led外延基礎(chǔ)知識

1四元LED外延根底知識2主要內(nèi)容一.LED根底知識二.MOCVD相關(guān)簡介外延生長及測試3LED-LightEmittingDiodes發(fā)光二極管一、LED根底知識4一、LED根底知識5一、LED根底知識四元--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7一、LED根底知識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根底知識二.MOCVD相關(guān)簡介外延生長及測試9外延片外延生長機臺MOCVD二、MOCVD簡介10VEECOAIXTRON二、MOCVD簡介MOCVD，MetalOrganicChemicalVaporDeposition的簡稱，金屬有機化學(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算機襯底二、MOCVD簡介14各機型反響腔AIXTRONVECCO二、MOCVD簡介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%〕的氫氣和氮氣特氣：高純度〔99.9999%〕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〕、PC〔壓力計〕、單向閥、氣動閥以及管道等組成，用于氣體的控制和輸送?？刂茊卧焊鶕?jù)計算機輸入的生長程序指令，對工藝進行控制。二、MOCVD簡介--源16襯底

四元LED：GaAs(砷化鎵)特點：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簡介--襯底18尾氣處理器Scrubber主要用于生長后的廢氣處理，使其到達無污染排放。紅黃光生長產(chǎn)生尾氣用化學(xué)尾氣處理器處理，藍綠光生長產(chǎn)生的尾氣用濕法尾氣處理器處理。二、MOCVD簡介-尾氣處理器19主要內(nèi)容一.LED根底知識二.MOCVD相關(guān)簡介外延生長及測試201.外延生長三、外延生長與測試Ⅲ族原子Ⅴ族原子211.晶體生長基本反應(yīng)：GaAsLED：TMGa+AsH3GaAs+CH4

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

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

〔2〕生長一層GaAsbuffer〔緩沖層〕，其晶格質(zhì)量比襯底好，可消除襯底對外延的影響，但不能消除位錯。

〔3〕生長一套DBR反射鏡。它是利用AlGaAs和AlAs反射率不同，可到達增強反射效果。減少襯底對發(fā)光光線的吸收。每層厚度：d=λ/4n〔d-每層厚度，λ-波長，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、外延生長與測試23〔4〕生長一層n型AlInP，為Activelayer(有源區(qū))可提供電子，同時對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)光波長和光強主要由此層決定。通過調(diào)節(jié)MQW中的Al組分，進而調(diào)節(jié)波長。通過優(yōu)化此層的參數(shù)〔阱個數(shù)、材料組分、量子阱周期厚度〕，可提高發(fā)光效率。

〔6〕生長一層P型AlInP，可提供空穴，此層Al組分很高，對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、外延生長與測試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?！?〕生長一層P型GaP層，此層為電流擴展層，擴展層越厚，電流擴展得越好，亮度越高。〔但需考慮本錢問題〕〔9〕高摻的GaAs蓋帽層，起到保護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、外延生長與測試25測試項目顯微鏡PLX－rayE－CVEL測試內(nèi)容觀察其表面形貌測量光致發(fā)光波長、相對強度、FWHM、波長均勻性測量外延片晶格質(zhì)量（用FWHM半高寬表示）、材料組分、量子阱周期及厚度測