance et une durabilité élevées.

Perspectives d’avenir

Avec l’avancement continu des technologies de LED, de micro-LED et de semi-conducteurs composés, la demande pour saphir NPSS devrait croître davantage. En optimisant la conception des motifs et la pureté des matériaux, NPSS est sur le point de jouer un rôle plus important dans les technologies d’affichage de nouvelle génération, les communications optiques et les dispositifs à semi-conducteurs de haute puissance.

Conclusion Conclusion

Sapphire NPSS est une technologie révolutionnaire qui offre une nouvelle voie pour améliorer les performances des matériaux épitaxiaux et des dispositifs optoélectroniques grâce à ses structures à motifs uniques. Avec ses avantages combinés dans la qualité du cristal, l’efficacité d’extraction de la lumière et les coûts de production, NPSS est devenu un matériau de substrat indispensable dans les industries des LED et des semi-conducteurs composés.