LED相关术语知识点

1、LED 相关术语目录一、 MOCVD 工艺简介 1二、欧姆接触 2三、真空蒸发镀膜法(简称真空蒸镀) 3四、ICP刻蚀技术4五、常用半导体的折射率 5一、 MOCVD 工艺简介1. MOCV设备将U或川族金属有机化合物与W或V族元素的氢化物相混合后通 入反应腔， 混合气体流经加热的衬底表面时， 在衬底表面发生热分解反应， 并外 延生长成化合物单晶薄膜。2. (与其他外延生长技术相比)，MOCV技术有着如下优点：(1) 可以通过精确控制气态源的流量和通断时间来控制外延层的组分、掺 杂浓度、厚度等。可以用于生长薄层和超薄层材料。(2) 反应室中气体流速较快。因此，在需要改变多元化合物的组分和掺杂

2、浓度时， 可以迅速进行改变， 减小记忆效应发生的可能性。 这有利于获得陡峭的 界面，适于进行异质结构和超晶格、量子阱材料的生长。(3) 晶体生长是以热解化学反应的方式进行的，是单温区外延生长。只要 控制好反应源气流和温度分布的均匀性，就可以保证外延材料的均匀性。因此， 适于多片和大片的外延生长，便于工业化大批量生产。(4) 通常情况下，晶体生长速率与川族源的流量成正比，因此，生长速率 调节范围较广。较快的生长速率适用于批量生长。( 5 )使用较灵活。3. MOCVD技术的主要缺点 大部分均与其所采用的反应源有关。首先是所采用的 金属有机化合物和氢化物源价格较为昂贵， 其次是由于部分源易燃易爆或

3、者有毒， 因此有一定的危险性， 并且，反应后产物需要进行无害化处理， 以避免造成环境 污染。另外，由于所采用的源中包含其他元素(如 C, H等)，需要对反应过程进 行仔细控制以避免引入非故意掺杂的杂质。4. 通常MOCV生长的过程描述如下：被精确控制流量的反应源材料在载气（通 常为H2,也有的系统采用N2）的携带下被通入石英或者不锈钢的反应室，在衬 底上发生表面反应后生长外延层， 衬底是放置在被加热的基座上的。 在反应后残 留的尾气被扫出反应室，通过去除微粒和毒性的尾气处理装置后被排出系统。 MOCV工作原理如图所示。、欧姆接触1. 金属- 半导体接触的基本原理从性质上可以将金属 - 半导体接

4、触分为 肖特基接触和欧姆接触 。肖特基接触 的特点是接触区的电流 - 电压特性是非线性的，呈现出二极管的特性，因而具有 整流效应，所以肖特基接触又叫整流接触。 欧姆接触的特点是不产生明显的附加 阻抗，而且不会使半导体内部的平衡载流子浓度产生明显的改变。 理想的欧姆 接触的接触电阻与半导体器件相比应当很小， 当有电流通过时， 欧姆接触上的电 压降应当远小于半导体器件本身的电压降，因而这种接触不会影响器件的电流 - 电压特性 1 。下面将从理论上对金属 - 半导体接触进行简要的分析。（ 1）欧姆接触 前面提到： 当金属 -半导体接触的接触区的 I-V 曲线是线性的，并且接触电阻相 对于半导体体电阻

5、可以忽略不计时，则可被定义为欧姆接触（ ohmic contact ）。良好的欧姆接触并不会降低器件的性能， 并且当有电流通过时产生的电压降比器 件上的电压降还要小。（ 2）欧姆接触的评价标准 良好的欧姆接触的评价标准是： 接触电阻很低，以至于不会影响器件的欧姆特性，即不会影响器件I-V的线性关系。对于器件电阻较高的情况下（例如LED器件等），可以允许有较大的接触电阻。但是目前随着器件小型化的发展，要求的接触电阻要更小。 热稳定性要高，包括在器件加工过程和使用过程中的热稳定性。在热循环的 作用下，欧姆接触应该保持一个比较稳定的状态， 即接触电阻的变化要小， 尽可 能地保持一个稳定的数值。 欧姆

