led外延基础知识

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LED基础知识培训-外延、芯片_图文(精)

LED基础知识培训-外延、芯片王立 2009-3-16 Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi Corporation内容提要 1 2 3 4 LED器件基础知识 LED器件基础知识 LED材料生长 LED材料生长 LED芯片制造芯片制造高效率LED芯片设计芯片设计高效率 Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi CorporationLED器件基础知识 1、半导体发光的概念发光是物体内部以某种方式吸收的能量转化为光辐射的过程。

发光是一种非平衡辐射。

区分各种非平衡辐射的宏观光学参量是辐射期间—去掉激发后辐射还可延续的时间。

发光的辐射期间在10-11秒以上。

Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi CorporationLED器件基础知识半导体发光的不同形态粉末发光。

薄膜发光。

结型发光。

通常所说的半导体发光是指结型发光——器件的核心在于p-n结。

半导体照明技术是结型电致发光和粉末光致发光的结合。

Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi CorporationLED器件基础知识 2、半导体发光的研究历史 1907 ! Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi Corporation Lattice Power (Jiangxi CorporationLED器件基础知识 1923, O.W. Lossev of Russia reported electroluminescent light emission in silicon carbide crystals. 1937, F. Destriau of France reported (field-excited electroluminescence of zinc sulfide powders. 1939 – 1944 World War II 1951 – Solid State Lighting potential resurfaced when a team of researchers led by Kurt Lehovec started to investigate the electroluminescent potential of silicon carbide. 1962 – Nick Holonyak Jr, working at General Electric, gave the first practical demonstration of LEDs. 1968 – HP Labs develops the first commercially available light-emitting diode. GE, Bell Labs make the same claim. LEDs were first invented in England, Korea and China as well, depending upon who you talk to. …… 1994 –高亮度蓝光LED实现产业化，半导体照明成为可能。

完整版LED基础知识及外延工艺共44页

完整版LED基础知识及外延工艺
21、静念园林好，人间良可辞。 22、步步寻往迹，有处特依依。 23、望云惭高鸟，临木愧游鱼。 24、结庐在人境，而无车马喧；问君何能尔？心远地自偏。 25、人生归有道，衣食固其端。
56、书不仅是生活，而且是现在、过去和未来文化生活的源泉。 ——库法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一次也不善于度过。— —吕凯特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处，只不过是愈来愈发觉自己的无知。 ——笛卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地走到底，决不回头。 —Байду номын сангаас左

LED外延芯片简介演示

环保与可持续发展
随着全球对环境保护的日益重视，无铅化、低污染和可循环使用的LED外延芯片技术成为发展趋势。同时，推动 LED产业向绿色、低碳方向发展也是未来的重要目标。
市场前景与应用领域拓展
市场前景广阔
随着LED技术的不断提升和成本的不断降低，LED外延芯片在照明、显示等领域的应用将越来越广泛，市场前景十分广阔。特别是在智能家居、智慧城市等新兴产业的推动下，LED外延芯片的需求量将持续增长。
THANKS
感谢观看
封装类型
LED外延芯片的封装类型包括插件式封装、贴片式封装等。插件式封装适用于传统照明领域，而贴片式封装则更适用于背光、显示等应用领域。
封装工艺
LED外延芯片的封装工艺包括固晶、焊线、灌胶、测试等步骤。在这些步骤中，需要确保芯片与基板之间的良好连接，提高芯片的散热性能和机械稳定性，以及保证芯片的发光效果满足应用需求。
应用领域拓展
除了传统的照明和显示领域，LED外延芯片还在医疗、农业、汽车等新兴领域展现出巨大的应用潜力。例如，在医疗领域，LED外延芯片可用于医疗器械的照明和显示，以及光疗、光动力治疗等；在农业领域，可用于植物光照调节，促进植物生长；在汽车领域，可用于汽车照明、仪表盘显示等。这些新兴应用领域的拓展将进一步推动LED外延芯片市场的发展。
LED外延芯片简介演示
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目录
• LED外延芯片概述 • LED外延芯片的制作技术 • LED外延芯片的性能特点 • LED外延芯片的发展趋势与市场前景
01
LED外延芯片概述
LED外延芯片的定义
• 定义描述：LED外延芯片，也称为LED外延层，是指在特定晶体衬底上通过外延生长技术形成的一层具有特定光电性能的半导体材料。它是LED芯片的重要组成部分，负责产生和调制光线。

