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LED外延�
閱讀�17484�(shí)間:2010-09-07 15:04:40

  目前LED外延�生長(zhǎng)技�(shù)主要采用有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積方法,這種方法的引用是基于LED外延生長(zhǎng)基本原理,LED外延生長(zhǎng)的基本原理是在一塊加熱至適當(dāng)溫度的襯底基片(主要有藍(lán)寶石和SiC,Si)上,氣�(tài)物質(zhì)In,Ga,Al,P有控制的輸送到襯底表面,生�(zhǎng)出特定單晶薄��

生產(chǎn)制作

  LED外延片的生產(chǎn)制作過程是非常復(fù)�,展完外延片,接下來就在每張外延片隨意抽取九�(diǎn)做測(cè)�,符合要求的就是良品,其它為不良品(電壓偏差很大,波�(zhǎng)偏短或偏�(zhǎng)等)。LED良品的外延片就要開始做電極(P極,N極),接下來就用激光切割外延片,然后百分百分撿,根�(jù)不同的電�,波�(zhǎng),亮度�(jìn)行全自動(dòng)化分�,也就是形成led晶片(方片)。然后還要�(jìn)行目�(cè),把有一�(diǎn)缺陷或者電極有磨損的,分撿出來,這些就是后面的散�。此�(shí)在藍(lán)膜上有不符合正常出貨要求的晶�,也就自然成了邊片或毛片�。不良品的外延片(主要是有一些參�(shù)不符合要求),就不用來做方片,就直接做電極(P極,N極),也不做分檢了,也就是目前市�(chǎng)上的LED大圓片(這里面也有好東西,如方片等)�

  半導(dǎo)體制造商主要用拋光Si片(PW)和外延Si片作為IC的原材料�20世紀(jì)80年代早期開始使用外延�,它具有�(biāo)�(zhǔn)PW所不具有的某些電學(xué)特性并消除了許多在晶體生長(zhǎng)和其后的晶片加工中所引入的表�/近表面缺陷�

  歷史�,外延片是由Si片制造商生產(chǎn)并自�,在IC中用量不�,它需要在單晶Si片表面上沉積一薄的單晶Si�。一般外延層的厚度為2�20μm,而襯底Si厚度�610μm�150mm直徑片和725μm�200mm片)�

  外延沉積既可(同�(shí))一次加工多�,也可加工單片。單片反�(yīng)器可生產(chǎn)出質(zhì)量的外延層(厚度、電阻率均勻性好、缺陷少�;這種外延片用�150mm“前沿”產(chǎn)品和所有重�200 mm�(chǎn)品的生產(chǎn)�

  LED外延�(chǎn)品應(yīng)用于4�(gè)方面,CMOS互補(bǔ)金屬氧化物半�(dǎo)體支持了要求小器件尺寸的前沿工藝。CMOS�(chǎn)品是外延片的�(yīng)用領(lǐng)�,并被IC制造商用于不可恢復(fù)器件工藝,包括微處理器和邏輯芯片以及存儲(chǔ)器應(yīng)用方面的閃速存�(chǔ)器和DRAM(動(dòng)�(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)。分立半�(dǎo)體用于制造要求具有精密Si特性的元件?!捌娈悺保╡xotic)半�(dǎo)體類包含一些特種產(chǎn)�,它們要用非Si材料,其中許多要用化合物半導(dǎo)體材料并入外延層�。掩埋層半導(dǎo)體利用雙極晶體管元件�(nèi)�?fù)诫s區(qū)�(jìn)行物理隔�,這也是在外延加工中沉積的�

  目前�200 mm晶片�,外延片�1/3�2000�,包括掩埋層在內(nèi),用于邏輯器件的CMOS占所有外延片�69[%],DRAM�11[%],分立器件占20[%]。到2005年,CMOS邏輯將占55[%],DRAM�30[%],分立器件占15[%]�

工藝流程

  襯底 - �(jié)�(gòu)�(shè)�(jì) - 緩沖層生�(zhǎng) - N型GaN層生�(zhǎng) - 多量子阱�(fā)光層� - P型GaN層生�(zhǎng) - 退� - 檢測(cè)(光熒光、X射線� - 外延�

