LED芯片制造工藝流程

1、 LED芯片制造的工藝流程芯片制造的工藝流程LED芯片制造的工藝流程芯片制造的工藝流程屬屬LED上游產(chǎn)業(yè)上游產(chǎn)業(yè)靠設(shè)備靠設(shè)備內(nèi)容內(nèi)容 一、一、LED芯片制造設(shè)備芯片制造設(shè)備 二、二、LED芯片襯底材料的選用芯片襯底材料的選用 三、三、LED外延片的制作外延片的制作 四、四、LED對(duì)外延片的技術(shù)要求對(duì)外延片的技術(shù)要求 五、五、LED芯片電極芯片電極P極和極和N極的制作極的制作 六、六、LED外延片的切割成芯片外延片的切割成芯片一、LED芯片制造用設(shè)備芯片制造用設(shè)備 外延片的制備：外延片的制備： MOCVDMOCVD：是制作：是制作LEDLED芯片的最重要技術(shù)。芯片的最重要技術(shù)。 MOCVDMOC

2、VD外延爐：是制造外延爐：是制造LEDLED最重要的設(shè)備。最重要的設(shè)備。一臺(tái)外延爐要一臺(tái)外延爐要100100多萬(wàn)美元，投資最大多萬(wàn)美元，投資最大的環(huán)節(jié)。的環(huán)節(jié)。 電極制作設(shè)備：光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、離子電極制作設(shè)備：光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、離子注入機(jī)等。注入機(jī)等。 襯底加工設(shè)備：減薄機(jī)、劃片機(jī)、檢測(cè)襯底加工設(shè)備：減薄機(jī)、劃片機(jī)、檢測(cè)設(shè)備等。設(shè)備等。1、MOCVD設(shè)備設(shè)備 MOCVD金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積（金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積（Metal-Organic Chemical Vapor Deposition） 2、光刻機(jī)、光刻機(jī)3、刻蝕機(jī)、刻蝕機(jī)4、離子注入機(jī)、離子注入機(jī)5、清洗機(jī)、清洗機(jī)6、劃片機(jī)、劃片機(jī)同

3、一功能有不同型號(hào)設(shè)備選擇7、芯片分選機(jī)、芯片分選機(jī)LED芯片的制造芯片的制造 從以上的的儀器設(shè)備可以看出，從以上的的儀器設(shè)備可以看出，LED芯片的制芯片的制造依靠大量的設(shè)備，而且有些設(shè)備價(jià)格昂貴。造依靠大量的設(shè)備，而且有些設(shè)備價(jià)格昂貴。 LED芯片質(zhì)量依賴(lài)于這些設(shè)備和操作這些設(shè)備芯片質(zhì)量依賴(lài)于這些設(shè)備和操作這些設(shè)備的人員。的人員。 設(shè)備本身的制造也是設(shè)備本身的制造也是LED生產(chǎn)的上游產(chǎn)業(yè)，一生產(chǎn)的上游產(chǎn)業(yè)，一定程度上反映國(guó)家的光電子的發(fā)展水平。定程度上反映國(guó)家的光電子的發(fā)展水平。二、二、LED芯片襯底材料的選用芯片襯底材料的選用 LED芯片首要考慮的問(wèn)題：襯底材料的選用。芯片首要考慮的問(wèn)題：襯

4、底材料的選用。 選擇襯底依據(jù)：根據(jù)設(shè)備和選擇襯底依據(jù)：根據(jù)設(shè)備和LED器件的要求進(jìn)器件的要求進(jìn)行選擇。行選擇。 三種襯底材料三種襯底材料目前市面上一般有三種材料可作為襯底目前市面上一般有三種材料可作為襯底 藍(lán)寶石（藍(lán)寶石（Al2O3） 硅硅 (Si) 碳化硅（碳化硅（SiC） 除了以上三種常用的襯底材料之外，還有除了以上三種常用的襯底材料之外，還有GaAs、AlN、ZnO等材料。等材料。 下面分別介紹三種材料的特點(diǎn)下面分別介紹三種材料的特點(diǎn) 1、藍(lán)寶石襯底、藍(lán)寶石襯底 藍(lán)寶石襯底的優(yōu)點(diǎn)：藍(lán)寶石襯底的優(yōu)點(diǎn)： 生產(chǎn)技術(shù)成熟、器件質(zhì)量好；生產(chǎn)技術(shù)成熟、器件質(zhì)量好； 穩(wěn)定性很好，能夠運(yùn)用在高溫生長(zhǎng)過(guò)程