LED外延片介绍及应用

LED外延片LED外延片生长的基本原理是：在一块加热至适当温度的衬底基片(主要有蓝宝石和、SiC、Si)上，气态物质InGaAlP有控制的输送到衬底表面，生长出特定单晶薄膜。

目前LED外延片生长技术主要采用有机金属化学气相沉积方法。

LED外延片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LED外延片生长技术、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。

LED外延片衬底材料选择特点：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。

10、容易得到规则形状衬底(除非有其他特殊要求)，与外延设备托盘孔相似的衬底形状才不容易形成不规则涡流，以至于影响外延质量。

11、在不影响外延质量的前提下，衬底的可加工性尽量满足后续芯片和封装加工工艺要求。

衬底的选择要同时满足以上十一个方面是非常困难的。

所以，目前只能通过外延生长技术的变更和器件加工工艺的调整来适应不同衬底上的半导体发光器件的研发和生产。

用于氮化镓研究的衬底材料比较多，但是能用于生产的衬底目前只有二种，即蓝宝石Al2O3和碳化硅SiC衬底。

表2-4对五种用于氮化镓生长的衬底材料性能的优劣进行了定性比较。

LED外延片的衬底材料考虑的因素：1、衬底与外延膜的结构匹配：外延材料与衬底材料的晶体结构相同或相近、晶格常数失配小、结晶性能好、缺陷密度低;2、衬底与外延膜的热膨胀系数匹配：热膨胀系数的匹配非常重要，外延膜与衬底材料在热膨胀系数上相差过大不仅可能使外延膜质量下降，还会在器件工作过程中，由于发热而造成器件的损坏;3、衬底与外延膜的化学稳定性匹配：衬底材料要有好的化学稳定性，在外延生长的温度和气氛中不易分解和腐蚀，不能因为与外延膜的化学反应使外延膜质量下降;4、材料制备的难易程度及成本的高低：考虑到产业化发展的需要，衬底材料的制备要求简洁，成本不宜很高。

LED基础知识培训分解

• V-I特性：发光二极管的电压与电流的关系可用图 4表示。在正向电压正小于某一值(叫阈值)时，电流极小，不发光。当电压超过某一值后，正向电流随电压迅速增加，发光。由V-I曲线可以得出发光管的正向电压，反向电流及反向电压等参数。正向的发光管反向漏电流IR
(六) LED的分类
1．按发光管发光颜色分
• 白色是红绿蓝三色按亮度比例混合而成，当光线中绿色的亮度为69%，红色的亮度为21％，蓝色的亮度为10％时，混色后人眼感觉到的是纯白色。但LED红绿蓝三色的色品坐标因工艺过程等原因无法达到全色谱的效果，而控制原色包括有偏差的原色的亮度得到白色光，称为配色。
• LED不但色彩饱和，而且设计灵活，此外，与传统白光源相比，LED节能80~90% ，并且光束不产生热量。
由于红外发光二极管，它发射1～3μm的红外光，人眼看不到。通常单只红外发光二极管发射功率只有数mW，不同型号的红外LED发光强度角分布也不相同。红外LED的正向压降一般为1.3～2.5V。正是由于其发射的红外光人眼看不见，所以利用上述可见光LED的检测法只能判定其PN结正、反向电学特性是否正常，而无法判定其发光情况正常否。为此，最好准备一只光敏器件(如2CR、2DR型硅光电池)作接收器。用万用表测光电池两端电压的变化情况。来判断红外LED加上适当正向电流后是否发射红外光。
(八) LED安装使用注意事项
1. 使用电流 a) 由于LED具有随着电压稍加而电流迅速增加之特性； b) 过高的电流会引起LED灯的烧毁或亮度的衰减； c) 在使用时应加一个电阻与LED灯串联，起到限流作用； d) LED应在相同的电流条件下工作，一般建议通LED的电
流为15~19mA。
Hale Waihona Puke 2. 亮度的测试和产品使用说明第一部分：基础知识篇

