《led外延基础知识.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《led外延基础知识.ppt（27页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、1,四元LED外延基础知识,2,主 要 内 容,一. LED基础知识 二. MOCVD相关简介 外延生长及测试,3,LED - Light Emitting Diodes 发光二极管,一、LED基础知识,4,一、LED基础知识,5,一、LED基础知识,四元-发光层MQW为AlGaInP，含有四种元素,6,GaAs基 和 GaN基 LED 不可互相取代,一、LED基础知识,7,一、LED基础知识,LED发光原理,+,-,衬底,+,-,N型,P型,MQW 发光区,-,-,-,-,+,+,+,+,-,8,主 要 内 容,一. LED基础知识 二. MOCVD相关简介 外延生长及测试,9,外延片,外延
2、生长机台MOCVD,二、MOCVD简介,10,VEECO,AIXTRON,二、MOCVD简介,MOCVD，Metal Organic Chemical Vapor Deposition的简称， 金属有机化学汽相淀积。,11,12,13,MOCVD组成,二、MOCVD简介,14,各机型反应腔,AIXTRON,VECCO,二、MOCVD简介,15,常用MO源：TMGa(三甲基镓，液态) TMAl（三甲基铝，液态） TMIn（三甲基铟，固态，现已有液态） Cp2Mg（二茂基镁，固态，现已有液态） 载气：纯度很高（99.999999%）的氢气和氮气 特气：高纯度（99.9999%）的AsH3（砷烷，液
3、态）、 PH3（磷烷，液态） Si2H6（乙硅烷，气态）、SiH4（硅烷，气态） 气控单元：主要由MFC（流量计）、PC（压力计）、单向阀、气动阀以及管道等组成，用于气体的控制和输送。 控制单元：根据计算机输入的生长程序指令，对工艺进行控制。,二、MOCVD简介-源,16,衬底,四元LED：GaAs(砷化镓) 特点： 真空包装和充氮包装 洁净环境下开封 开袋后无须其它处理 即可使用,二、MOCVD简介-衬底,17,衬底,化学蚀刻,抛光,边缘处理,二、MOCVD简介-衬底,18,尾气处理器 Scrubber,主要用于生长后的废气处理，使其达到无污染排放。 红黄光生长产生尾气用化学尾气处理器处理，
4、蓝绿光生长产生的尾气用湿法尾气处理器处理。,二、MOCVD简介-尾气处理器,19,主 要 内 容,一. LED基础知识 二. MOCVD相关简介 外延生长及测试,20,1. 外延生长,三、外延生长与测试,族原子 族原子,21,1. 晶体生长,TMGa (CH3)3Ga,AsH3,三、外延生长与测试,22,2. 外延结构,（1）对衬底进行高温处理，以清洁其表面，去除表层氧化层，露出新鲜表面。 （2）生长一层GaAs buffer（缓冲层），其晶格质量比衬底好，可消除衬底对外延的影响，但不能消除位错。 （3）生长一套DBR反射镜。它是利用AlGaAs和AlAs反射率不同，可达到增强反射效果。减少衬
5、底对发光光线的吸收。 每层厚度：d=/4n （d-每层厚度，-波长，n-折射率）,p+ GaAs,p-GaP,TL p-AlGaInP,p- Al0.5In0.5P,n- Al0.5In0.5P,(AlxGa1-x)0.5In0.5P,(AlyGa1-y)0.4In0.6P,MQW,DBR n-AlGaAs/AlAs,Buffer layer n-GaAs,GaAs Ssubstrate,三、外延生长与测试,23,（4）生长一层n型AlInP，为Active layer (有源区)可提供电子，同时对载流子起到空间限制的作用，可明显提高发光效率。 （5）Active layer（有源层，即发光层
6、）， (AlxGa1-x)0.5In0.5P /(AlyGa1-y)0.5In0.5P。发光波长和光强主要由此层决定。通过调节MQW中的Al组分，进而调节波长。通过优化此层的参数（阱个数、材料组分、量子阱周期厚度），可提高发光效率。 （6）生长一层P型AlInP，可提供空穴，此层Al组分很高，对载流子起到空间限制的作用，可明显提高发光效率。,2. 外延结构,p+ GaAs,p-GaP,TL p-AlGaInP,p- Al0.5In0.5P,n- Al0.5In0.5P,(AlxGa1-x)0.5In0.5P,(AlyGa1-y)0.4In0.6P,MQW,DBR n-AlGaAs/AlAs,B
7、uffer layer n-GaAs,GaAs Ssubstrate,三、外延生长与测试,24,（7）过渡层(TL)，由于AlInP（GaAs）与GaP存在较大晶格失配，为了提高GaP晶格质量，采用了组分渐变的AlGaInP过渡层。 （8）生长一层P型GaP层，此层为电流扩展层，扩展层越厚，电流扩展得越好，亮度越高。（但需考虑成本问题） （9）高掺的GaAs盖帽层，起到保护GaP的作用，做器件工艺前去除GaAs层。,2. 外延结构,p+ GaAs,p-GaP,TL p-AlGaInP,p- Al0.5In0.5P,n- Al0.5In0.5P,(AlxGa1-x)0.5In0.5P,(AlyGa1-y)0.4In0.6P,MQW,DBR n-AlGaAs/AlAs,Buffer layer n-GaAs,GaAs Ssubstrate,三、外延生长与测试,25,3.测试外延片测试,三、外延生长与测试,26,内 容 回 顾,一. LED基础知识 二. MOCVD相关简介 外延生长及测试,27,Thank you!,