6、接触的表面质量要好，且金属电极的黏附强度要高。金属在半导体中的 水平扩散和垂直扩散的深度要尽可能浅，金属表面电阻也要足够低。（3）欧姆接触电极的制作要点上节指出，制作欧姆接触时， 可以提高掺杂浓度或降低势垒高度， 或者两者并用。 这就为如何制得良好的欧姆接触提供了指导。主要有以下方面： 半导体衬底材料的选择掺杂浓度越高的衬底越容易形成欧姆接触。 因此，通常选择重掺杂的衬底来制作 欧姆接触。可以通过多种方式来提高掺杂浓度， 常用的方法是在半导体生长过程 中增加杂质含量，或者通过离子注入等方式来在半导体表面形成重掺杂。 金属电极的选择降低势垒高度也有利于形成良好的欧姆接触。 理论上讲，对于n型半导

7、体，如果 金属的功函数比半导体的功函数小，即 ms时，金属和半导体一经接触便能 形成欧姆接触。 但实际上， 我们很难找到功函数比半导体小的金属， 金属和半导 体接触时总会产生势垒。 所以选择电极金属的原则是金属和半导体的功函数的差 值尽可能小，尽可能降低势垒高度。3 合金条件的选择合金是使电极金属和半导体紧密接触的工艺。 具体的说是指在半导体表面蒸镀好 金属电极后， 在一定的气氛保护下， 在某一特定的温度， 使蒸镀好电极的半导体 材料在其中保温一段时间。 合金的温度和时间决定了能否在接触界面形成高掺杂 层、能否形成欧姆接触。 在保温过程中， 金属电极和半导体材料通过发生一系列 的物理、化学反应

8、， 能够明显的降低金半接触区的势垒高度， 使电子比较容易的 通过金半接触区，形成比较好的欧姆接触。通常认为功函数较大金属适合于制备 P型GaN的欧姆接触。常用金属有：Pt、Ni、Au、Pd W Cr、Mg等。、真空蒸发镀膜法（简称真空蒸镀）1. 概念： 在真空环境中，将材料加热并镀到基片上称为真空蒸镀，或叫真空镀 膜。真空蒸镀是将待成膜的物质置于真空中进行蒸发或升华， 使之在工件或基片 表面析出的过程。 真空蒸镀中的金属镀层通常为铝膜， 但其它金属也可通过蒸发 沉积。2. 真空蒸发镀膜的三种基本过程：(1) 热蒸发过程(2) 气化原子或分子在蒸发源与基片之间的输运，即这些粒子在环境气氛中的升

9、华。(3) 蒸发原子或分子在基片表面上的淀积过程，即是蒸气凝聚、成核、核生长、 形成连续薄膜。3. 真空蒸镀的优缺点： 优点：是设备比较简单、操作容易；制成的薄膜纯度高、质量好，厚度可较准确 控制；成膜速率快、效率高；薄膜的生长机理比较单纯。缺点：不容易获得结晶结构的薄膜， 所形成薄膜在基板上的附着力较小， 工艺重 复性不够好等。4. 真空蒸发镀膜时保证真空条件的必要性： 三个过程都必须在空气非常稀薄的真空环境中进行，否则将发生以下情况： 蒸发物原子或分子将与大量空气分子碰撞，使膜层受到严重污染，甚至形成 氧化物； 蒸发源被加热氧化烧毁； 由于空气分子的碰撞阻挡，难以形成均匀连续的薄膜。5.

10、蒸发源是蒸发装置的关键部件，大多金属材料都要求在10002000C的高温下蒸发。因此，必须将蒸发材料加热到很高的蒸发温度。最常用的加热方式有： 电阻法、电子束法、高频法等 。应用： ITO 蒸镀 蒸发源为电子束蒸发源原理 : 基于电子在电场作用下，获得动能轰击到处于阳极的蒸发材料上，使 蒸发材料加热气化，而实现蒸发镀膜。四、ICP刻蚀技术1.ICP 刻蚀技术的基本原理ICP刻蚀过程中存在十分复杂的化学过程和物理过程，两者相互作用，共同 达到刻蚀的目的。其中化学过程主要包括两部分 : 其一是刻蚀气体通过电感耦合的方式 辉光放 电【定义：稀薄气体中的自持放电 (自激导电 )现象】，产生活性游离基、亚稳态 粒子、原子等以及它们之间的化学相互作用； 其二是这些活性粒子与基片固体表 面的相互作用。主要的物理过程是离子对基片表面的轰击。这里的物理轰击作用不等同于溅 射刻蚀中的纯物理过程，它对化学反应具有明显的 辅助作用，它可以起到打断化 学键、弓I起晶格损伤、增加附着性、加速反应物的脱附、促进基片表面的化学反 应及去除基片表面的非挥发性残留物等重要作用。对于刻蚀过程中的三个阶 段:（1）刻蚀物质的