270 ینیم - طول موج گہری الٹرا وایلیٹ - c (UVC) کی تخلیق مائکرو {{3} child لیس کے ل led ایل ای ڈی کی سرزمین چینی محققین [فینگ فینگ ایٹ ال ، فطرت فوٹوونک ، آن لائن 15 اکتوبر 2024 کی اشاعت کے ذریعہ دی گئی ہے۔
"یووی سی مائیکرو - ایل ای ڈی سرنیوں کو فوٹو لیتھوگرافی اور فوٹو کیمسٹری میں تیزی سے قدر کی جارہی ہے کہ وہ صوابدیدی امیج کے نمونے تیار کرنے اور روشنی میں منتقل کرنے کے ل tools ٹولز کے طور پر فوٹوسیرس جیسے حساس مواد کو ختم کرتے ہیں ، اور مہنگے فوٹو ماسک کی ضرورت کو ختم کرتے ہیں ،" سوزہو انسٹی ٹیوٹ کی ٹیم کو ریمارکس دیتے ہیں۔ " نینو - بایونکس ، جنوبی یونیورسٹی آف سائنس اینڈ ٹکنالوجی ، اور ہانگ کانگ یونیورسٹی آف سائنس اینڈ ٹکنالوجی۔
پارا وانپ لیمپ کے برعکس ، یووی سی ایل ای ڈی کو تاریخی طور پر بنیادی طور پر وائرل نس بندی کی ایپلی کیشنز کے لئے تیار کیا گیا ہے کیونکہ ان کی اعلی کارکردگی ، طویل زندگی بھر ، اور ماحولیاتی اثر نہیں ہے۔
ایک پلٹائیں - چپ UVC مائکرو - ایل ای ڈی سسٹم کو شکل 1 میں دکھایا گیا ہے۔ بی۔ الیکٹران مائکروسکوپی کو اسکیننگ کے ذریعہ دیکھا گیا ہے ، جس میں 5μmx5μm اسٹینڈ - اکیلے سرنی کو ایک انسیٹ کے طور پر شامل کیا گیا ہے۔ c الیکٹروولومینیسینس (EL) کا استعمال کرتے ہوئے اسٹینڈ اسٹون ڈیوائسز کی مائکرو گرافی۔
محققین نے تجارتی 2 - انچ ایلومینیم گیلیم نائٹریڈ (الگن) ایپیٹیکسیل وافرز (شکل 1) کا استعمال کرتے ہوئے محققین کے ذریعہ یووی سی ایل ای ڈی کی صفیں تیار کی گئیں۔ "یہ واضح جھکاؤ اثر بڑے - فارمیٹ UVC مائکرو -}}} ڈسپلے کے حصول میں ایک بہت بڑی رکاوٹ پیدا کرتا ہے ، کیونکہ یہ تانے بانے کے عمل کے دوران کافی حد تک صف بندی کے فرق کا سبب بنتا ہے جیسے الیکٹروڈ پیٹرننگ ، ہول اینچنگ ، اور فلپ چپ بانڈنگ کا حوالہ دیتے ہیں۔"
نیلم سبسٹریٹ اور الگن پرتوں کے مابین قابل ذکر جالی اور تھرمل توسیع کے ساتھ ہونے والے تناؤ کے اثرات اس موڑنے سے منسلک ہیں۔
لیزر ڈیکنگ کے ذریعہ جوڑے ہوئے چھوٹے حصوں کو ملازمت دے کر ، محققین موڑنے کے اثر کو کم کرنے اور 3μm MESA کی چوڑائیوں تک گھماؤ میں قابل قبول صحت سے متعلق حاصل کرنے میں کامیاب ہوگئے۔
الٹراٹین نکل/سونا ، جو UVC طول موج کے خطے میں تقریبا شفاف ہے ، اوپر P - رابطہ بناتا ہے۔
ریورس تعصب کے تحت ، نتیجہ خیز آلہ نے پیمائش کرنے والے سامان کی 100 ایف اے کا پتہ لگانے کی حد سے نیچے بہت کم رساو دھارے دکھائے۔ ٹیم نوٹ کرتی ہے کہ اس کی وجہ جوہری پرت جمع (ALD) - بڑھتی ہوئی سائیڈ وال گزرنے اور ٹیٹرمیتھیلیمیمونیم ہائیڈرو آکسائیڈ (ٹی ایم اے ایچ) کے علاج کے ذریعہ لائے گئے سائیڈ وال کو نقصان پہنچا ہے۔
کسی دیئے گئے تعصب کے لئے زیادہ سے زیادہ موجودہ کثافت چھوٹے آلات کے لئے فائدہ مند ثابت ہوا ، جس کی وجہ سے ایل ای ڈی میں موجودہ موجودہ یکسانیت پیدا ہوتی ہے۔
ٹیم کے ریمارکس ، "بہتر سطح - سے - حجم کا تناسب اور کم موجودہ - ہجوم کا اثر چھوٹے آلات میں گرمی کی کھپت کو بہتر بنانے میں مدد کرتا ہے ، اور موجودہ انجکشن کے تحت تھرمل انحطاط کو کم کرتا ہے ،" ٹیم کے ریمارکس۔