  外延�- �(shè)�(jì)、加工掩模版 - 光刻 - 離子刻蝕 - N型電極(鍍膜、退�、刻蝕) - P型電極(鍍膜、退�、刻蝕) - 劃片 - 芯片分檢、分�(jí)

  具體介紹如下�

  固定:將單晶硅棒固定在加工臺(tái)��

  切片:將單晶硅棒切成具有精確幾何尺寸的薄硅片。此過程中產(chǎn)生的硅粉采用水淋,產(chǎn)生廢水和硅渣�

  退火:雙工位熱氧化爐經(jīng)�?dú)獯祾吆螅眉t外加熱至300~500�,硅片表面和氧氣�(fā)生反�(yīng),使硅片表面形成二氧化硅保護(hù)��

  倒角:將退火的硅片�(jìn)行修整成圓弧�,防止硅片邊緣破裂及晶格缺陷�(chǎn)�,增加磊晶層及光阻層的平坦度。此過程中產(chǎn)生的硅粉采用水淋,產(chǎn)生廢水和硅渣�

  分檔檢測(cè):為保證硅片的規(guī)格和�(zhì)量,�(duì)其�(jìn)行檢�(cè)。此處會(huì)�(chǎn)生廢��

  研磨:用磨片劑除去切片和輪磨所造的鋸痕及表面損傷層,有效改善單晶硅片的曲度、平坦度與平行度,達(dá)到一�(gè)拋光過程可以處理的規(guī)�。此過程�(chǎn)生廢磨片劑�

  清洗:通過有機(jī)溶劑的溶解作�,結(jié)合超聲波清洗技�(shù)去除硅片表面的有�(jī)雜質(zhì)。此工序�(chǎn)生有�(jī)廢氣和廢有機(jī)溶劑�

  RCA清洗:通過多道清洗去除硅片表面的顆粒物�(zhì)和金屬離��

  具體工藝流程如下�

  SPM清洗:用H2SO4溶液和H2O2溶液按比例配成SPM溶液,SPM溶液具有很強(qiáng)的氧化能�,可將金屬氧化后溶于清洗�,并將有�(jī)污染物氧化成CO2和H2O。用SPM清洗硅片可去除硅片表面的有機(jī)污物和部分金�。此工序�(huì)�(chǎn)生硫酸霧和廢硫酸�

  DHF清洗:用一定濃度的氫氟酸去除硅片表面的自然氧化�,而附著在自然氧化膜上的金屬也被溶解到清洗液中,同�(shí)DHF抑制了氧化膜的形成。此過程�(chǎn)生氟化氫和廢氫氟��

  APM清洗� APM溶液由一定比例的NH4OH溶液、H2O2溶液組成,硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜(�6nm呈親水性),該氧化膜又被NH4OH腐蝕,腐蝕后立即又發(fā)生氧�,氧化和腐蝕反復(fù)�(jìn)�,因此附著在硅片表面的顆粒和金屬也隨腐蝕層而落入清洗液�(nèi)。此處產(chǎn)生氨氣和廢氨��

  HPM清洗:由HCl溶液和H2O2溶液按一定比例組成的HPM,用于去除硅表面的鈉、鐵、鎂和鋅等金屬污染物。此工序�(chǎn)生氯化氫和廢鹽酸�

  DHF清洗:去除上一道工序在硅表面產(chǎn)生的氧化�。磨片檢�(cè):檢�(cè)�(jīng)過研�、RCA清洗后的硅片的質(zhì)量,不符合要求的則從新�(jìn)行研磨和RCA清洗�

  腐蝕A/B:經(jīng)切片及研磨等�(jī)械加工后,晶片表面受加工�(yīng)力而形成的損傷�,通常采用化學(xué)腐蝕去除。腐蝕A是酸性腐�,用混酸溶液去除損傷�,產(chǎn)生氟化氫、NOX和廢混酸;腐蝕B是堿性腐蝕,用氫氧化鈉溶液去除損傷層,產(chǎn)生廢堿液。本�(xiàng)目一部分硅片采用腐蝕A,一部分采用腐蝕B。分檔監(jiān)�(cè):對(duì)硅片�(jìn)行損傷檢�(cè),存在損傷的硅片重新�(jìn)行腐蝕�

  粗拋光:使用一次研磨劑去除損傷�,一般去除量�10~20um。此處產(chǎn)生粗拋廢��

  精拋光:使用精磨劑改善硅片表面的微粗糙程�,一般去除量1 um以下,從而的到高平坦度硅�。產(chǎn)生精拋廢��

  檢測(cè):檢查硅片是否符合要�,如不符合則從新�(jìn)行拋光或RCA清洗。檢�(cè):查看硅片表面是否清�,表面如不清潔則從新刷洗,直至清��

  包裝:將單晶硅拋光片�(jìn)行包��

  芯片到制作成小芯片之�,是一張比較大的外延片,所以芯片制作工藝有切割這快,就是把外延片切割成小芯�。它�(yīng)該是LED制作過程中的一�(gè)�(huán)節(jié)

  LED晶片的作用:

  LED晶片為L(zhǎng)ED的主要原材料,LED主要依靠晶片來發(fā)光�

  LED晶片的組成:主要有砷(AS)�(AL)�(Ga)�(IN)�(P)�(N)�(Si)這幾種元素中的若干種組成�

  LED晶片的分�

  1、按�(fā)光亮度分�

  A、一般亮度:R﹑H﹑G﹑Y﹑E�

  B、高亮度:VG﹑VY﹑SR�

  C、超高亮度:UG﹑UY﹑UR﹑UYS﹑URF﹑UE�

  D、不可見�(紅外�):R﹑SIR﹑VIR﹑HIR

  E、紅外線接收管:PT

  F、光電管:PD

  2、按組成元素分:

  A、二元晶�(磷﹑�):H﹑G�

  B、三元晶片(磷﹑鎵﹑砷):SR﹑HR﹑UR�

  C、四元晶�(磷﹑鋁﹑鎵﹑�):SRF﹑HRF﹑URF﹑VY﹑HY﹑UY﹑UYS﹑UE﹑HE、UG

  LED晶片特性表�

  LED晶片型號(hào)�(fā)光顏色組成元素波�(zhǎng)(nm)晶片型�(hào)�(fā)光顏色組成元素波�(zhǎng)(nm�

  SBI�(lán)色lnGaN/sic 430 HY超亮黃色AlGalnP 595

  SBK較亮�(lán)色lnGaN/sic 468 SE高亮桔色GaAsP/GaP 610

  DBK較亮�(lán)色GaunN/Gan 470 HE超亮桔色AlGalnP 620

  SGL青綠色lnGaN/sic 502 UE最亮桔色AlGalnP 620

  DGL較亮青綠色LnGaN/GaN 505 URF最亮紅色AlGalnP 630

  DGM較亮青綠色lnGaN 523 E桔色GaAsP/GaP635

  PG純綠GaP 555 R紅色GAaAsP 655

  SG�(biāo)�(zhǔn)綠GaP 560 SR較亮紅色GaA/AS 660

  G綠色GaP 565 HR超亮紅色GaAlAs 660

  VG較亮綠色GaP 565 UR最亮紅色GaAlAs 660

  UG最亮綠色AIGalnP 574 H高紅GaP 697

  Y黃色GaAsP/GaP585 HIR紅外線GaAlAs 850

  VY較亮黃色GaAsP/GaP 585 SIR紅外線GaAlAs 880

  UYS最亮黃色AlGalnP 587 VIR紅外線GaAlAs 940

  UY最亮黃色AlGalnP 595 IR紅外線GaAs 940

襯底材料

  襯底材料是半�(dǎo)體照明產(chǎn)�(yè)技�(shù)�(fā)展的基石。不同的襯底材料,需要不同的外延生長(zhǎng)技�(shù)、芯片加工技�(shù)和器件封裝技�(shù),襯底材料決定了半導(dǎo)體照明技�(shù)的發(fā)展路�。襯底材料的選擇主要取決于以下九�(gè)方面�

  [1]�(jié)�(gòu)特性好,外延材料與襯底的晶體結(jié)�(gòu)相同或相近、晶格常�(shù)失配度小、結(jié)晶性能�、缺陷密�?�?/FONT>