5、；穩(wěn)定性很好，能夠運(yùn)用在高溫生長(zhǎng)過(guò)程； 機(jī)械強(qiáng)度高，易于處理和清洗。機(jī)械強(qiáng)度高，易于處理和清洗。 1、藍(lán)寶石襯底、藍(lán)寶石襯底藍(lán)寶石襯底應(yīng)用藍(lán)寶石襯底應(yīng)用 GaN基材料和器件的外延層?；牧虾推骷耐庋訉?。 對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)LED：藍(lán)光（材料決定波長(zhǎng)）：藍(lán)光（材料決定波長(zhǎng)）1、藍(lán)寶石作為襯底的、藍(lán)寶石作為襯底的LED芯片芯片 芯片也叫晶粒芯片也叫晶粒1、藍(lán)寶石作為襯底存的一些問(wèn)題、藍(lán)寶石作為襯底存的一些問(wèn)題 （1）晶格失配和熱應(yīng)力失配，這會(huì)在外延層中）晶格失配和熱應(yīng)力失配，這會(huì)在外延層中產(chǎn)生大量缺陷，同時(shí)給后續(xù)的器件加工工藝造產(chǎn)生大量缺陷，同時(shí)給后續(xù)的器件加工工藝造成困難。成困難。 （2）無(wú)法制作垂直結(jié)

6、構(gòu)的器件，因?yàn)樗{(lán)寶石是）無(wú)法制作垂直結(jié)構(gòu)的器件，因?yàn)樗{(lán)寶石是一種絕緣體，常溫下的電阻率大于一種絕緣體，常溫下的電阻率大于1011cm。 1、藍(lán)寶石作為襯底存的一些問(wèn)題、藍(lán)寶石作為襯底存的一些問(wèn)題 （3）成本增加：）成本增加： 通常只能在外延層上表面制作通常只能在外延層上表面制作n型和型和p型電極。在型電極。在上表面制作兩個(gè)電極，造成了有效發(fā)光面積減少，上表面制作兩個(gè)電極，造成了有效發(fā)光面積減少，同時(shí)增加了器件制造中的光刻和刻蝕工藝過(guò)程，同時(shí)增加了器件制造中的光刻和刻蝕工藝過(guò)程，結(jié)果使材料利用率降低。結(jié)果使材料利用率降低。 GaN基材料的化學(xué)性能穩(wěn)定、機(jī)械強(qiáng)度較高，不基材料的化學(xué)性能穩(wěn)定、機(jī)械強(qiáng)

7、度較高，不容易對(duì)其進(jìn)行刻蝕，因此在刻蝕過(guò)程中需要較好容易對(duì)其進(jìn)行刻蝕，因此在刻蝕過(guò)程中需要較好的設(shè)備。的設(shè)備。 藍(lán)寶石的硬度非常高，在自然材料中其硬度僅次藍(lán)寶石的硬度非常高，在自然材料中其硬度僅次于金剛石，但是在于金剛石，但是在LED器件的制作過(guò)程中卻需要器件的制作過(guò)程中卻需要對(duì)它進(jìn)行減薄和切割（從對(duì)它進(jìn)行減薄和切割（從400nm減到減到100nm左左右）。右）。 1、藍(lán)寶石作為襯底存的一些問(wèn)題、藍(lán)寶石作為襯底存的一些問(wèn)題 （4）導(dǎo)熱性能不是很好）導(dǎo)熱性能不是很好（在（在100約為約為25W/（mK）。 為了克服以上困難，很多人試圖將為了克服以上困難，很多人試圖將GaN光電器件光電器件直接生長(zhǎng)

8、在硅襯底上，從而改善導(dǎo)熱和導(dǎo)電性直接生長(zhǎng)在硅襯底上，從而改善導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能。能。 2、硅襯底、硅襯底 硅是熱的良導(dǎo)體，所以器件的導(dǎo)熱性能可以明顯改善，硅是熱的良導(dǎo)體，所以器件的導(dǎo)熱性能可以明顯改善，從而延長(zhǎng)了器件的壽命。從而延長(zhǎng)了器件的壽命。 電極制作：硅襯底的芯片電極可采用兩種接觸方式，電極制作：硅襯底的芯片電極可采用兩種接觸方式，分別是分別是L接觸接觸（Laterial-contact ,水平接觸）和水平接觸）和V接觸接觸（Vertical-contact，垂直接觸），以下簡(jiǎn)稱(chēng)為，垂直接觸），以下簡(jiǎn)稱(chēng)為L(zhǎng)型電型電極和極和V型電極。通過(guò)這兩種接觸方式，型電極。通過(guò)這兩種接觸方式，LED芯片內(nèi)

