LED器件外延工艺概括.pptVIP

外延结构与生长原理- Recovery 即U2层，此时使外延从3D生长向2D生长转变。 略微提高温度，降低气压（200T），使晶岛相接处的地方开始连接，生长，直至外延表面整体趋于平整。 随着外延表面趋于平整，反射率将开始上升。此时由于外延片表面与衬底层的反射光将发生干涉作用，反射率将开始呈现正弦曲线震荡。 外延结构与生长原理- nGaN 在u-GaN之上生长n-GaN做为电子注入层。 保持2D生长GaN的条件，通入SiH4，Si原子会取代Ga原子的位置，由于Ga是三价的，Si是四价的，因此多出一个电子，属于n型掺杂。 反射率曲线将保持正弦曲线震荡。由震荡的频率可以计算出此时的生长速率。 外延结构与生长原理-MQW 超晶格结构发光层，主要由阱与磊反复叠加构成。 当In原子取代Ga原子时，GaN的禁带宽度将变小，构成MQW中的阱层。磊层则分为掺入Si原子的n型磊以及不掺杂的u型磊。阱层很薄，和磊层相间分布，将使注入的载流子在外延生长的方向受到限制，从而提高电子空穴对的空间浓度，加大复合发光的几率，提高发光效率。 MQW层使用TEG提供Ga源。阱层的温度（760℃左右）和In源的掺杂浓度决定了发光波长。磊层使用相对较高的温度（ 880℃左右）以提高结晶质量。 外延结构与生长原理-pGaN p型层为量子阱注入空穴。 生长GaN时加入Cp2Mg， Mg原子会取代Ga原子的位置，而Mg是二价，因此会少了一个电子（等于多一个空穴），属于p型掺杂。 P型层分为低温段LP层与高温段HP层。LP层温度一般与阱温接近，在为pGaN生长打下基础的同时，还起到了保护最后一个阱的作用。HP层提高pGaN的结晶质量，保证空穴的正常注入。 外延结构与生长原理-AlGaN Al-GaN层厚度较低，一般出现在nGaN层中部或者HP层的开始部分，并相应掺入一定量的SiH4或Cp2Mg。 Al原子相对较小，当其取代Ga原子时，将使外延的晶格常数变小，从而使禁带宽度变宽。因此，Al-GaN层是一个载流子阻挡层，将在载流子注入时在二维方向上起到载流子扩散的作用。因而，适当生长Al-GaN可以有效提高芯片的亮度。但是过分掺Al会使载流子注入变难，导致电性发生异常。 此外，在nGaN插入AlGaN层可以起到释放应力，抑制位错，提高外延结晶质量的作用。 * * * * * 到20世纪90年代早期，采用铟铝磷化镓生产出了桔红、橙、黄和绿光的LED。在很长的一段时间内都无法提供发射蓝光的LED，设计工程师仅能采用已有的色彩：红色、绿色和黄色，早期的“蓝光”器件并不是真正的蓝光LED，而是包围有蓝色散射材料的白炽灯。第一个有历史意义的蓝光LED也出现在90年代早期（日亚公司1993宣布，中村修二博士发明），再一次利用金钢砂—早期的半导体光源的障碍物。依当今的技术标准去衡量，它与俄国以前的黄光LED一样光源暗淡。90年代中期，出现了超亮度的氮化镓LED，当前制造蓝光LED的晶体外延材料是氮化铟镓(InGaN)，发射波长的范围为450nm至470nm，氮化铟镓LED可以产生五倍于氮化镓LED的光强。超亮度蓝光芯片是白光LED的核心，在这个发光芯片上抹上荧光磷，然后荧光磷通过吸收来自芯片上的蓝色光源再转化为白光，利用这种技术可制造出任何可见颜色的光，今天在LED市场上就能看到生产出来的新奇颜色，如浅绿色和粉红色。　近期开发的LED不仅能发射出纯紫外光而且能发射出真实的“黑色”紫外光，LED发展史到底能走多远还不得而知，也许某天就能开发出能发X射线的LED。然而，LED的发展不单纯是它的颜色还有它的亮度，像计算机一样，遵守摩尔定律的发展，即每隔18个月它的亮度就会增加一倍，曾经暗淡的发光二极管现在真正预示着LED新时代的来临。 * 我们通常把晶片经过一系列工艺后形成了电路结构的一面称作晶片的正面。原先的封装技术是在衬底之上的晶片的正面是一直朝上的，而覆晶技术是将晶片的正面反过来，在晶片（看作上面那块板）和衬底（看作下面那块板）之间及电路的外围使用凸块（看作竹棒）连接，也就是说，由晶片、衬底、凸块形成了一个空间，而电路结构（看作鸟）就在这个空间里面。这样封装出来的芯片具有体积小、性能高、连线短等优点。 * 第二种： 多功能（量产）型 Thomas Swan的MOCVD实物 MOCVD参数 设备参数和配置： 外延片3×2 英寸/炉 反应腔温度控制：1200℃压力控制：0～800Torr激光干涉在位生长监测系统 反应气体：氨气，硅烷（纯度：6N） 载气：氢气，氮气；（纯度：6N） MO源：三甲基镓(TMGa)，三甲基铟(TMIn), 三甲基铝(TMAl)，二茂基镁(Cp2Mg) （纯度：外延级） 国产MOCVD 江苏光电信息材料实验室产 MOCVD内部结构 MOCVD