  [2]界面特性好,有利于外延材料成核且黏附性強(qiáng)�

  [3]化學(xué)�(wěn)定性好,在外延生長(zhǎng)的溫度和氣氛中不容易分解和腐蝕;

  [4]熱學(xué)性能�,包括導(dǎo)熱性好和熱失配度小�

  [5]�(dǎo)電性好,能制成上下�(jié)�(gòu)�

  [6]光學(xué)性能�,制作的器件所�(fā)出的光被襯底吸收��

  [7]�(jī)械性能好,器件容易加工,包括減薄、拋光和切割��

  [8]�(jià)格低廉;

  [9]大尺�,一般要求直徑不小于2英吋�

  襯底的選擇要同時(shí)滿足以上九�(gè)方面是非常困難的。所�,目前只能通過外延生長(zhǎng)技�(shù)的變更和器件加工工藝的調(diào)整來適應(yīng)不同襯底上的半導(dǎo)體發(fā)光器件的研發(fā)和生�(chǎn)。用于氮化鎵研究的襯底材料比較多,但是能用于生產(chǎn)的襯底目前只有二�,即�(lán)寶石Al2O3和碳化硅SiC襯底。表2-4�(duì)五種用于氮化鎵生�(zhǎng)的襯底材料性能的優(yōu)劣�(jìn)行了定性比較�

  �2-4:用于氮化鎵生長(zhǎng)的襯底材料性能�(yōu)劣比�

  襯底材料 Al2O3 SiC Si ZnO GaN

  晶格失配� � � � � �(yōu)

  界面特� � � � � �(yōu)

  化學(xué)�(wěn)定� �(yōu) �(yōu) � � �(yōu)

  �(dǎo)熱性能 � �(yōu) �(yōu) �(yōu) �(yōu)

  熱失配度 � � � � �(yōu)

  �(dǎo)電� � �(yōu) �(yōu) �(yōu) �(yōu)

  光學(xué)性能 �(yōu) �(yōu) � �(yōu) �(yōu)

  �(jī)械性能 � � �(yōu) � �

  �(jià)� � � � � �

  尺寸 � � � � �

  1)氮化鎵襯底

  用于氮化鎵生�(zhǎng)的最理想的襯底自然是氮化鎵單晶材�,這樣可以大大提高外延膜的晶體�(zhì)量,降低位錯(cuò)密度,提高器件工作壽�,提高發(fā)光效率,提高器件工作電流密度??墒?,制備氮化鎵體單晶材料非常困�,到目前為止尚未有行之有效的辦法。有研究人員通過HVPE方法在其他襯�(如Al2O3、SiC、LGO)上生�(zhǎng)氮化鎵厚膜,然后通過剝離技�(shù)�(shí)�(xiàn)襯底和氮化鎵厚膜的分�,分離后的氮化鎵厚膜可作為外延用的襯�。這樣獲得的氮化鎵厚膜�(yōu)�(diǎn)非常明顯,即以它為襯底外延的氮化鎵薄膜的位錯(cuò)密度,比在Al2O3、SiC上外延的氮化鎵薄膜的位錯(cuò)密度要明顯低;但�(jià)格昂�。因而氮化鎵厚膜作為半導(dǎo)體照明的襯底之用受到限制�

  氮化鎵襯底生�(chǎn)技�(shù)和設(shè)備:

  缺乏氮化鎵襯底是阻礙氮化物研究的主要困難之一,也是造成氮化鎵發(fā)光器件�(jìn)展目前再次停頓的根本原因!雖然有人從高壓熔體中得到了單晶氮化鎵體材料,但尺寸很小,無法使�,目前主要是在藍(lán)寶石、硅、碳化硅襯底上生�(zhǎng)。雖然在�(lán)寶石襯底上可以生�(chǎn)出中低檔氮化鎵發(fā)光二極管�(chǎn)�,但�(chǎn)品只能在氮化鎵襯底上生產(chǎn)。目前只有日本幾家公司能夠提供氮化鎵襯底,價(jià)格奇�,一�2英寸襯底�(jià)格約1萬美�,這些襯底全部由HVPE(氫化物氣相外延)生�(chǎn)�

  HVPE是二十世紀(jì)六七十年代的技�(shù),由于它生長(zhǎng)速率很快(一分鐘一微米以上�,不能生�(zhǎng)量子�、超晶格等結(jié)�(gòu)材料,在八十年代被MOCVD、MBE等技�(shù)淘汰。然而,恰是由于它生�(zhǎng)速率�,可以生�(zhǎng)氮化鎵襯�,這種技�(shù)又在“死灰復(fù)燃”并受到重視??梢詳喽ǎ壱r底肯定會(huì)繼續(xù)�(fā)展并形成�(chǎn)�(yè)�,HVPE技�(shù)必然�(huì)重新受到重視。與高壓提拉法相�,HVPE方法更有望生�(chǎn)出可�(shí)用化的氮化鎵襯底。不過國(guó)際上目前還沒有商品化的設(shè)備出售�

  目前�(guó)�(nèi)外研究氮化鎵襯底是用MOCVD和HVPE兩臺(tái)�(shè)備分開�(jìn)行的。即先用MOCVD生長(zhǎng)0.1�1微米的結(jié)晶層,再用HVPE生長(zhǎng)�300微米的氮化鎵襯底�,將原襯底剝�、拋光等。由于生�(zhǎng)一�(gè)襯底需要在兩�(gè)生長(zhǎng)室中分兩次生�(zhǎng),需要降�、生�(zhǎng)停頓、取出等過程,這樣不可避免地會(huì)出現(xiàn)以下問題:①樣品表面粘污;②生長(zhǎng)停頓、降溫造成表面再構(gòu),影響下次生�(zhǎng)�

  今后研發(fā)的重�(diǎn)仍是尋找合適的生�(zhǎng)方法,大幅度降低其成��

  2� Al2O3襯底

  目前用于氮化鎵生�(zhǎng)的最普遍的襯底是Al2O3,其�(yōu)�(diǎn)是化�(xué)�(wěn)定性好、不吸收可見�、價(jià)格適�、制造技�(shù)相對(duì)成熟;不足方面雖然很�,但均一一被克服,如很大的晶格失配被過渡層生長(zhǎng)技�(shù)所克服,導(dǎo)電性能差通過同側(cè)P、N電極所克服,機(jī)械性能差不易切割通過激光劃片所克服,很大的熱失配對(duì)外延層形成壓�(yīng)力因而不�(huì)龜裂。但�,差的導(dǎo)熱性在器件小電流工作下沒有暴露出明顯不�,卻在功率型器件大電流工作下問題十分突出�

  �(guó)�(nèi)外Al2O3襯底今后的研�(fā)任務(wù)是生�(zhǎng)大直徑的Al2O3單晶,向4-6英吋方向�(fā)�,以及降低雜�(zhì)污染和提高表面拋光質(zhì)量�

  3)SiC襯底

  除了Al2O3襯底�,目前用于氮化鎵生長(zhǎng)襯底就是SiC,它在市�(chǎng)上的占有率位居第�,目前還未有第三種襯底用于氮化鎵LED的商�(yè)化生�(chǎn)。它有許多突出的�(yōu)�(diǎn),如化學(xué)�(wěn)定性好、導(dǎo)電性能好、導(dǎo)熱性能�、不吸收可見光等,但不足方面也很突出,如�(jià)格太�、晶體質(zhì)量難以達(dá)到Al2O3和Si那么�、機(jī)械加工性能比較�� 另外,SiC襯底吸收380 nm以下的紫外光,不適合用來研發(fā)380 nm以下的紫外LED。由于SiC襯底�(yōu)異的的導(dǎo)電性能和導(dǎo)熱性能,不需要象Al2O3襯底上功率型氮化鎵LED器件采用倒裝焊技�(shù)解決散熱問題,而是采用上下電極�(jié)�(gòu),可以比較好的解決功率型氮化鎵LED器件的散熱問�,故在發(fā)展中的半�(dǎo)體照明技�(shù)�(lǐng)域占有重要地��

  目前�(guó)際上能提供商用的高質(zhì)量的SiC襯底的廠家只有美�(guó)CREE公司。國(guó)�(nèi)外SiC襯底今后研發(fā)的任�(wù)是大幅度降低制造成本和提高晶體�(jié)晶質(zhì)��

  4)Si襯底

  在硅襯底上制備發(fā)光二極管是本�(lǐng)域里�(mèng)寐以求的一件事情,�?yàn)橐坏┘夹g(shù)獲得突破,外延生�(zhǎng)成本和器件加工成本將大幅度下�。Si片作為GaN材料的襯底有許多�(yōu)�(diǎn),如晶體�(zhì)量高,尺寸大,成本低,易加工,良好的�(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和熱穩(wěn)定性等。然�,由于GaN外延層與Si襯底之間存在巨大的晶格失配和熱失�,以及在GaN的生�(zhǎng)過程中容易形成非晶氮化硅,所以在Si 襯底上很難得到無龜裂及器件級(jí)�(zhì)量的GaN材料。另�,由于硅襯底�(duì)光的吸收�(yán)重,LED出光效率�。目前國(guó)外文�(xiàn)�(bào)�(dǎo)的硅襯底上藍(lán)光LED光功率水平是420mW,是德國(guó)Magdeburg大學(xué)研制�。日本Nagoya技�(shù)研究所今年在上海國(guó)際半�(dǎo)體照明論壇上�(bào)道的硅襯底上�(lán)光LED光輸出功率為18 mW�

  5)ZnO襯底

  之所以ZnO作為GaN外延的候選襯底,是�?yàn)樗麄儍烧呔哂蟹浅s@人的相似之處。兩者晶體結(jié)�(gòu)相同、晶格失配度非常�,禁帶寬度接近(能帶不連續(xù)值小,接觸勢(shì)�?。5?,ZnO作為GaN外延襯底的致命的弱點(diǎn)是在GaN外延生長(zhǎng)的溫度和氣氛中容易分解和被腐蝕。目�,ZnO半導(dǎo)體材料尚不能用來制造光電子器件或高溫電子器件,主要是材料質(zhì)量達(dá)不到器件水平和P型摻雜問題沒有真正解�,適合ZnO基半�(dǎo)體材料生�(zhǎng)的設(shè)備尚未研制成�。今后研�(fā)的重�(diǎn)是尋找合適的生長(zhǎng)方法�

  但是,ZnO本身是一種有潛力的發(fā)光材料� ZnO的禁帶寬度為3.37 eV,屬直接帶隙,和GaN、SiC、金剛石等寬禁帶半導(dǎo)體材料相�,它�380 nm附近紫光波段�(fā)�?jié)�?,是高效紫光�(fā)光器�、低閾值紫光半�(dǎo)體激光器的候選材料。這是�?yàn)椋琙nO的激子束縛能高達(dá)60 meV,比其他半導(dǎo)體材料高得多(GaN�26 meV),因而具有比其他材料更高的發(fā)光效��

  另外ZnO材料的生�(zhǎng)非常安全,可以采用沒有任何毒性的水為氧源,用有機(jī)金屬鋅為鋅源。因�,今后ZnO材料的生�(chǎn)是真正意義上的綠色生�(chǎn),原材料鋅和水資源豐�、價(jià)格便宜,有利于大�(guī)模生�(chǎn)和持�(xù)�(fā)��

�(fā)展趨�(shì)

  從LED工作原理可知,外延片材料是LED的核心部�,事�(shí)�,LED的波�(zhǎng)、亮�、正向電壓等主要光電參數(shù)基本上取決于外延片材�。外延片技�(shù)與設(shè)備是 外延片制造技�(shù)的關(guān)鍵所�,金屬有�(jī)物化�(xué)氣相淀�(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition,簡(jiǎn)稱MOCVD)技�(shù)生長(zhǎng)III-V�,II-VI族化合物及合金的薄層單晶的主要方法。下面是�(guān)于LED未來外延片技�(shù)的一些發(fā)展趨�(shì)�

  1.改�(jìn)兩步法生�(zhǎng)工藝

  目前商業(yè)化生�(chǎn)采用的是兩步生長(zhǎng)工藝,但一次可裝入襯底�(shù)有限�6片機(jī)比較成熟�20片左右的�(jī)�(tái)還在成熟�,片�(shù)較多后導(dǎo)致外延片均勻性不夠。發(fā)展趨�(shì)� 兩�(gè)方向:一是開�(fā)可一次在反應(yīng)室中裝入更多�(gè)襯底外延片生�(zhǎng),更加適合于�(guī)模化生產(chǎn)的技�(shù),以降低成本;另外一�(gè)方向是高度自�(dòng)化的可重�(fù)性的單片�(shè)��

  2.氫化物汽相外延片(HVPE)技�(shù)

  采用這種技�(shù)可以快速生�(zhǎng)出低位元�(cuò)密度的厚�,可以用做采用其他方法�(jìn)行同�(zhì)外延片生�(zhǎng)的襯底。并且和襯底分離的GaN薄膜有可能成為體單晶GaN芯片的替代品。HVPE的缺�(diǎn)是很難精確控制膜厚,反應(yīng)氣體�(duì)�(shè)備具有腐蝕�,影響GaN材料純度的�(jìn)一步提��

  3.選擇性外延片生長(zhǎng)或側(cè)向外延片生長(zhǎng)技�(shù)

  采用這種技�(shù)可以�(jìn)一步減少位元錯(cuò)密度,改善GaN外延片層的晶體品�(zhì)。首先在合適的襯底上(�(lán)寶石或碳化硅)沉積一層GaN,再在其上沉積一層多晶態(tài)� SiO掩膜�,然后利用光刻和刻蝕技�(shù),形成GaN視窗和掩膜層�。在隨后的生�(zhǎng)過程中,外延片GaN首先在GaN視窗上生�(zhǎng),然后再橫向生長(zhǎng)于SiO� ��

  4.懸空外延片技�(shù)(Pendeo-epitaxy)

  采用這種方法可以大大減少由于襯底和外延片層之間晶格失配和熱失配引�(fā)的外延片層中大量的晶格缺�,從而�(jìn)一步提高GaN外延片層的晶體品�(zhì)。首先在合適的襯底上( 6H-SiC或Si)采用兩步工藝生長(zhǎng)GaN外延片層。然后對(duì)外延片膜�(jìn)行選區(qū)刻蝕,一直深入到襯底。這樣就形成了GaN/緩沖�/襯底的柱狀�(jié)�(gòu)和溝槽交� 的形狀。然后再�(jìn)行GaN外延片層的生�(zhǎng),此�(shí)生長(zhǎng)的GaN外延片層懸空于溝槽上�,是在原GaN外延片層�(cè)壁的橫向外延片生�(zhǎng)。采用這種方法,不需要掩膜,因此避免了GaN和醃膜材料之間的接觸�

  5.研發(fā)波長(zhǎng)短的UV LED外延片材�

  它為�(fā)展UV三基色螢光粉白光LED奠定扎實(shí)基礎(chǔ)??晒︰V光激�(fā)的高效螢光粉很多,其�(fā)光效率比目前使用的YAG:Ce體系高許�,這樣容易使白光LED上到新臺(tái)��

  6.開發(fā)多量子阱型芯片技�(shù)

  多量子阱型是在芯片發(fā)光層的生�(zhǎng)過程中,摻雜不同的雜�(zhì)以制造結(jié)�(gòu)不同的量子阱,通過不同量子阱發(fā)出的多種光子�(fù)合直接發(fā)出白�。該方法提高�(fā)光效率,可降低成�,降低包裝及電路的控制難度;但技�(shù)難度相對(duì)較大�

  7.開發(fā)「光子再迴圈」技�(shù)

  日本Sumitomo�1999�1月研制出ZnSe材料的白光LED。其技�(shù)是先在ZnSe單晶基底上生�(zhǎng)一層CdZnSe薄膜,通電后該薄膜�(fā)出的�(lán) 光與基板ZnSe作用�(fā)出互�(bǔ)的黃�,從而形成白光光�。美�(guó)Boston大學(xué)光子研究中心用同樣的方法在藍(lán)光GaN-LED上疊放一層AlInGaP� �(dǎo)體復(fù)合物,也生成了白光�

維庫(kù)電子�,電子知�(shí),一查百��

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