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LED 外延学习资料. QA Lerry 2011.10.17. LED 外延学习资料. 一、衬底制备与外延生长工艺流程:. LED 外延学习资料. 衬底清洗: SPM 清洗:用硫酸与双氧水配成的 SPM 溶液具有强氧化能力,本工步用于清除 SI 衬底表面的有机污染物及 部份金属,金属氧化后溶于清洗液,有机物氧化成 CO2 与 H2O DHF 清洗:用氢氟酸去除及抑制 SI 片表面的自然氧化膜. 衬底光刻:. 目的:刻出沟槽的图形,确定芯片的尺寸

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Presentation Transcript


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LED外延学习资料

QA Lerry

2011.10.17


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一、衬底制备与外延生长工艺流程:


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衬底清洗:

SPM清洗:用硫酸与双氧水配成的SPM溶液具有强氧化能力,本工步用于清除SI衬底表面的有机污染物及

部份金属,金属氧化后溶于清洗液,有机物氧化成CO2与H2O

DHF清洗:用氢氟酸去除及抑制SI片表面的自然氧化膜

衬底光刻:

目的:刻出沟槽的图形,确定芯片的尺寸

过程:上黏胶-----烘烤-----上光刻胶-----烘烤-----曝光-----显影-----甩干-----坚膜

故此处需上两层胶,若只上光刻胶,经旋匀后其胶层厚度较薄,对曝光与显影

有影响

衬底刻蚀:

目的:刻出沟槽,为了长外延时消除应力影响

衬底去胶:

目的:去除之前光刻时在衬底上所上的胶层,采用SPM去胶

外延前清洗:

SPM-----SC1-----HF 衬底制备完成,将衬底采用真空包装后储存,此时衬底示意图如右:


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衬底制备的作用有三:一是将衬底表面的污染去除干净,二是刻出沟槽,三是确定芯片的尺寸

得出有沟槽的干净的衬底后,下一步进入外延工序,即在衬底上有目的的生长几层三、五族化合物

外延生长在我司由MOVCD完成:高蒸汽压的金属有机化合物的液体或固体,用氢气或氮气作为载气,通入液

体中携带出蒸汽,与V族的氢化物混合,再通入反应室,在加热的衬底表面发生反应,外延生长化合物晶体薄

膜,MOVCD反应室中工作原理如下:


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将衬底放于石墨盘中,经MOVCD生长之后,外延片如下:

P type GaN

ΔEc

Eg

MQW

N type GaN

ΔEv

缓冲层 AlN

衬底

发光原理

1、在衬底上生长一层AlN ,是由于SI的晶体结构及界面特性和GAN相差较大,存在很大的晶格失配和热

失配(若能满足缓冲层之作用,也可使用其它材质作为缓冲层,蓝宝石衬底使用GAN作缓冲层)

2、P型GAN、MQW、N型GAN是整个芯片的核心部分,P型GAN的空穴与N型GAN的电子在MQW复合发

光,外延片长好后,亮度波长等光电参数已确定

3、一般会在GAN中掺杂一点其它金属以改变光电参数

4、石墨盘的温度影响对应放置的外延片的波长,温度低时,其波长会变长


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石墨BAKE: 利用石墨电阻真空热压处理炉,达到清洗石墨的目的

刮边:去除外延片边缘大块颗粒,保持外延片表面平整

异常:外延完成后,常见质量异常为表面有灰点和孔洞,波长超出范围,以上异常不可返工,一般都通过控制反应温度对下一炉来作调整,其中多量子阱层若存在厚度不均,则会引起发光不均匀甚至某一处不发光的现象,同时也会直接影响IR值

外延片检验:

1、表面反射率分析(PR):测试外延片表面的粗糙程度

2、光致发光分析(P L):光谱分析 峰值波长 波长均匀性 半峰宽

3、X-射线分析(X-Ray):晶格质量 组分分析

4、显微镜量测:表面形貌分析

5、台阶仪检测:检测外延片的表面平整度


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