LED相關(guān)術(shù)語(yǔ)知識(shí)點(diǎn)

1、LED 相關(guān)術(shù)語(yǔ)目錄一、 MOCVD 工藝簡(jiǎn)介 1二、歐姆接觸 2三、真空蒸發(fā)鍍膜法(簡(jiǎn)稱真空蒸鍍) 3四、ICP刻蝕技術(shù)4五、常用半導(dǎo)體的折射率 5一、 MOCVD 工藝簡(jiǎn)介1. MOCV設(shè)備將U或川族金屬有機(jī)化合物與W或V族元素的氫化物相混合后通 入反應(yīng)腔， 混合氣體流經(jīng)加熱的襯底表面時(shí)， 在襯底表面發(fā)生熱分解反應(yīng)， 并外 延生長(zhǎng)成化合物單晶薄膜。2. (與其他外延生長(zhǎng)技術(shù)相比)，MOCV技術(shù)有著如下優(yōu)點(diǎn)：(1) 可以通過(guò)精確控制氣態(tài)源的流量和通斷時(shí)間來(lái)控制外延層的組分、摻 雜濃度、厚度等。可以用于生長(zhǎng)薄層和超薄層材料。(2) 反應(yīng)室中氣體流速較快。因此，在需要改變多元化合物的組分和摻雜

2、濃度時(shí)， 可以迅速進(jìn)行改變， 減小記憶效應(yīng)發(fā)生的可能性。 這有利于獲得陡峭的 界面，適于進(jìn)行異質(zhì)結(jié)構(gòu)和超晶格、量子阱材料的生長(zhǎng)。(3) 晶體生長(zhǎng)是以熱解化學(xué)反應(yīng)的方式進(jìn)行的，是單溫區(qū)外延生長(zhǎng)。只要 控制好反應(yīng)源氣流和溫度分布的均勻性，就可以保證外延材料的均勻性。因此， 適于多片和大片的外延生長(zhǎng)，便于工業(yè)化大批量生產(chǎn)。(4) 通常情況下，晶體生長(zhǎng)速率與川族源的流量成正比，因此，生長(zhǎng)速率 調(diào)節(jié)范圍較廣。較快的生長(zhǎng)速率適用于批量生長(zhǎng)。( 5 )使用較靈活。3. MOCVD技術(shù)的主要缺點(diǎn) 大部分均與其所采用的反應(yīng)源有關(guān)。首先是所采用的 金屬有機(jī)化合物和氫化物源價(jià)格較為昂貴， 其次是由于部分源易燃易爆或

3、者有毒， 因此有一定的危險(xiǎn)性， 并且，反應(yīng)后產(chǎn)物需要進(jìn)行無(wú)害化處理， 以避免造成環(huán)境 污染。另外，由于所采用的源中包含其他元素(如 C, H等)，需要對(duì)反應(yīng)過(guò)程進(jìn) 行仔細(xì)控制以避免引入非故意摻雜的雜質(zhì)。4. 通常MOCV生長(zhǎng)的過(guò)程描述如下：被精確控制流量的反應(yīng)源材料在載氣（通 常為H2,也有的系統(tǒng)采用N2）的攜帶下被通入石英或者不銹鋼的反應(yīng)室，在襯 底上發(fā)生表面反應(yīng)后生長(zhǎng)外延層， 襯底是放置在被加熱的基座上的。 在反應(yīng)后殘 留的尾氣被掃出反應(yīng)室，通過(guò)去除微粒和毒性的尾氣處理裝置后被排出系統(tǒng)。 MOCV工作原理如圖所示。、歐姆接觸1. 金屬- 半導(dǎo)體接觸的基本原理從性質(zhì)上可以將金屬 - 半導(dǎo)體接