9、部芯片內(nèi)部的電流可以是橫向流動(dòng)的，也可以是縱向流動(dòng)的。由的電流可以是橫向流動(dòng)的，也可以是縱向流動(dòng)的。由于電流可以縱向流動(dòng)，因此增大了于電流可以縱向流動(dòng)，因此增大了LED的發(fā)光面積，的發(fā)光面積，從而提高了從而提高了LED的出光效率。的出光效率。 2、硅襯底、硅襯底 應(yīng)用：目前有部分應(yīng)用：目前有部分LED芯片采用硅襯底芯片采用硅襯底 ，如上面提到，如上面提到的的GaN材料的藍(lán)光材料的藍(lán)光LED3、碳化硅襯底、碳化硅襯底 美國(guó)的美國(guó)的CREE公司專(zhuān)門(mén)采用公司專(zhuān)門(mén)采用SiC材料作為襯底材料作為襯底3、碳化硅襯底特點(diǎn)、碳化硅襯底特點(diǎn) 電極：電極：L型電極設(shè)計(jì)，電流是縱向流動(dòng)的，兩個(gè)型電極設(shè)計(jì)，電流是縱向

10、流動(dòng)的，兩個(gè)電極分布在器件的表面和底部，所產(chǎn)生的熱量可電極分布在器件的表面和底部，所產(chǎn)生的熱量可以通過(guò)電極直接導(dǎo)出；同時(shí)這種襯底不需要電流以通過(guò)電極直接導(dǎo)出；同時(shí)這種襯底不需要電流擴(kuò)散層，因此光不會(huì)被電流擴(kuò)散層的材料吸收，擴(kuò)散層，因此光不會(huì)被電流擴(kuò)散層的材料吸收，這樣又提高了出光效率。這樣又提高了出光效率。 導(dǎo)熱：碳化硅襯底的導(dǎo)熱性能（碳化硅的導(dǎo)熱系導(dǎo)熱：碳化硅襯底的導(dǎo)熱性能（碳化硅的導(dǎo)熱系數(shù)為數(shù)為490W/(mK)）要比藍(lán)寶石襯底高出）要比藍(lán)寶石襯底高出10倍以倍以上。采用這種襯底制作的器件的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能上。采用這種襯底制作的器件的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能都非常好，有利于做成面積較大的大功率器件。都

11、非常好，有利于做成面積較大的大功率器件。 成本：但是相對(duì)于藍(lán)寶石襯底而言，碳化硅制造成本：但是相對(duì)于藍(lán)寶石襯底而言，碳化硅制造成本較高，實(shí)現(xiàn)其商業(yè)化還需要降低相應(yīng)的成本。成本較高，實(shí)現(xiàn)其商業(yè)化還需要降低相應(yīng)的成本。4、藍(lán)寶石襯底與碳化硅襯底的、藍(lán)寶石襯底與碳化硅襯底的LED芯片芯片4、三種襯底的性能比較、三種襯底的性能比較 三、三、LED外延片的制作外延片的制作外延片制作技術(shù)分類(lèi)外延片制作技術(shù)分類(lèi) 1 1、液相外延：紅色、綠色、液相外延：紅色、綠色LEDLED外延片。外延片。 2 2、氣相外延：黃色、橙色、氣相外延：黃色、橙色LEDLED外延片。外延片。 3 3、分子束外延、分子束外延 4 4

12、、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積外延、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積外延MOCVDMOCVD1、MOCVD設(shè)備工作原理設(shè)備工作原理載流氣體載流氣體金屬有機(jī)反應(yīng)源金屬有機(jī)反應(yīng)源 反應(yīng)腔反應(yīng)腔 反應(yīng)通氣裝置反應(yīng)通氣裝置真空泵真空泵阻斷裝置阻斷裝置壓力控制壓力控制2、MOCVD設(shè)備工作原理說(shuō)明設(shè)備工作原理說(shuō)明MOCVD成長(zhǎng)外延片過(guò)程成長(zhǎng)外延片過(guò)程載流氣體通過(guò)金屬有機(jī)反應(yīng)源的容器載流氣體通過(guò)金屬有機(jī)反應(yīng)源的容器時(shí)，將反應(yīng)源的飽和蒸氣帶至反應(yīng)腔時(shí)，將反應(yīng)源的飽和蒸氣帶至反應(yīng)腔中與其它反應(yīng)氣體混合，然后在被加中與其它反應(yīng)氣體混合，然后在被加熱的基板上面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)促成薄膜熱的基板上面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)促成薄膜的成長(zhǎng)。的成長(zhǎng)。 因此

