氮化鎵襯底及其生產(chǎn)技術(shù)(文件)
【正文】 5 克分子， V 族元素的流量為（ 12） 103 克分子。因此，為了獲得高質(zhì)量的 LED，降低位錯(cuò)等缺陷密度，提高晶體質(zhì)量，是半導(dǎo)體照明技術(shù)開發(fā)的核心。 AlN 能與 GaN 較好匹配，而和藍(lán)寶石襯底匹配不好，但由于它很薄，低溫 沉積 的無定型性質(zhì)，會(huì)在高溫生長(zhǎng) GaN 外延層時(shí)成為結(jié)晶體。 ② PE(Pendeo epitaxy)法 襯底上長(zhǎng)緩沖層，再長(zhǎng)一層高溫 GaN 選擇腐蝕形式周期性的 stripe 及 trench， stripe 沿 (1100)方向， 側(cè)面為｛ 1120｝ PE 生長(zhǎng)，有二種模式。 3）其它新型外延材料 ZnO 本身是一種有潛力的發(fā)光材料。因而，今后 ZnO 材料的生產(chǎn)是真正意義上的綠色生產(chǎn)，完全復(fù)合環(huán)保要求。其技術(shù)是先在ZnSe 單晶基底上生長(zhǎng)一層 CdZnSe 薄膜， 通電后該薄膜發(fā)出的藍(lán)光與基板 ZnSe作用發(fā)出互補(bǔ)的黃光，從而形成白光光源。 ――氫化物汽相外延 (HVPE)技術(shù) 人們最早就是采用了這種生長(zhǎng)技術(shù)制備出了 GaN 單晶薄膜，采用這種技術(shù)可以快速生長(zhǎng)出低位錯(cuò)密度的厚膜，可以用做采用其它方法進(jìn)行同質(zhì)外延生長(zhǎng)的襯底。首先在合適的襯底上 (藍(lán)寶石或碳化硅 )沉積 一層 GaN，再在其上 沉積 一層多晶態(tài)的 SiO 掩膜層，然后利用光刻和刻蝕技術(shù)，形成 GaN 窗口和掩膜層條。然后對(duì)外延膜進(jìn)行選區(qū)刻蝕，一直深入到襯底。 ――研發(fā)波長(zhǎng)短的 UV LED 外延材料 這項(xiàng)工作意義重大，它為發(fā)展 UV 三基色熒光粉白光 LED 奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。 ――開發(fā) 光子再循環(huán) 技術(shù) 日本 Sumitomo 在 1999 年 1 月研制出 ZnSe 材料的白光 LED。目前 LED 外延片生長(zhǎng)技術(shù)主要采用有機(jī)金屬化學(xué) 氣相沉積 方法。此時(shí)在藍(lán)膜上有不符合正常出貨要求的晶片，也就自然成了邊片或毛片等。 歷史上，外延片是由 Si 片制造商生產(chǎn)并自用，在 IC 中用量不大，它需要在單晶 Si 片表面上 沉積 一薄的單晶 Si 層。 外延產(chǎn)品 外延產(chǎn)品應(yīng)用于 4 個(gè)方面， CMOS 互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體支持了要求小器件尺寸的前沿工藝。掩埋層半導(dǎo)體利用雙極晶體管元件 內(nèi)重?fù)诫s區(qū)進(jìn)行 物理 隔離，這也是在外延加工中 沉積 的。 特別聲明： 1：資料來源于互聯(lián)網(wǎng)，版權(quán)歸屬原作者 2：資料內(nèi)容屬于網(wǎng)絡(luò)意見，與本 賬號(hào)立場(chǎng)無關(guān) 3：如有侵權(quán)，請(qǐng)告知，立即刪除。 2020 年，包括掩埋層在內(nèi)，用于邏輯器件的 CMOS 占所有外延片的 69%， DRAM 占 11%，分立器件占 20%。分立半導(dǎo)體用于制造要求具有精密 Si特性的元件。 外延 沉積 既可（同時(shí)）一次加工多片，也可加工單片。 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。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，根據(jù)不同的電壓，波長(zhǎng)，亮度進(jìn)行全自動(dòng)化分檢，也就是形成 LED 晶片（方片）。美國(guó) Boston 大學(xué)光子研究中心用同樣的方法在藍(lán)光 GaNLED 上疊放一層 AlInGaP 半導(dǎo)體復(fù)合物，也生成了白光。 ――開發(fā)多量子阱型芯片技術(shù) 多量子阱型是在芯片發(fā)光層的生長(zhǎng)過程中，摻雜不同的雜質(zhì)以制造結(jié)構(gòu)不同的量子阱，通過不同量子阱發(fā)出的多種光子復(fù)合直接發(fā)出白光。然后再進(jìn)行 GaN 外延層的生長(zhǎng)，此時(shí)生長(zhǎng)的 GaN 外延層懸空于溝槽上方，是在原 GaN 外延層側(cè)壁的橫向外延生長(zhǎng)。 ――懸空外延技術(shù) (Pendeoepitaxy) 采用這種方法可以大大減少由于襯底和外延層之間晶格失配和熱失配引發(fā)的外延層中大量的晶格缺陷，從而進(jìn)一步提高 GaN 外延層的晶體質(zhì)量。HVPE 的缺點(diǎn)是很難精確控制膜厚，反應(yīng)氣體對(duì)設(shè)備具有腐蝕性，影響 GaN 材料純度的進(jìn)一步提高。 4）外延技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)： ――改進(jìn)兩步法生長(zhǎng)工藝 目前商業(yè)化生產(chǎn)采用的是兩步生長(zhǎng)工藝，但一次可裝入襯底數(shù)有限， 6片機(jī)比較成熟， 20 片左右的機(jī)臺(tái)還在成熟中，片數(shù)較多后導(dǎo)致外延片均勻性不夠。目前， 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決，適合 ZnO 基半導(dǎo)體材料生長(zhǎng)的設(shè)備尚未研制成功，這為我國(guó)發(fā)展 ZnO 半導(dǎo)體材料和器件、實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的跨越，提供了一次極好的發(fā)展機(jī)遇。這是因?yàn)椋?ZnO 的激子束縛能高達(dá) 60meV，比其他半導(dǎo)體材料高得多（ GaN為 26meV），因而具有比其他材料更高的發(fā)光效率。 一般生長(zhǎng)溫度上升， model A 可能性增大，有時(shí)在同一個(gè) PE 生長(zhǎng)會(huì)同時(shí)出現(xiàn)兩種生長(zhǎng)模式，這是由于生
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