led外延基礎(chǔ)知識(shí)

1四元LED外延根底知識(shí)2主要內(nèi)容一.LED根底知識(shí)二.MOCVD相關(guān)簡(jiǎn)介外延生長(zhǎng)及測(cè)試3LED-LightEmittingDiodes發(fā)光二極管一、LED根底知識(shí)4一、LED根底知識(shí)5一、LED根底知識(shí)四元--發(fā)光層MQW為AlGaInP，含有四種元素6GaAs基和GaN基LED不可互相取代一、LED根底知識(shí)7一、LED根底知識(shí)LED發(fā)光原理+-襯底+-N型P型MQW發(fā)光區(qū)----++++-8主要內(nèi)容一.LED根底知識(shí)二.MOCVD相關(guān)簡(jiǎn)介外延生長(zhǎng)及測(cè)試9外延片外延生長(zhǎng)機(jī)臺(tái)MOCVD二、MOCVD簡(jiǎn)介10VEECOAIXTRON二、MOCVD簡(jiǎn)介MOCVD，MetalOrganicChemicalVaporDeposition的簡(jiǎn)稱，金屬有機(jī)化學(xué)汽相淀積。111213MOCVD組成

MO源載氣（H2和N2）特氣氣控單元反應(yīng)室尾氣處理器大氣控制單元計(jì)算機(jī)襯底二、MOCVD簡(jiǎn)介14各機(jī)型反響腔AIXTRONVECCO二、MOCVD簡(jiǎn)介15常用MO源：TMGa(三甲基鎵，液態(tài))TMAl〔三甲基鋁，液態(tài)〕TMIn〔三甲基銦，固態(tài)，現(xiàn)已有液態(tài)〕Cp2Mg〔二茂基鎂，固態(tài)，現(xiàn)已有液態(tài)〕載氣：純度很高〔99.999999%〕的氫氣和氮?dú)馓貧猓焊呒兌取?9.9999%〕的AsH3〔砷烷，液態(tài)〕、PH3〔磷烷，液態(tài)〕Si2H6〔乙硅烷，氣態(tài)〕、SiH4〔硅烷，氣態(tài)〕氣控單元：主要由MFC〔流量計(jì)〕、PC〔壓力計(jì)〕、單向閥、氣動(dòng)閥以及管道等組成，用于氣體的控制和輸送。控制單元：根據(jù)計(jì)算機(jī)輸入的生長(zhǎng)程序指令，對(duì)工藝進(jìn)行控制。二、MOCVD簡(jiǎn)介--源16襯底

四元LED：GaAs(砷化鎵)特點(diǎn)：真空包裝和充氮包裝潔凈環(huán)境下開封開袋后無須其它處理即可使用晶種熔解的晶體

單晶坩堝提拉器二、MOCVD簡(jiǎn)介--襯底17襯底

平邊研磨直徑研磨晶錠

切片化學(xué)蝕刻拋光邊緣處理二、MOCVD簡(jiǎn)介--襯底18尾氣處理器Scrubber主要用于生長(zhǎng)后的廢氣處理，使其到達(dá)無污染排放。紅黃光生長(zhǎng)產(chǎn)生尾氣用化學(xué)尾氣處理器處理，藍(lán)綠光生長(zhǎng)產(chǎn)生的尾氣用濕法尾氣處理器處理。二、MOCVD簡(jiǎn)介-尾氣處理器19主要內(nèi)容一.LED根底知識(shí)二.MOCVD相關(guān)簡(jiǎn)介外延生長(zhǎng)及測(cè)試201.外延生長(zhǎng)三、外延生長(zhǎng)與測(cè)試Ⅲ族原子Ⅴ族原子211.晶體生長(zhǎng)基本反應(yīng)：GaAsLED：TMGa+AsH3GaAs+CH4

