Творець фабрики мікросхем у сараї виготовив світлодіоди за допомогою лазера з eBay

Техноблогер Dr. Semiconductor, який перетворив власний сарай на “чисте” приміщення для створення мікросхем, а потім продемонстрував процес виготовлення DRAM, показав механізм створення світлодіодів.

Блогер, якого насправді звуть Метью Хартенсвельд, наразі намагається придумати власний спосіб пакування осередків оперативної пам’яті. У зв’язку з цим він вирішив поекспериментувати з виготовленням світлодіодів.

Він почав з нанесення нітриду галію на сапфірову підкладку, яку згодом розбив на уламки та очистив розчином з деіонізованої води, ацетону та ізопропілового спирту. Метою було травлення верхнього шару матеріалу й формування місця для контактів. У промислових процесах для цього зазвичай використовують хлор, однак це було б дуже небезпечно у подібних умовах.

Блогер замовив на eBay потужний лазер й почав пробувати сформувати малюнок на підкладці. Після цього він протестував уламок світлодіода, використовуючи трохи індію та батарейку на 9 В, й отримав синє світло. Однак на поверхні утворився шар металевого галію, який ентузіасту довелось видаляти, щоб візерунки було добре видно.

Хартенсвельд використав вакуумну камеру з двоступеневим насосом. Відкачавши 99,999999% повітря, він наніс шар з нікелю та срібла для позитивного контакту, а потім шар з титану та срібла для N-контакту та верхнього металевого шару, використовуючи аргонову плазму. Однак згодом блогер пожалкував, що не дозволив камері відкачати більше повітря й зменшити кількість залишкового газу.

На той момент ентузіаст вже виготовив повністю робочий синій світлодіод, який все ще перебував на пластині. Тобто треба було упакувати ці світлодіоди, вирізавши їх та додавши з’єднання. Спочатку блогер спробував використати циркулярну пилу з надтонкими лезами, однак відмовився від цього й вирішив застосувати лазер.

Він сфокусував його в одній точці, щоб розплавити підкладку, перетворивши процес на багатоетапний, тобто, змусивши лазер по кілька разів швидко проходити на меншій потужності по одних й тих самих ділянках, щоб отримати повноцінний та точний розріз без ризику пошкодження матеріалу.

Йому ще необхідно було додати дротові з’єднувачі. Розглянувши кілька варіантів, Хартенсвельд зупинив вибір на індієвих контактах — тому самому матеріалі та методі, які використовуються у цифрових камерах. Оскільки блогер вже створив синій світлодіод, він додав шар ітрієво-алюмінієвого гранату, легованого церієм, щойно придбаного на Alibaba, для створення жовтого фільтра, щоб зрештою отримати білий світлодіод.

Джерело: Tom’s Hardware