Учёные ТУСУРа совершенствуют российские светодиоды

На кафедре физической электроники ТУСУРа ведутся исследования, посвящённые лазерному нанотекстурированию алюмооксидной керамики – малоизученному во всём мире методу, имеющему множество практических приложений.

Исследователи разрабатывают методы лазерного нанотекстурирования сапфировых подложек, на которых выращиваются эпитаксиальные слои нитрида галлия для производства светодиодов. Как рассказала Елена Саврук, аспирантка кафедры физической электроники, данная технология перспективна для дальнейшего внедрения в производство светодиодов в Томске. В настоящее время в производстве используются уже готовые импортные профилированные подложки. Собственное профилирование подложек с использованием лазерного нанотекстурирования поверхности позволит не только значительно снизить производственные затраты, но также увеличить эффективность светодиодов на 15 — 20 %.

По словам одного из авторов исследования профессора кафедры физической электроники Серафима Смирнова, это только один из вариантов практического применения технологии лазерного нанотекстурирования. «Данное направление является очень перспективным во многих областях производства, с его помощью можно сделать материалы прочнее или придать им новые физико-химические свойства, необходимые для решения практических задач», - уточнил он.

В ТУСУРе исследования по нанотекстурированию керамических материалов начались в 2008 году с разработки технологии по повышению прочности керамических подложек гибридных интегральных схем. С начала 2011 года данная технология используется в производственном процессе НПФ «Микран». Она используется в производстве схем СВЧ-диапазона на керамических подложках для создания межслойных электрических соединений повышенной надёжности.

Поясним, что керамические материалы на основе Al2O3 (алюмооксидная керамика) широко используются в электронной и электротехнической промышленности. Широкое применение алюмооксидная керамика находит в технологии изготовления подложек для интегральных схем и корпусов полупроводниковых приборов. Однако реальная поверхность керамических подложек, полученных по стандартной технологии, имеет большое количество дефектов, поэтому важную роль играют процессы подготовки поверхности подложек перед нанесением металлических и диэлектрических слоев и последующей пайкой и сборкой.

И ещё один термин – эпитаксиальный слой. Эпитаксия - рост одного монокристалла на монокристаллической поверхности другого. Важное значение для получения эпитаксиальных слоёв высокого кристаллического совершенства имеют чистота поверхности подложки, скорость нанесения материала и температура процесса. Эпитаксиальный рост широко используется в нанотехнологиях и производстве полупроводниковых приборов для создания слоёв полупроводниковых материалов с высоким кристаллическим качеством, таких как кремний, германий, нитрид галлия, арсенид галлия и фосфид индия.