氮化鎵襯底及其生產(chǎn)技術(shù)-資料下載頁
2024-10-29 08:38本頁面
【導(dǎo)讀】大提高外延膜的晶體質(zhì)量，降低位錯(cuò)密度，提高器件工作壽命，提高發(fā)光效率，可是，制備氮化鎵體單晶材料非常困難，到目前為止。尚未有行之有效的辦法。有研究人員通過HVPE方法在其他襯底(如Al2O3、SiC、離后的氮化鎵厚膜可作為外延用的襯底。薄膜的位錯(cuò)密度要明顯低；但價(jià)格昂貴。底之用受到限制。發(fā)光器件進(jìn)展目前再次停頓的根本原因！雖然在藍(lán)寶石襯底上可以生產(chǎn)出中低檔氮化鎵發(fā)光二極管產(chǎn)品，但高。目前只有日本幾家公司能夠提供氮化鎵襯底，又在“死灰復(fù)燃”并受到重視。可以斷定，氮化鎵襯底肯定會(huì)繼續(xù)發(fā)展并形成。不過國際上目前還沒有商品化的設(shè)備出售。目前國內(nèi)外研究氮化鎵襯底是用MOCVD和HVPE兩臺(tái)設(shè)備分開進(jìn)行的。今后研發(fā)的重點(diǎn)仍是尋找合適的生長(zhǎng)方法，大幅度降低其成本。的占有率位居第二，目前還未有第三種襯底用于氮化鎵LED的商業(yè)化生產(chǎn)。旦技術(shù)獲得突破，外延生長(zhǎng)成本和器件加工成本將大幅度下降。然而，由于GaN外延層與Si襯底之間存在巨大的
【正文】 生長(zhǎng)，然后再橫向生長(zhǎng)于 SiO 條上。 ――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。首先在合適的襯底上 ( 6HSiC 或 Si)采用兩步工藝生長(zhǎng) GaN 外延層。然后對(duì)外延膜進(jìn)行選區(qū)刻蝕，一直深入到襯底。這樣就形成了 GaN/緩沖層 /襯底的柱狀結(jié)構(gòu)和溝槽交替的形狀。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)。采用這種方法，不需要掩膜，因此避免了 GaN 和腌膜材料之間的接觸。 ――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)?？晒?UV 光激發(fā)的高效熒光粉很多，其發(fā)光效率比目前使用的 YAG： Ce 體系高許多 ，這樣容易使白光 LED 上到新臺(tái)階。 ――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。該方法提高發(fā)光效率，可降低成本，降低包裝及電路的控制難度；但技術(shù)難度相對(duì)較大。 ――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。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。美國 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。 外延生長(zhǎng)的基本原理是：在一塊加熱至適當(dāng)溫度的襯底基片（主要有藍(lán)寶石和 SiC， Si）上，氣態(tài)物質(zhì) In,Ga,Al,P 有控制的輸送到襯底表面，生長(zhǎng)出特定單晶薄膜。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。 外延片的生產(chǎn)制作過程是非常復(fù)雜，展完外延片，接下來就在每張外延片隨意抽取九點(diǎn)做測(cè)試，符合要求的就是良品，其它為不良品（電壓偏差很大，波長(zhǎng)偏短或偏長(zhǎng)等）。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）。然后還要進(jìn)行目測(cè)，把有一點(diǎn)缺陷或者電極有磨損的，分撿出來，這些就是后面的散晶。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。不良品的外延片（主要是有一些參數(shù)不符合要求），就不用來做方片，就直接做電極（ P 極， N 極），也不做分檢了，也就是目前市場(chǎng)上的 LED 大圓片（這里面也有好東西，如方片等）。 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。20 世紀(jì) 80 年代早期開始使用外延片，它具有標(biāo)準(zhǔn) PW 所不具有的某些電學(xué)特性并消除了許多在晶體生長(zhǎng)和其后的晶片加工中所引入的表面 /近表面缺陷。 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。一般外延層的厚度為 2～ 20μ m，而襯底 Si 厚度為 610μ m（ 150mm 直徑片和 725μ m（ 200mm 片）。 外延 沉積 既可（同時(shí)）一次加工多片，也可加工單片。單片反應(yīng)器可生產(chǎn)出質(zhì)量最好的外延層（厚度、電阻率均勻性好、缺陷少）；這種外延片用于 150mm“前沿”產(chǎn)品和所有重要 200 mm 產(chǎn)品的生產(chǎn)。 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。 CMOS 產(chǎn)品是外延片的最大應(yīng)用領(lǐng)域，并被 IC 制造商用于不可恢復(fù)器件工藝，包括微處理器和邏輯芯片以及存儲(chǔ)器應(yīng)用方面的閃速存儲(chǔ)器和 DRAM（動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）。分立半導(dǎo)體用于制造要求具有精密 Si特性的元件。 “奇異”（ exotic）半導(dǎo)體類包含一些特種產(chǎn)品 ,它們要用非 Si材料，其中許多要用化合物半導(dǎo)體材料并入外延層中。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。 目前， 200 mm 晶片中，外延片占 1/3。 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%。到2020 年， CMOS 邏輯將占 55%， DRAM 占 30%，分立器件占 15%。 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。
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