20xxcb013100-g高性能led制造與裝備中的關(guān)鍵基礎(chǔ)問題研-資料下載頁
2025-01-14 06:55本頁面
【正文】 構(gòu)建功能材料驅(qū)動的快速響應(yīng)機構(gòu)，實現(xiàn)高粘度納升級微滴噴射；建立復(fù)合過應(yīng)力加速壽命試驗方法。5 課題設(shè)置課題1 ： 大尺寸同質(zhì)襯底生成及缺陷控制原理與裝備實現(xiàn) 研究目標： 研究非平衡快速生長動力學(xué)過程，建立大尺寸多片反應(yīng)腔結(jié)構(gòu)中的多場耦合模型，實現(xiàn)11片系統(tǒng)低應(yīng)力和低位錯密度的GaN自支撐襯底的實用化HVPE制備，并為更大尺寸反應(yīng)腔設(shè)計提供理論基礎(chǔ)；晶圓厚度偏差177。5%，位錯密度5106 /cm2；探索由高溫工藝腔聯(lián)接的多腔分步HVPE原理及實現(xiàn)方法。 研究內(nèi)容： （1） HVPE生長非平衡態(tài)體系的動力學(xué)生長模型及三維應(yīng)力模型 運用分子動力學(xué)分析方法，建立以溫度場和流場為主的晶體生長模型，研究壓力及濃度對生長模型的影響，從動力學(xué)角度研究缺陷的產(chǎn)生和演化機理，抑制缺陷的產(chǎn)生與演化；建立三維應(yīng)力模型，揭示缺陷與應(yīng)力之間的相互關(guān)系。研究HVPE低成本制備復(fù)合襯底(GaN/藍寶石)方法，探索廣義同質(zhì)外延。（2） 大尺寸反應(yīng)腔流場與溫度場均勻性設(shè)計 研究反應(yīng)腔尺寸對溫度場的影響，采用逐步優(yōu)化的方法，實現(xiàn)溫場的均勻性控制；在此基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化反應(yīng)腔噴頭設(shè)計，實現(xiàn)大尺寸流場的均勻性控制，提出大尺寸反應(yīng)腔的設(shè)計及優(yōu)化方法。 （3） GaN厚膜厚度均勻性和晶體質(zhì)量均勻性控制 研究特定溫度和壓力條件下，反應(yīng)物濃度、流量和配比對生長區(qū)域化學(xué)反應(yīng)速率分布的影響；控制噴頭附近反應(yīng)物濃度的分布，抑制預(yù)反應(yīng)及副反應(yīng)的產(chǎn)生，揭示生長工藝參數(shù)與晶體質(zhì)量的內(nèi)在關(guān)系，實現(xiàn)GaN高速均勻生長及晶體質(zhì)量的均勻性控制。 （4） 降低或阻斷應(yīng)力和缺陷生成的方法 通過插入應(yīng)力缺陷調(diào)節(jié)層，探索降低或阻斷應(yīng)力和缺陷生成的方法；研究插入調(diào)節(jié)層后缺陷產(chǎn)生和演化機理，實現(xiàn)降低應(yīng)力和減少缺陷的目標。 （5） 多腔分步HVPE原理裝置及工藝實現(xiàn) 利用由高溫工藝腔聯(lián)接的多個不同沉積速率反應(yīng)腔系統(tǒng)設(shè)計，使晶體生長過程中不同沉積速率與反應(yīng)腔噴頭、流量控制精度相匹配，以實現(xiàn)低缺陷密度控制并批量獲得高質(zhì)量GaN襯底。結(jié)合反應(yīng)腔的設(shè)計，研究適用于大尺寸高速生長的新型反應(yīng)源及配套大容量長周期使用的尾氣處理控制技術(shù)，突破反應(yīng)源容量和尾氣管路封堵對單次生長厚度的限制，實現(xiàn)大尺寸厚膜的生長工藝。 