led外延基础知识.ppt

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 LightEmittingDiodes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 外延生长机台MOCVD 二 MOCVD简介 10 VEECO AIXTRON 二 MOCVD简介 MOCVD MetalOrganicChemicalVaporDeposition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 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GaAsbuffer 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 TLp AlGaInP p Al0 5In0 5P n Al0 5In0 5P AlxGa1 x 0 5In0 5P AlyGa1 y 0 4In0 6P MQW DBRn AlGaAs AlAs Bufferlayern GaAs GaAsSsubstrate 三 外延生长与测试 23 4 生长一层n型AlInP 为Activelayer 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 Activelayer 有源层 即发光层 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 TLp AlGaInP p Al0 5In0 5P n Al0 5In0 5P AlxGa1 x 0 5In0 5P AlyGa1 y 0 4In0 6P MQW DBRn AlGaAs AlAs Bufferlayern GaAs GaAsSsubstrate 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 TLp AlGaInP p Al0 5In0 5P n Al0 5In0 5P AlxGa1 x 0 5In0 5P AlyGa1 y 0 4In0 6P MQW DBRn AlGaAs AlAs Bufferlaye