13、是一種鍍膜技術(shù)，是因此是一種鍍膜技術(shù)，是鍍膜過(guò)程。鍍膜過(guò)程。MOCVD方法方法 影響蒸鍍層的生長(zhǎng)速率和性質(zhì)的因素：影響蒸鍍層的生長(zhǎng)速率和性質(zhì)的因素： 溫度溫度 壓力壓力 反應(yīng)物種類(lèi)反應(yīng)物種類(lèi) 反應(yīng)物濃度反應(yīng)物濃度 反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)時(shí)間 襯底種類(lèi)襯底種類(lèi) 襯底表面性質(zhì)等襯底表面性質(zhì)等 參數(shù)由參數(shù)由MOCVD軟件計(jì)算，自動(dòng)控制完成，同時(shí)要實(shí)軟件計(jì)算，自動(dòng)控制完成，同時(shí)要實(shí)驗(yàn)修正摸索。驗(yàn)修正摸索。MOCVD方法方法外延片生長(zhǎng)中不可忽視的微觀動(dòng)力學(xué)問(wèn)題外延片生長(zhǎng)中不可忽視的微觀動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 反應(yīng)物擴(kuò)散到襯底表面反應(yīng)物擴(kuò)散到襯底表面 襯底表面的化學(xué)反應(yīng)襯底表面的化學(xué)反應(yīng) 固態(tài)生長(zhǎng)物的沉積固態(tài)生長(zhǎng)物的沉積 氣態(tài)

14、產(chǎn)物的擴(kuò)散脫離氣態(tài)產(chǎn)物的擴(kuò)散脫離MOCVD方法方法 反應(yīng)氣體在襯底的吸附反應(yīng)氣體在襯底的吸附 表面擴(kuò)散表面擴(kuò)散 化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng) 固態(tài)生成物的成核和生長(zhǎng)固態(tài)生成物的成核和生長(zhǎng) 氣態(tài)生成物的脫附過(guò)程等氣態(tài)生成物的脫附過(guò)程等 注意：反應(yīng)速率最慢的過(guò)程是控制反應(yīng)速率的步驟，注意：反應(yīng)速率最慢的過(guò)程是控制反應(yīng)速率的步驟，也是決定沉積膜組織形態(tài)與各種性質(zhì)的關(guān)鍵。也是決定沉積膜組織形態(tài)與各種性質(zhì)的關(guān)鍵。MOCVD反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 進(jìn)料區(qū)進(jìn)料區(qū) 反應(yīng)室反應(yīng)室 廢氣處理系統(tǒng)廢氣處理系統(tǒng)MOCVD反應(yīng)系統(tǒng)的技術(shù)要求反應(yīng)系統(tǒng)的技術(shù)要求 提供潔靜的環(huán)境。提供潔靜的環(huán)境。 反應(yīng)物抵達(dá)襯底之前應(yīng)充分混合，以確保

15、外延反應(yīng)物抵達(dá)襯底之前應(yīng)充分混合，以確保外延層的成分均勻。層的成分均勻。 反應(yīng)物氣流需在襯底的上方保持穩(wěn)定的流動(dòng)，反應(yīng)物氣流需在襯底的上方保持穩(wěn)定的流動(dòng)，以確保外延層厚度均勻。以確保外延層厚度均勻。 反應(yīng)物提供系統(tǒng)應(yīng)切換迅速，以長(zhǎng)出上下層接反應(yīng)物提供系統(tǒng)應(yīng)切換迅速，以長(zhǎng)出上下層接口分明的多層結(jié)構(gòu)。口分明的多層結(jié)構(gòu)。MOCVD參數(shù)實(shí)例參數(shù)實(shí)例南京大學(xué)省光電信息功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室使用南京大學(xué)省光電信息功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室使用MOCVD參數(shù)實(shí)例參數(shù)實(shí)例系統(tǒng)簡(jiǎn)介系統(tǒng)簡(jiǎn)介 本系統(tǒng)為英國(guó)本系統(tǒng)為英國(guó)Thomas Swan公司制造，具有世界公司制造，具有世界先進(jìn)水平的商用金屬有機(jī)源氣相外延先進(jìn)水平的商用金屬有