經(jīng)費比例： 18% 承擔單位： 北京大學(xué)、深圳清華大學(xué)研究院 課題負責(zé)人： 童玉珍 學(xué)術(shù)骨干： 段慧玲、敬剛、劉鵬、王德保課題2 ：超硬襯底低缺陷、高效去除平坦化新原理與裝備實現(xiàn) 研究目標： 根據(jù)LED芯片制造對襯底晶圓高效率平坦化和近極限光滑表面質(zhì)量的極高要求，以及晶圓材料（藍寶石、碳化硅、氮化鎵等）高化學(xué)穩(wěn)定性、高硬度、難加工的特性，在已有化學(xué)機械拋光研究的基礎(chǔ)上，提出基于接觸催化原理和極小納米拋光粒子相結(jié)合以實現(xiàn)LED襯底晶圓高效、原子級光滑表面的平坦化原理與技術(shù)，通過研制和運用具有催化作用拋光墊和拋光粒子以及極小納米拋光粒子，研究超硬、難加工襯底晶圓材料高效、原子級去除機理與方法，探索下一代LED芯片制造中襯底材料高效去除、原子級光滑表面平坦化的有效方法和途徑。 研究內(nèi)容： （1） 基于接觸催化原理的高效平坦化方法 研制基于接觸催化原理的拋光墊、拋光粒子，對其物理、化學(xué)性質(zhì)進行表征；研究基于接觸催化的平坦化體系中難加工材料的催化反應(yīng)效應(yīng)，探索催化活性拋光墊、復(fù)合拋光粒子對襯底材料的催化作用規(guī)律；研究平坦化中機械摩擦、化學(xué)反應(yīng)、溫度變化與襯底材料接觸催化作用的關(guān)系規(guī)律，揭示襯底材料快速去除機理和高效平坦化方法。 （2） 超硬、難加工襯底材料的原子尺度去除機制 在平坦化中引入尺度為幾納米甚至1 納米的極小納米粒子作為磨粒，其作用于材料表面的深度為原子量級；研究平坦化中極小納米粒子的行為規(guī)律與作用機制，揭示表面間的摩擦化學(xué)和機械的耦合作用對原子尺度材料去除的影響，實現(xiàn)晶圓表面原子級尺度去除。 （3）平坦化中界面行為與損傷控制 研究平坦化中加工表面間納米固體顆粒的運動規(guī)律和納米二相流的流動規(guī)律，研究環(huán)境溫度、下壓力、表面相互運動速度等因素對表面去除速率和表面質(zhì)量的影響，探討平坦化過程中的缺陷產(chǎn)生機理及其控制方法。 （4）基于催化原理的平坦化原理裝置及工藝實現(xiàn) 進行基于接觸催化機制的平坦化原理裝置的設(shè)計、制造；研究平坦化參量（壓力、轉(zhuǎn)速、溫度等）與材料去除速率、表面質(zhì)量等的關(guān)系規(guī)律，并結(jié)合拋光墊、拋光液優(yōu)化，獲得化學(xué)與機械作用均衡的平坦化工藝。 （5）探索GaN襯底制備中表面平坦化原理 探索GaN襯底材料去除機制；研究平坦化中磨料性質(zhì)、壓力、溫度等工藝參量與材料去除速率、表面性質(zhì)之間的關(guān)系規(guī)律，實現(xiàn)GaN表面平坦化。 經(jīng)費比例： 14% 承擔單位： 深圳清華大學(xué)研究院、清華大學(xué) 課題負責(zé)人： 潘國順 學(xué)術(shù)骨干： 溫詩鑄、路新春、李屹 課題3 ： MOCVD新型反應(yīng)腔設(shè)計、LED缺陷抑制和量子效率調(diào)控 研究目標： 面向220 lm/W及以上的高光效高可靠LED制造技術(shù)，在反應(yīng)腔設(shè)計方法（原理）上取得重大突破，通過精確建模仿真，建立多場（流場、溫度場、化學(xué)場、濃度場等）耦合下MOCVD反應(yīng)腔的幾何構(gòu)造、氣體輸運方式與三性問題（均勻性、一致性、重復(fù)性）的本構(gòu)關(guān)系，并應(yīng)用于大尺寸、多片、高性價比的反應(yīng)腔原理裝置制造之中，通過原理裝置的生長試驗，獲取大尺寸晶圓外延生長工藝參數(shù)以優(yōu)化反應(yīng)腔設(shè)計；揭示大尺寸晶圓外延生長中的缺陷控制機理及LED量子效率衰減的物理機制，探索晶圓剝離/鍵合制造工藝和新型透明電極制造方法以改善LED出光效率和控制LED閾值電壓，為實現(xiàn)MOCVD反應(yīng)腔和高性能LED外延芯片制造提供理論依據(jù)與技術(shù)參考。 研究內(nèi)容： （1）大尺寸多晶圓MOCVD反應(yīng)腔設(shè)計仿真與實現(xiàn) 通過精確建模仿真，研究多場耦合環(huán)境下反應(yīng)腔的幾何構(gòu)造、氣體
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