Auf gleicher Wellenlänge

Plansee unterstützt Betreiber von MOCVD-Reaktoren dabei, Standzeit und Produktivität der Anlagen zu erhöhen – über das optimierte Design und eine patentierte Beschichtung der Heizelemente.

Mit einer porösen Wolframschicht wird die Oberfläche der Heizelemente vergrößert – mit dem Effekt, dass der Heizer mehr Wärme abstrahlt.

Das wichtigste Verfahren in der LED-Herstellung ist MOCVD. Mit diesem Verfahren werden aktive Halbleiterschichten hergestellt, die das Licht aussenden. Für weiße LEDs wird eine Gallium-Nitrit-Schicht benötigt, die mittels des MOCVD-Verfahrens aufgebracht wird. Die Abkürzung bedeutet metal organic chemical vapour deposition (metallorganische chemische Gasphasenabscheidung). Es handelt sich um einen Epitaxie-Prozess zur Erzeugung kristalliner Halbleiterschichten, wie sie in LEDs, in Solarzellen und anderen optoelektronischen Bauteilen zum Einsatz kommen.
Die zur Herstellung von Gallium-Nitrit (GaN) notwendigen Temperaturen im MOCVD-Reaktor liegen bei über 1.000 Grad Celsius.
Um diese Temperaturen zu erreichen, müssen die Heizelemente im Ofen auf bis zu 2.000 Grad erwärmt werden. Diese hohen Temperaturen machen den Einsatz der Hochleistungswerkstoffe Molybdän und Wolfram sowie deren Legierungen notwendig. Es kommen verschiedenste Abschirmungen, Gaskollektoren und Heizelemente zum Einsatz, bei bestimmten Reaktortypen liefert Plansee über 50 verschiedene Komponenten. Plansee ist sowohl Erstausrüster von Reaktoren als auch am Ersatzteilmarkt tätig. Zudem unterstützt Plansee die Betreiber von MOCVD-Reaktoren dabei, Standzeit und Produktivität der Anlagen zu erhöhen – über das optimierte Design der Heizelemente und eine patentierte Beschichtung dieser Heizelemente.

Licht mit gleicher Wellenlänge
Ziel der Hersteller ist es, dass die Halbleiterschichten Licht mit möglichst gleicher Wellenlänge aussenden. Dieses Ziel wird im MOCVD-Prozess durch eine möglichst homogene Temperaturverteilung am Wafer unterstützt. Der Wafer ist das Trägermedium für die Halbleiterschicht und besteht beispielsweise aus Saphir. Jede Abweichung im Temperaturprofil führt zu einer Änderung der Farbe des Lichts der LED. Daher optimiert Plansee das Design der Heizleiter entsprechend den Anforderungen des Kunden. In aufwendigen Berechnungen simulieren die Plansee-Techniker mithilfe der Finiten-Elemente-Methode die Bedingungen im Reaktor und optimieren so das Design der unterschiedlichen Heizkomponenten. Ziel ist es, die Temperaturhomogenität über den gesamten Reaktorraum zu erhöhen und das Temperaturprofil an den vom Kunden verwendeten Prozess anzupassen. Der Kunde profitiert von einer erhöhten Ausbeute pro Beschichtungszyklus und damit von einer höheren Produktivität.

Heizer, die mehr Wärme abgeben
Je mehr Wärme die Heizelemente im Reaktor abstrahlen können, desto weniger stark müssen sie aufgeheizt werden. Plansee hat ein patentiertes Beschichtungsverfahren entwickelt. Die wolframbasierte Schicht zeichnet sich durch eine hohe Porosität aus – damit wird die Oberfläche der Heizelemente stark vergrößert mit dem Effekt, dass mehr Wärme abgestrahlt wird. Der Vorteil für den Kunden: Durch die abgesenkte Arbeitstemperatur reduziert sich der Energieverbrauch und die Standzeit der Heizelemente verlängert sich um mehrere Monate. Das trägt ebenfalls zu einer Kostenreduktion in der LED-Herstellung bei.