16、機(jī)源氣相外延(MOCVD)材料生材料生長(zhǎng)系統(tǒng)，可用于制備以長(zhǎng)系統(tǒng)，可用于制備以GaN為代表的第三代半導(dǎo)體材為代表的第三代半導(dǎo)體材料。在高亮度的藍(lán)光發(fā)光二極管料。在高亮度的藍(lán)光發(fā)光二極管(LED)、激光器、激光器(LD)、日盲紫外光電探測(cè)器、高效率太陽(yáng)能電池、高頻大功日盲紫外光電探測(cè)器、高效率太陽(yáng)能電池、高頻大功率 電 子 器 件 領(lǐng) 域 中 具 有 廣 泛 的 應(yīng) 用 。率 電 子 器 件 領(lǐng) 域 中 具 有 廣 泛 的 應(yīng) 用 。 MOCVD參數(shù)實(shí)例參數(shù)實(shí)例 該設(shè)備承擔(dān)并完成國(guó)家該設(shè)備承擔(dān)并完成國(guó)家“863”、國(guó)防、國(guó)防“973”計(jì)劃項(xiàng)目和江蘇省自然科學(xué)基金等多項(xiàng)研究任計(jì)劃項(xiàng)目和江蘇省自然科

17、學(xué)基金等多項(xiàng)研究任務(wù)。首次用務(wù)。首次用MOCVD方法在方法在LiAlO2襯底上實(shí)現(xiàn)襯底上實(shí)現(xiàn)非極化非極化GaN/InGaN量子阱生長(zhǎng)和量子阱生長(zhǎng)和LED器件制備，器件制備，成果達(dá)到同期國(guó)際水平；研制的新型半導(dǎo)體成果達(dá)到同期國(guó)際水平；研制的新型半導(dǎo)體InN材料其相關(guān)技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平；制備高質(zhì)材料其相關(guān)技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平；制備高質(zhì)量的用于紫外探測(cè)器結(jié)構(gòu)材料性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)量的用于紫外探測(cè)器結(jié)構(gòu)材料性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先水平。際先水平。MOCVD參數(shù)實(shí)例參數(shù)實(shí)例 設(shè)備參數(shù)和配置：設(shè)備參數(shù)和配置： 外延片外延片32 英寸英寸/爐爐 反應(yīng)腔溫度控制：反應(yīng)腔溫度控制：1200 壓力控制：壓力控制：0800

18、Torr（1 Torr133.32Pa ） 激光干涉在位生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)激光干涉在位生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 反應(yīng)氣體：氨氣，硅烷（純度：反應(yīng)氣體：氨氣，硅烷（純度：6N=99.9999% ） 載氣：氫氣，氮?dú)?；（純度：載氣：氫氣，氮?dú)?；（純度?N） MOCVD源：三甲基鎵源：三甲基鎵(TMGa)，三甲基銦，三甲基銦(TMIn), 三甲基鋁三甲基鋁(TMAl)，二茂基鎂，二茂基鎂(Cp2Mg)國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)MOCVD設(shè)備設(shè)備 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十八研究所中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十八研究所l上游產(chǎn)業(yè)上游產(chǎn)業(yè)2、國(guó)產(chǎn)、國(guó)產(chǎn)MOCVD設(shè)備指標(biāo)設(shè)備指標(biāo) 產(chǎn)品描述：產(chǎn)品描述：GaN-MOCVD設(shè)備是集精密機(jī)械、電子、