4、觸分為 肖特基接觸和歐姆接觸 。肖特基接觸 的特點(diǎn)是接觸區(qū)的電流 - 電壓特性是非線性的，呈現(xiàn)出二極管的特性，因而具有 整流效應(yīng)，所以肖特基接觸又叫整流接觸。 歐姆接觸的特點(diǎn)是不產(chǎn)生明顯的附加 阻抗，而且不會(huì)使半導(dǎo)體內(nèi)部的平衡載流子濃度產(chǎn)生明顯的改變。 理想的歐姆 接觸的接觸電阻與半導(dǎo)體器件相比應(yīng)當(dāng)很小， 當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)， 歐姆接觸上的電 壓降應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)小于半導(dǎo)體器件本身的電壓降，因而這種接觸不會(huì)影響器件的電流 - 電壓特性 1 。下面將從理論上對(duì)金屬 - 半導(dǎo)體接觸進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。（ 1）歐姆接觸 前面提到： 當(dāng)金屬 -半導(dǎo)體接觸的接觸區(qū)的 I-V 曲線是線性的，并且接觸電阻相 對(duì)于半導(dǎo)體體電阻

5、可以忽略不計(jì)時(shí)，則可被定義為歐姆接觸（ ohmic contact ）。良好的歐姆接觸并不會(huì)降低器件的性能， 并且當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)產(chǎn)生的電壓降比器 件上的電壓降還要小。（ 2）歐姆接觸的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 良好的歐姆接觸的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是： 接觸電阻很低，以至于不會(huì)影響器件的歐姆特性，即不會(huì)影響器件I-V的線性關(guān)系。對(duì)于器件電阻較高的情況下（例如LED器件等），可以允許有較大的接觸電阻。但是目前隨著器件小型化的發(fā)展，要求的接觸電阻要更小。 熱穩(wěn)定性要高，包括在器件加工過(guò)程和使用過(guò)程中的熱穩(wěn)定性。在熱循環(huán)的 作用下，歐姆接觸應(yīng)該保持一個(gè)比較穩(wěn)定的狀態(tài)， 即接觸電阻的變化要小， 盡可 能地保持一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)值。 歐姆

6、接觸的表面質(zhì)量要好，且金屬電極的黏附強(qiáng)度要高。金屬在半導(dǎo)體中的 水平擴(kuò)散和垂直擴(kuò)散的深度要盡可能淺，金屬表面電阻也要足夠低。（3）歐姆接觸電極的制作要點(diǎn)上節(jié)指出，制作歐姆接觸時(shí)， 可以提高摻雜濃度或降低勢(shì)壘高度， 或者兩者并用。 這就為如何制得良好的歐姆接觸提供了指導(dǎo)。主要有以下方面： 半導(dǎo)體襯底材料的選擇摻雜濃度越高的襯底越容易形成歐姆接觸。 因此，通常選擇重?fù)诫s的襯底來(lái)制作 歐姆接觸?？梢酝ㄟ^(guò)多種方式來(lái)提高摻雜濃度， 常用的方法是在半導(dǎo)體生長(zhǎng)過(guò)程 中增加雜質(zhì)含量，或者通過(guò)離子注入等方式來(lái)在半導(dǎo)體表面形成重?fù)诫s。 金屬電極的選擇降低勢(shì)壘高度也有利于形成良好的歐姆接觸。 理論上講，對(duì)于n型半導(dǎo)

7、體，如果 金屬的功函數(shù)比半導(dǎo)體的功函數(shù)小，即 m©s時(shí)，金屬和半導(dǎo)體一經(jīng)接觸便能 形成歐姆接觸。 但實(shí)際上， 我們很難找到功函數(shù)比半導(dǎo)體小的金屬， 金屬和半導(dǎo) 體接觸時(shí)總會(huì)產(chǎn)生勢(shì)壘。 所以選擇電極金屬的原則是金屬和半導(dǎo)體的功函數(shù)的差 值盡可能小，盡可能降低勢(shì)壘高度。3 合金條件的選擇合金是使電極金屬和半導(dǎo)體緊密接觸的工藝。 具體的說(shuō)是指在半導(dǎo)體表面蒸鍍好 金屬電極后， 在一定的氣氛保護(hù)下， 在某一特定的溫度， 使蒸鍍好電極的半導(dǎo)體 材料在其中保溫一段時(shí)間。 合金的溫度和時(shí)間決定了能否在接觸界面形成高摻雜 層、能否形成歐姆接觸。 在保溫過(guò)程中， 金屬電極和半導(dǎo)體材料通過(guò)發(fā)生一系列 的物