چونکہ فارورڈ تعصب 3.95V سے بڑھ کر 4.2V ہو گیا ، ڈیوائسز کا آئیڈیلیٹی عنصر 3.9 سے کم ہوکر 2.8 ہوگیا۔ غیر - ریڈی ایٹیو دوبارہ گنتی کے نتیجے میں ایپیٹیکسیل ویفرز کے سبوپٹیمل معیار کے نتیجے میں اعلی نظریہ کا سہرا دیا گیا تھا۔
محققین کے مطابق ، سائیڈ والز غیر - ریڈی ایٹو ریکومبینیشن مراکز کا تقریبا اہم ذریعہ تھے کیونکہ ٹی ایم اے ایچ اور گزرنے والے علاج کی وجہ سے وہ استعمال کرتے تھے۔ اس کے باوجود ، اس بات کا کچھ اشارہ تھا کہ ، "غیر منقولہ اور ٹی ایم اے ایچ کے علاج غیر - کو دبانے میں مکمل طور پر موثر نہیں ہوسکتے ہیں جو چھوٹے آلات میں سائیڈ وال کو پہنچنے والے نقصان کی وجہ سے پیدا ہونے والے نقائص سے پیدا ہوتے ہیں۔"
چونکہ آلہ کا سائز 100μm سے 3μm تک سکڑ جاتا ہے ، چوٹی بیرونی کوانٹم کی کارکردگی (شکل 2) زیادہ موجودہ کثافت کی طرف دھکیلتی ہے ، جو 15A/CM2 سے 70A/CM2 تک جاتی ہے۔ EQEs اس سے کم وسعت کا حکم تھا جو سبز یا نیلے رنگ کے گزرنے والے ایل ای ڈی کے ساتھ حاصل کیا جاسکتا ہے۔
چترا 2 چوٹی کی قیمت کے مطابق ٹرینڈ لائنوں کے ساتھ ہر آلے کے سائز (نقطوں) کے لئے چوٹی EQE اور EQE ڈراپ تناسب کو ظاہر کرتا ہے۔
"ای کیو ڈروپ 67.5 ٪ سے کم ہوکر 17.9 فیصد تک کم ہوکر آلے کا سائز کم ہوتا ہے ،" ٹیم نے یہ ظاہر کیا ہے کہ چھوٹے چھوٹے آلات ان کی گرمی کی اعلی کھپت کی وجہ سے اعلی موجودہ کثافتوں پر روشنی کے اخراج میں بہتر استحکام فراہم کرتے ہیں۔
اعلی موجودہ - یکسانیت اور بہتر روشنی نکالنے کی کارکردگی (LEE) کو پھیلانا محققین کو 30 μm سے کم قطر کے لئے EQE میں اضافے کا سہرا دیا جاتا ہے۔ محققین کا کہنا ہے کہ "چھوٹے چھوٹے آلات سائیڈ والز کے قریب روشنی کا اخراج کرتے ہیں ، جس کے نتیجے میں زیادہ سائیڈ وال ریفریکشن ہوتا ہے اور اس کے نتیجے میں زیادہ لی ہوتی ہے۔"
آدھے زیادہ سے زیادہ (FWHM) میں آلات کی مکمل - چوڑائی 21 این ایم سے کم تھی ، اور ان کی چوٹی کی طول موج 270 ینیم کے لگ بھگ تھی۔ کم دھاروں پر ، 3μm ڈیوائس کی چوٹی طول موج 2 این ایم کے ذریعہ بلوشفٹڈ ، جبکہ اعلی دھارے (70a/cm2 سے پرے) پر ، اس کو 1 ینیم نے سرخ کردیا۔
سائنس دانوں کے مطابق ، یہ تبدیلی بینڈ - کو بھرنے کے اثرات اور خود - ہیٹنگ - حوصلہ افزائی بینڈ گیپ سکڑنے کا نتیجہ ہے جو ایک دوسرے کے ساتھ مقابلہ کرتی ہے۔ گرمی کی منتقلی کا بہتر راستہ ، جو جنکشن درجہ حرارت میں آہستہ آہستہ اضافے کا سبب بنتا ہے ، تمام موجودہ کثافتوں میں مجموعی طور پر ورنکرم شفٹ کا ذمہ دار ہے ، جو صرف 2 این ایم ہے۔
43.6W/CM2 کی کثافت کے ساتھ ، 100μm ایل ای ڈی کی لائٹ آؤٹ پٹ پاور (LOP) 35MA پر 4.5MW تھی۔ 3μm ایل ای ڈی کے لئے زیادہ سے زیادہ LOP کثافت 396W/CM2 تھی۔ "اس کی وجہ الگن ملٹی - پرتوں میں لہراتی اثر کی وجہ سے بھی ہوسکتا ہے ، جہاں بڑے آلات کو ہوا تک پہنچنے والے متعدد کوانٹم کنوؤں سے طویل نظری راستے کی وجہ سے بجلی کے نقصان میں اضافہ ہوتا ہے۔" ٹیم نوٹ کرتی ہے کہ چھوٹے چھوٹے آلات ، بہتر موجودہ - یکسانیت اور تھرمل استحکام کے ساتھ ، اعلی موجودہ کثافت کو برقرار رکھ سکتے ہیں ، اس طرح آپٹیکل پاور کثافت کو حاصل کرسکتے ہیں۔