19、設(shè)備是集精密機(jī)械、電子、物理、光學(xué)、計(jì)算機(jī)多學(xué)科為一體，是一種自動(dòng)化程物理、光學(xué)、計(jì)算機(jī)多學(xué)科為一體，是一種自動(dòng)化程度高、價(jià)格昂貴、技術(shù)集成度高的尖端電子專(zhuān)用設(shè)備，度高、價(jià)格昂貴、技術(shù)集成度高的尖端電子專(zhuān)用設(shè)備，用于用于GaN系半導(dǎo)體材料的外延生長(zhǎng)和藍(lán)色、綠色或紫系半導(dǎo)體材料的外延生長(zhǎng)和藍(lán)色、綠色或紫色色LED芯片的制造，是國(guó)家半導(dǎo)體照明（白光芯片的制造，是國(guó)家半導(dǎo)體照明（白光LED）工程實(shí)施中最為關(guān)鍵的芯片制造設(shè)備，也是光電子行工程實(shí)施中最為關(guān)鍵的芯片制造設(shè)備，也是光電子行業(yè)最有發(fā)展前景的專(zhuān)用設(shè)備。業(yè)最有發(fā)展前景的專(zhuān)用設(shè)備。2、國(guó)產(chǎn)、國(guó)產(chǎn)MOCVD設(shè)備指標(biāo)設(shè)備指標(biāo) 生產(chǎn)能力：生產(chǎn)能力：2（1

20、英寸英寸=25.4mm）基）基片，片，6片片/批；批； 基片溫度及精度：基片溫度及精度：30012001； 升溫速度：升溫速度：10 /s； 載片臺(tái)轉(zhuǎn)速：載片臺(tái)轉(zhuǎn)速：10200rpm（轉(zhuǎn)數(shù)（轉(zhuǎn)數(shù)/分）；分）； 反應(yīng)室壓控范圍：反應(yīng)室壓控范圍：0.010.13Mpa； 界面友好，操作簡(jiǎn)單。界面友好，操作簡(jiǎn)單。2、MOCVD設(shè)備操作培訓(xùn)與就業(yè)設(shè)備操作培訓(xùn)與就業(yè) 2008年年7月月24日，中國(guó)（深圳）國(guó)際半導(dǎo)體照明展覽日，中國(guó)（深圳）國(guó)際半導(dǎo)體照明展覽會(huì)期間，會(huì)期間， “MOCVD技術(shù)國(guó)際短期培訓(xùn)班技術(shù)國(guó)際短期培訓(xùn)班”。最新的。最新的MOCVD技術(shù)。技術(shù)。 “GaN基發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)表征方法基發(fā)光二極

21、管結(jié)構(gòu)表征方法” “基于基于MOCVD生產(chǎn)的高功率光電子器生產(chǎn)的高功率光電子器” “MOCVD硬件及維護(hù)硬件及維護(hù)” “用于產(chǎn)品監(jiān)測(cè)的光學(xué)在位測(cè)量技術(shù)發(fā)展近況用于產(chǎn)品監(jiān)測(cè)的光學(xué)在位測(cè)量技術(shù)發(fā)展近況”設(shè)備的操作與維護(hù)及其重要設(shè)備的操作與維護(hù)及其重要3、重要的、重要的MOCVD MOCVD已經(jīng)成為工業(yè)界主要使用的鍍膜技術(shù)。已經(jīng)成為工業(yè)界主要使用的鍍膜技術(shù)。 使用使用MOCVD這種鍍膜技術(shù)制作這種鍍膜技術(shù)制作LED的外延片，即在的外延片，即在襯底上鍍多層膜。襯底上鍍多層膜。 外延片是外延片是LED生產(chǎn)的上游產(chǎn)業(yè)，在光電產(chǎn)業(yè)中扮演重生產(chǎn)的上游產(chǎn)業(yè)，在光電產(chǎn)業(yè)中扮演重要的角色。要的角色。 有些專(zhuān)家經(jīng)常用

22、一個(gè)國(guó)家或地區(qū)擁有有些專(zhuān)家經(jīng)常用一個(gè)國(guó)家或地區(qū)擁有MOCVD外延爐外延爐的數(shù)量來(lái)衡量這個(gè)國(guó)家或地區(qū)的光電行業(yè)的發(fā)展規(guī)模。的數(shù)量來(lái)衡量這個(gè)國(guó)家或地區(qū)的光電行業(yè)的發(fā)展規(guī)模。四、四、LED對(duì)外延片的技術(shù)要求對(duì)外延片的技術(shù)要求 1、外延材料具有適合的禁帶寬度、外延材料具有適合的禁帶寬度 2、外延材料的發(fā)光復(fù)合幾率大、外延材料的發(fā)光復(fù)合幾率大 3、 p型型n型兩種外延材料的電導(dǎo)率要高型兩種外延材料的電導(dǎo)率要高 4、外延層的完整性、外延層的完整性1、外延材料具有適合的禁帶寬度、外延材料具有適合的禁帶寬度 禁帶寬度決定發(fā)射波長(zhǎng)：禁帶寬度決定發(fā)射波長(zhǎng)： =1240/Eg LED的峰值發(fā)射波長(zhǎng)（的峰值發(fā)射波長(zhǎng)（