8、理、化學(xué)反應(yīng)， 能夠明顯的降低金半接觸區(qū)的勢(shì)壘高度， 使電子比較容易的 通過(guò)金半接觸區(qū)，形成比較好的歐姆接觸。通常認(rèn)為功函數(shù)較大金屬適合于制備 P型GaN的歐姆接觸。常用金屬有：Pt、Ni、Au、Pd W Cr、Mg等。、真空蒸發(fā)鍍膜法（簡(jiǎn)稱真空蒸鍍）1. 概念： 在真空環(huán)境中，將材料加熱并鍍到基片上稱為真空蒸鍍，或叫真空鍍 膜。真空蒸鍍是將待成膜的物質(zhì)置于真空中進(jìn)行蒸發(fā)或升華， 使之在工件或基片 表面析出的過(guò)程。 真空蒸鍍中的金屬鍍層通常為鋁膜， 但其它金屬也可通過(guò)蒸發(fā) 沉積。2. 真空蒸發(fā)鍍膜的三種基本過(guò)程：(1) 熱蒸發(fā)過(guò)程(2) 氣化原子或分子在蒸發(fā)源與基片之間的輸運(yùn)，即這些粒子在環(huán)境

9、氣氛中的升 華。(3) 蒸發(fā)原子或分子在基片表面上的淀積過(guò)程，即是蒸氣凝聚、成核、核生長(zhǎng)、 形成連續(xù)薄膜。3. 真空蒸鍍的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：是設(shè)備比較簡(jiǎn)單、操作容易；制成的薄膜純度高、質(zhì)量好，厚度可較準(zhǔn)確 控制；成膜速率快、效率高；薄膜的生長(zhǎng)機(jī)理比較單純。缺點(diǎn)：不容易獲得結(jié)晶結(jié)構(gòu)的薄膜， 所形成薄膜在基板上的附著力較小， 工藝重 復(fù)性不夠好等。4. 真空蒸發(fā)鍍膜時(shí)保證真空條件的必要性： 三個(gè)過(guò)程都必須在空氣非常稀薄的真空環(huán)境中進(jìn)行，否則將發(fā)生以下情況： 蒸發(fā)物原子或分子將與大量空氣分子碰撞，使膜層受到嚴(yán)重污染，甚至形成 氧化物； 蒸發(fā)源被加熱氧化燒毀； 由于空氣分子的碰撞阻擋，難以形成均勻連續(xù)的

10、薄膜。5. 蒸發(fā)源是蒸發(fā)裝置的關(guān)鍵部件，大多金屬材料都要求在10002000C的高溫下蒸發(fā)。因此，必須將蒸發(fā)材料加熱到很高的蒸發(fā)溫度。最常用的加熱方式有： 電阻法、電子束法、高頻法等 。應(yīng)用： ITO 蒸鍍 蒸發(fā)源為電子束蒸發(fā)源原理 : 基于電子在電場(chǎng)作用下，獲得動(dòng)能轟擊到處于陽(yáng)極的蒸發(fā)材料上，使 蒸發(fā)材料加熱氣化，而實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)鍍膜。四、ICP刻蝕技術(shù)1.ICP 刻蝕技術(shù)的基本原理ICP刻蝕過(guò)程中存在十分復(fù)雜的化學(xué)過(guò)程和物理過(guò)程，兩者相互作用，共同 達(dá)到刻蝕的目的。其中化學(xué)過(guò)程主要包括兩部分 : 其一是刻蝕氣體通過(guò)電感耦合的方式 輝光放 電【定義：稀薄氣體中的自持放電 (自激導(dǎo)電 )現(xiàn)象】，產(chǎn)生活性游離基、亞穩(wěn)態(tài) 粒子、原子等以及它們之間的化學(xué)相互作用； 其二是這些活性粒子與基片固體表 面的相互作用。主要的物理過(guò)程是離子對(duì)基片表面的轟擊。這里的物理轟擊作用不等同于濺 射刻蝕中的純物理過(guò)程，它對(duì)化學(xué)反應(yīng)具有明顯的 輔助作用，它可以起到打斷化 學(xué)鍵、弓I起晶格損傷、增加附著性、加速反應(yīng)物的脫附、促進(jìn)基片表面的化學(xué)反 應(yīng)及去除基片表面的非揮發(fā)性殘留物等重要作用。對(duì)于刻蝕過(guò)程中的三個(gè)階 段:（1）刻蝕物質(zhì)的