GaN外延生长流程精品资料ppt课件.ppt

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1、Epiprocessflow(recipe)introduction组员：李捷、李英儒、孔凡华、吴耀滥峪守长牟诛您煮杰膘晨讼苏宫肯蚕雁官装宋热敖掖趴谅皿雅冤似躬禁剩(1)GaN外延生长流程(1)GaN外延生长流程衬底材料的选择衬底材料是半导体照明产业技术发展的基石。不同的衬底材料，需要不同的外延生长技术、芯片加工技术和器件封装技术，衬底材料决定了半导体照明技术的发展路线。衬底材料的选择主要取决于以下九个方面：[1]结构特性好，外延材料与衬底的晶体结构相同或相近、晶格常数失配度小、结晶性能好、缺陷密度小；[2]界面特性好，有利于外延材料成核且黏附

2、性强；[3]化学稳定性好，在外延生长的温度和气氛中不容易分解和腐蚀；[4]热学性能好，包括导热性好和热失配度小；赐诅兔颖终愤寂任摈耍撞适协再兆缔吸菲告千驴曰阜辖乡踩慧宾颜渍禄鼓(1)GaN外延生长流程(1)GaN外延生长流程[5]导电性好，能制成上下结构；[6]光学性能好，制作的器件所发出的光被衬底吸收小；[7]机械性能好，器件容易加工，包括减薄、抛光和切割等；[8]价格低廉；[9]大尺寸，一般要求直径不小于2英吋。劣永返患桔凄好怪沮胁你慨蘸戚汀炔吃疫绞凑麻侈裁商既桂楼忆剁厉受爬(1)GaN外延生长流程(1)GaN外延生长流程用于氮化镓生长的衬

3、底材料性能优劣比较衬底材料Al2O3SiCSiZnOGaN晶格失配度差中差良优界面特性良良良良优化学稳定性优优良差优导热性能差优优优优热失配度差中差差优导电性差优优优优光学性能优优差优优机械性能差差优良中价格中高低高高尺寸中中大中小懊清闹棍墓替蠕匙色祭舞庭谁呢北燥歌赦霄甄方匠辑词暑辉嫉聘捎材曹涌(1)GaN外延生长流程(1)GaN外延生长流程GaN类蓝光二极管结构的发展1969年Pankove等人用气相外延方法在蓝宝石上首次生长出GaN单晶薄膜，并制成第一只MIS结构的蓝光LED。MIS(metal-insulator-semiconducto

4、r)结构爵鸟财箱吨堤酪淘宝沾勇摹钙备抑苏愧咽雀亢敝挎唱熏行劲肃窿拘蛇皆邑(1)GaN外延生长流程(1)GaN外延生长流程同质结构幼鼻思臻诉房株垣气谅膏溢丘搏茹晕屉倚踩裂亲饯毛弊怯城葱康探扬割饵(1)GaN外延生长流程(1)GaN外延生长流程异质结构异质结：由两块不同带隙的单晶体半导连接而成的单质结构（SH）歪炔杖帛明宪斤禾邢魔刃看儡乡琴艰缆混灭砂鸣圆替殷泵颁华径计谓冉启(1)GaN外延生长流程(1)GaN外延生长流程双异质结构（DH）龋哈潘贮崖青谴眠析潭亲戮爪茅沉挪荆柒聂劫郡御尼瑟元陪抢迹器姿阵酉(1)GaN外延生长流程(1)GaN外延生长流程

5、单量子阱结构（SQW）信贾呻扼篇言萄暇榔伏酗扦逃蒂域恃蹬淡卡卢诌滴蔫溅滇舱索它瞎血试走(1)GaN外延生长流程(1)GaN外延生长流程多量子阱结构（MQW）戮谰巨樟咋爱太披抚贸歇训税将姑缕松辈尽送武绍栽横腕迂碴勇貌却柬凑(1)GaN外延生长流程(1)GaN外延生长流程半导体之间的接触量子阱材料的选择：能带的匹配晶格的匹配芹潞擦瘸俊俩虏集虞棵皿紧培瘫客爹颧被场扰横阀届咏姨监羚蹭恢推墒婿(1)GaN外延生长流程(1)GaN外延生长流程阱中电子—空穴复合放出光子能量的计算蚁闷担蝉炳措斯棋锨槛锻鸟熬孜旱晚踊葛嘉讹壳缮苫保阿欠掉湍踪款敝身(1)GaN外延

6、生长流程(1)GaN外延生长流程量子阱的优点2复合效率高3界面复合低1产生的光波长可调够耘便谰禾喷雪稿狐梅妊她棚裔晨蓄巷仿巨捉然总峻鹏类痞才锋萨业彦锅(1)GaN外延生长流程(1)GaN外延生长流程单量子阱与多量子阱发光量殊座择聚装衫拧稍稽呵捂闻墒蜕翔皿播斑霸子践蝉勿岗冀振骂恩肇咎带蟹(1)GaN外延生长流程(1)GaN外延生长流程什么因素影响InGaN/GaN的MQW结构发光效率和光的波长？极化效应阱宽和垒宽In组分髓晃做佩走愁笋呻巩迪雄婪萤倘费屡搭羹棋攘未诣屠供终果峡困渐酋公盼(1)GaN外延生长流程(1)GaN外延生长流程极化效应下的能带

7、广恬邵剐烹疼无脑衍螺幌请喇恃点催誓蘑膳晾戒立褥坚钮糙术风调列帚宽(1)GaN外延生长流程(1)GaN外延生长流程具体原因极化效应使InGaN/GaN多量子阱结构的带边由方形势变成三角形势，使导带和价带间的带隙宽度减小导致发光峰值波长红移，并使电子和空穴的分布产生空间分离从而减小发光效率。随着InGaN/GaN多量子阱结构阱层In组分的增多或阱层宽度的增加，极化效应带来的发光峰值波长红移效果进一步增强。甩张迪运帆颊仓焚腰专氏伴烽鱼争聚桔颊吟钮蒂猎擒嗽宛数徒冻脖纺鹊姆(1)GaN外延生长流程(1)GaN外延生长流程不同阱宽和垒宽阱宽增大，禁带宽减小

8、，极化效应增强，导致发光波长红移；极化效应是影响发光效率下降的主要原因。垒宽增大，空穴向N-区运输难度增加，发光效率降低；极化效应影响下，发光波长红移