23、nm） Eg外延材料的禁帶寬度（外延材料的禁帶寬度（eV） Eg由材料性質(zhì)決定，可以通過(guò)調(diào)節(jié)外延材料的由材料性質(zhì)決定，可以通過(guò)調(diào)節(jié)外延材料的組分調(diào)整組分調(diào)整Eg。2、外延材料的發(fā)光復(fù)合幾率大、外延材料的發(fā)光復(fù)合幾率大 LED的發(fā)光原理：的發(fā)光原理：pn結(jié)處的空穴和電子的復(fù)合結(jié)處的空穴和電子的復(fù)合發(fā)光，同時(shí)伴有熱產(chǎn)生，復(fù)合幾率大，則發(fā)光發(fā)光，同時(shí)伴有熱產(chǎn)生，復(fù)合幾率大，則發(fā)光效率高。效率高。 InGaAlP材料，調(diào)整材料，調(diào)整Ga-Al組分，改變組分，改變Eg，得，得到黃綠到深紅的到黃綠到深紅的LED波長(zhǎng)。但改變組分的同時(shí)波長(zhǎng)。但改變組分的同時(shí)使得直接躍遷半導(dǎo)體材料變?yōu)殚g接躍遷，影響使得直接躍遷

24、半導(dǎo)體材料變?yōu)殚g接躍遷，影響發(fā)光效率。發(fā)光效率。3、 p型型n型兩種外延材料的電導(dǎo)率要高型兩種外延材料的電導(dǎo)率要高 影響電導(dǎo)率的因素：摻雜濃度、溫度、均勻性。影響電導(dǎo)率的因素：摻雜濃度、溫度、均勻性。 摻雜濃度：不應(yīng)小于摻雜濃度：不應(yīng)小于11017/cm3 參雜溫度：參雜溫度：MOCVD反應(yīng)腔溫度及材料特性反應(yīng)腔溫度及材料特性 參雜均勻型：參雜均勻型： MOCVD氣流平穩(wěn)、氣壓氣流平穩(wěn)、氣壓4、外延層的完整性、外延層的完整性 外延層的完整性：晶體的錯(cuò)位和空位缺陷，氧外延層的完整性：晶體的錯(cuò)位和空位缺陷，氧氣等雜質(zhì)。氣等雜質(zhì)。 影響完整性的因素：不同的外延技術(shù)、同一外影響完整性的因素：不同的外延

25、技術(shù)、同一外延技術(shù)不同的設(shè)備，同一設(shè)備不同的操作人員。延技術(shù)不同的設(shè)備，同一設(shè)備不同的操作人員。5、外延片檢測(cè)、外延片檢測(cè) 表面平整度表面平整度 厚度的均勻性厚度的均勻性 徑向電阻分布徑向電阻分布5、外延片檢測(cè)、外延片檢測(cè)外延片（晶圓）外延片（晶圓） 抽取九個(gè)點(diǎn)做參數(shù)測(cè)試抽取九個(gè)點(diǎn)做參數(shù)測(cè)試 5、SSP3112-W LED外延片光色電參數(shù)測(cè)試儀外延片光色電參數(shù)測(cè)試儀 杭州星譜光電科技有限公司杭州星譜光電科技有限公司 5、SSP3112-W LED外延片光色電參數(shù)測(cè)試儀外延片光色電參數(shù)測(cè)試儀五、五、LED芯片電極芯片電極P極和極和N極制作極制作 1.1引腳封裝結(jié)構(gòu)中，看到引腳封裝結(jié)構(gòu)中，看到LED結(jié)構(gòu)有內(nèi)部電極結(jié)構(gòu)有內(nèi)部電極和外部電極。和外部電極。 更一般的情況，任何半導(dǎo)體器件最終都要通過(guò)更一般的情況，任何半導(dǎo)體器件最終都要通過(guò)電極引線與外部電路相連接。電極引線與外部電路相連接。1、歐姆接觸電阻、歐姆接觸電阻 定義：電極金屬與半導(dǎo)體接觸部分定義：電極金屬與半導(dǎo)體接觸部分電極，電極，電流電流-電壓（電壓（I-V）呈現(xiàn)線性關(guān)系，線性關(guān)系比）呈現(xiàn)線性關(guān)系，線性關(guān)