MOCVD外延基础知识培训.ppt

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Metal-OrganicChemicalVaporDeposition（金属有机物化学气相沉积）,MOVPE（Metal-OrganicVaporPhaseEpitaxy金属有机物气相外延）,为什么选择MOCVD?

反应物均以气态形式进入反应室，能够精确控制外延层的组分、厚度等，可生长薄到几个埃的外延层；气体流速快，有利于生长多层结构时形成陡峭的界面；适合于规模化生产。

什么是外延片？

外延（Epitaxy）是指在特定的衬底材料上按照晶体取向关系进行的晶体生长。

外延片：

利用外延技术生长的特定结构的晶片。

GaN基外延片所需原材料,蓝宝石衬底（Al2O3）MO源三甲基镓（TMGa）,三乙基镓（TEGa）,三甲基铟（TMIn）,三甲基铝（TMAl）,甲基二茂镁（Cp2Mg）气体NH3,SiH4（硅烷）,H2,N2,HCl（Aixtron设备用）,MOCVDReactionMechanism（MOCVD反应机理）,GaN基蓝绿外延片的基本结构,蓝宝石衬底,buffer,U-GaN,n-GaN,AlGaN,p-GaN,三种商用的MOCVD设备厂商,Aixtron：

德国Veeco：

美国ThomsSwan：

英国（99年被Aixtron并购）,蓝绿外延目前设备情况,共8台Aixtron：

P,Q,T,24片机，炉内etch（化学清洗HCl）Veeco：

R,S,W,21片机，炉外bake（物理清洗）,机械手传盘ThomsSwan：

U,19片机；A,31片机,炉内bake（物理清洗）,各种设备上盖与大盘简介,Aixtron：

P,Q上盖:

Ceiling,Nozzle；T上盖:

Ceiling,Injector；大盘susceptor，小盘diskVeeco：

FlowTop，大盘platterThomsSwan：

Showerhead（简称SH），大盘susceptor,水平式反应室,NH3,TMGa,TEGa,TMIn,TMAl,Cp2Mg,SiH4,Veeco设备气流模型,VeecoPlatter,ThomsSwan,MOCVD的控制参数与记录,一、温度二、压力三、气流量（包括MO载气流量、NH3流量等）四、厚度及掺杂浓度点检表的记录/确认交接本记录Recipe确认记录在线生长曲线记录,基本的温度曲线,基本的反射率曲线,测试手段,显微镜Quickprobe（波长快速测试仪）膜厚仪PL图谱仪Hall测试仪XRD（X-Ray衍射仪）AFM（原子力显微镜）EV2测试-最终光电测试参数RunLog的填写/确认验证片的选片/确认,蓝绿光外延片的区别,绿光外延片中量子阱的宽度较蓝光宽绿光外延片中InGaN中In的含量较蓝光大绿光外延片的生长控制难度更大,显微镜,用来监测外延片的目检情况，可放大倍数至1000倍观察微米级的表面微观形貌。

QuickProbe,不需镀电极，可直接快速取点反馈外延片的波长、及亮度等信息,膜厚仪,可快速取点反馈外延片的厚度和反射率,AFM（原子力显微镜）,作为GaN显微结构表征的几乎唯一办法,可以得到台阶宽度、台阶高度、粗糙度、缺陷以及缺陷形态等信息。

轻敲模式（TappingMode）、接触模式（ContactMode）,AFM扫描数据,X-Ray衍射仪,用来分析外延片的晶体生长质量与生长结构，包括半高宽、金属组分以及MQW周期厚度、In含量等,XRD数据,PL光谱仪,PL光谱仪用于快速在线检测发光二极管外延片的质量，生成高分辨率的图谱和测定薄膜厚度等。

厚度、积分光强、主波长、峰值波长、光谱半宽等参数以图谱形式显示。

可直观检测外延片的厚度及波长的均匀性,Hall测试仪,可测试GaN膜在常温下的霍尔系数、载流子浓度、表面电阻率和迁移率。

利用霍尔效应测试可以更好地研究半导体材料电学性能，在外延片的研制过程中测试外延层的载流子浓度，利用范德堡法测试电阻率以及载流子迁移率等参数。

EV2测试,蓝绿光外延片及芯片,LED（发光二极管）应用,照亮世界,应用领域,汽车领域LCD、手机背光源大屏幕显示景观照明交通信号灯路灯、矿灯装饰灯,谢谢！