TMGa+PH3GaP+CH4GaNLED：TMGa+NH3GaN+CH4反應(yīng)特點(diǎn)：a.遠(yuǎn)離化學(xué)平衡：Ⅴ/Ⅲ>>1

b.晶體生長(zhǎng)速率主要由Ⅲ族元素決定TMGa(CH3)3GaAsH3HCAsGa三、外延生長(zhǎng)與測(cè)試222.外延結(jié)構(gòu)〔1〕對(duì)襯底進(jìn)行高溫處理，以清潔其外表，去除表層氧化層，露出新鮮外表。

〔2〕生長(zhǎng)一層GaAsbuffer〔緩沖層〕，其晶格質(zhì)量比襯底好，可消除襯底對(duì)外延的影響，但不能消除位錯(cuò)。

〔3〕生長(zhǎng)一套DBR反射鏡。它是利用AlGaAs和AlAs反射率不同，可到達(dá)增強(qiáng)反射效果。減少襯底對(duì)發(fā)光光線的吸收。每層厚度：d=λ/4n〔d-每層厚度，λ-波長(zhǎng)，n-折射率〕p+GaAs

p-GaPTLp-AlGaInPp-Al0.5In0.5Pn-Al0.5In0.5P(AlxGa1-x)0.5In0.5P(AlyGa1-y)0.4In0.6PMQWDBRn-AlGaAs/AlAsBufferlayern-GaAs

GaAsSsubstrate三、外延生長(zhǎng)與測(cè)試23〔4〕生長(zhǎng)一層n型AlInP，為Activelayer(有源區(qū))可提供電子，同時(shí)對(duì)載流子起到空間限制的作用，可明顯提高發(fā)光效率。

〔5〕Activelayer〔有源層，即發(fā)光層〕，(AlxGa1-x)0.5In0.5P/(AlyGa1-y)0.5In0.5P。發(fā)光波長(zhǎng)和光強(qiáng)主要由此層決定。通過調(diào)節(jié)MQW中的Al組分，進(jìn)而調(diào)節(jié)波長(zhǎng)。通過優(yōu)化此層的參數(shù)〔阱個(gè)數(shù)、材料組分、量子阱周期厚度〕，可提高發(fā)光效率。

〔6〕生長(zhǎng)一層P型AlInP，可提供空穴，此層Al組分很高，對(duì)載流子起到空間限制的作用，可明顯提高發(fā)光效率。

2.外延結(jié)構(gòu)p+GaAs

p-GaPTLp-AlGaInPp-Al0.5In0.5Pn-Al0.5In0.5P(AlxGa1-x)0.5In0.5P(AlyGa1-y)0.4In0.6PMQWDBRn-AlGaAs/AlAsBufferlayern-GaAs

GaAsSsubstrate三、外延生長(zhǎng)與測(cè)試24〔7〕過渡層(TL)，由于AlInP〔GaAs〕與GaP存在較大晶格失配，為了提高GaP晶格質(zhì)量，采用了組分漸變的AlGaInP過渡層?！?〕生長(zhǎng)一層P型GaP層，此層為電流擴(kuò)展層，擴(kuò)展層越厚，電流擴(kuò)展得越好，亮度越高?！驳杩紤]本錢問題〕〔9〕高摻的GaAs蓋帽層，起到保護(hù)GaP的作用，做器件工藝前去除GaAs層。

2.外延結(jié)構(gòu)p+GaAs

p-GaPTLp-AlGaInPp-Al0.5In0.5Pn-Al0.5In0.5P(AlxGa1-x)0.5In0.5P(AlyGa1-y)0.4In0.6PMQWDBRn-AlGaAs/AlAsBufferlayern-GaAs

GaAsSsubstrate三、外延生長(zhǎng)與測(cè)試25測(cè)試項(xiàng)目顯微鏡PLX－rayE－CVEL測(cè)試內(nèi)容觀察其表面形貌測(cè)量光致發(fā)光波長(zhǎng)、相對(duì)強(qiáng)度、FWHM、波長(zhǎng)均勻性測(cè)量外延片晶格質(zhì)量（用FWHM半高寬表示）、材料組分、量子阱周期及厚度測(cè)