زیادہ سے زیادہ پاور پوائنٹ میں اضافے اور تھرمل بگاڑ کا سبب بننے کی وجہ سے انتہائی جنکشن درجہ حرارت۔
3μM ڈیوائس کی LOP کثافت 100A/CM2 پر 25.9W/سینٹی میٹر 2 تھی۔ محققین کے مطابق ، اس میں "فوٹو لیتھوگرافی لائٹ ماخذ کی حیثیت سے بہترین صلاحیت ہے۔"
10μm پچ پر 6μm آلات کی بنیاد پر ، محققین نے 16x16 پکسلز سے UVC ایل ای ڈی سرنیوں کے سائز کو بڑھانے میں کامیاب رہے تھے جو پہلے سائنسی ادب میں دستاویزی دستاویزات کو 160x90 پکسلز (2540/انچ) تک بڑھا دیتے تھے۔ پتلی نیلم سبسٹریٹ کے ذریعہ بہتر پیچھے - سائیڈ لائٹ نکالنے کے ل the ، صفوں کو ایک انتہائی UVC - عکاس AL اوپر کی سطح کے ساتھ لیپت کیا گیا تھا۔
12 وی کے فارورڈ تعصب اور 20A/سینٹی میٹر 2 کی موجودہ کثافت کے ساتھ ، سرنی نے 16.6 میگاواٹ کی آپٹیکل آؤٹ پٹ پاور تیار کی۔ 8a/cm2 پر ، EQE 4.1 ٪ پر آگیا۔
محققین کے مطابق ، "یووی سی مائیکرو - ایل ای ڈی ڈسپلے کارل سوس ایم اے میں استعمال ہونے والے 365nm مرکری لیمپ کے 25MW/سینٹی میٹر 2 انشانکن کو پیچھے چھوڑ دیتا ہے۔ لائٹنگ۔ "
فوٹوولیتھوگرافی کی صلاحیتوں کا اندازہ کرنے کے لئے ، 320x140 UVC سرنی جس میں 9μm پکسلز کے ساتھ 12μm وقفہ کاری پر استعمال کیا گیا تھا (شکل 3)۔ انڈیم کے ٹکرانے کا استعمال پلٹائیں - چپ گلو کو سی ایم او ایس ڈرائیور چپ پر سرے پر گلو کریں۔ I - لائن حساس AZ miR 703 قربت میں نمونہ لگانے والے سیٹ اپ میں ٹیسٹ کے فوٹوورسٹ کے طور پر کام کیا گیا۔ مرئی مائکرو - ایل ای ڈی ڈسپلے ، مثال کے طور پر ، فوٹوولیتھوگرافی نقطہ نظر کا استعمال کرتے ہوئے بنایا جاسکتا ہے۔
چترا 3: UVC مائکرو - ایل ای ڈی ڈسپلے فوٹو لیتھوگرافی میں فوٹوورسٹسٹ - لیپت وافرز پر سطح کے پروفائل (دائیں) اور نقاب پوش فوٹوولیتھوگرافی کی تصاویر (بائیں) کا انکشاف ہوتا ہے۔ پانچ سیکنڈ کے لئے ، نمائش 80ma پر تھی۔
اگرچہ ساختی ریزولوشن اتنا اچھا نہیں ہے جتنا کہ رابطے کی نمائش سے حاصل ہوا ہے ، محققین نے تبصرہ کیا ہے کہ اسی طرح کے عینک اور توجہ مرکوز کرنے کے طریقوں سے نقاب پوش فوٹو گرافی کو بہت زیادہ بڑھایا جاسکتا ہے۔ اس طرح کے نقاب پوش فوٹو گرافی کے طریقوں سے لیزر - ماسک لکھنے کی ضرورت کو ختم کرکے سیمیکمڈکٹر انڈسٹری کو کافی وقت اور رقم کی بچت ہوسکتی ہے ، خاص طور پر اس وجہ سے کہ مائیکرو {2- ڈسپلے سرکٹس کے پکسل سائز میں تنگ لائن وڈتھ کو زبردست وعدہ دکھاتا ہے۔
ایپیٹاکسیل ویفر کے معیار کو بہتر بنانے اور زیادہ عین مطابق صف بندی کے حصول سے ، محققین 320x140 پکسلز کی موجودہ پابندی کو آگے بڑھانا چاہتے ہیں اور بہت زیادہ - ریزولوشن UVC مائیکرو-}}}} releds ہر طول و عرض میں 8K پکسیل کے ساتھ مطلوبہ طور پر 8K پکسیل کے ساتھ دروازہ کھولنا چاہتے ہیں۔