LED外延基础知识byEntropy

• 高压（500T）、低温条件下通入TMG ，在衬底表面快速沉积一层缓冲层。由于晶格失配，此时GaN结晶质量较差。
• 反射率曲线上升。
2020/6/13
外延结构与生长原理-Roughing
• 即U1层，形成结晶质量较高的晶核，并以之为中心形成岛装生长。
• 首先在停止通入TMG的情况下升至高温
（1000℃以上），在高温高压条件下，
• 略微提高温度，降低气压（200T），使晶岛相接处的地方开始连接，生长，直至外延表面整体趋于平整。
• 随着外延表面趋于平整，反射率将开始上升。此时由于外延片表面与衬底层的反射光将发生干涉作用，反射率将开始呈现正弦曲线震荡。
2020/6/13
外延结构与生长原理- nGaN
• 在u-GaN之上生长n-GaN做为电子注入层。
四价的，因此多出一个电子，属于n型掺杂。反之，加入Cp2Mg， Mg 原子会取代Ga原子的位置，由于Mg是二价，因
此少了一个电子（多一个电洞），属于p型掺杂。
2020/6/13
半导体基础知识-PN结、发光
• 形成PN结——电子、空穴注入——复合发光
2020/6/13
外延结构与生长原理
• 外延原材料 • 气相外延原理 • 外延结构 • 各层生长原理和条件
0.543
晶格失配度
3.5% 13.8%
17% 2% 1.4%
热胀系数10-6K-1 5.59 4.20 7.50
应用厂商
美国Osram 日本、台湾、大
陆
3.59
南昌晶能光电
• MO源---TMGa(三甲基镓)；TEGa(三乙基镓)；TMAL(三甲基铝)；TMIN( 三甲基铟)；CP2Mg(二茂镁)

LED基础知识及外延工艺

支架
散热基板
LED的支撑部件，通常由金属制成，具有良好的导热性和导电性，能够将芯片产生的热量传递出去。
用于将LED芯片产生的热量传导至外部，提高散热效率，保证LED的稳定运行。
LED封装流程
固晶
将LED芯片固定在支架上，通过银胶等导电胶进行连接。
焊线
将芯片的电极与支架的电极进行连接，通常采用金线焊接的方式。
LED未来发展趋势与展望
高效节能
01
随着全球能源危机和环保意识的提高，高效节能的LED照明产品
将更加受到市场青睐。
个性化定制
02
随着消费者需求的多样化，LED照明产品将更加注重个性化定制
和差异化竞争。
智能化发展
03
结合物联网、人工智能等技术，实现LED产品的智能化和远程控
制，提高用户体验和价值。
THANKS
感谢观看
表面贴装封装
将LED芯片粘贴在PCB板或其他基板上，具有体积小、易贴片等优点。
功率型封装
适用于高功率、大电流的应用场景，具有散热性能好、可靠性高等特点。
集成式封装
将多个LED芯片集成在一个封装内，可以实现多色发光或多路亮度调节等功能。
05
LED性能参数与测试
LED的光电参数
发光波长
LED的发光波长是决定其颜色和光谱特性的重要参数，不同应用场景需要不同波长的LED。
发光亮度
发光亮度决定了LED的视觉效果和照明强度，是评价LED 性能的重要指标。
发光效率
发光效率是指LED将电能转化为光能的效率，是评价LED 性能的重要参数。
LED的热学参数
01
02
03
结温

LED外延片--外延工艺

由LED工作原理可知，外延材料是LED的核心部分，事实上，LED的波长、亮度、正向电压等主要光电参数基本上取决于外延材料。

发光二极管对外延片的技术主要有以下四条：①禁带宽度适合。

②可获得电导率高的P型和N型材料。

③可获得完整性好的优质晶体。

④发光复合几率大。

外延技术与设备是外延片制造技术的关键所在，金属有机物化学气相淀积(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition，简称MOCVD)技术生长III-V族，II-VI族化合物及合金的薄层单晶的主要方法。

II、III族金属有机化合物通常为甲基或乙基化合物，如：Ga(CH3)3，In(CH3)3，Al(CH3)3，Ga(C2H5)3，Zn(C2H5)3等，它们大多数是高蒸汽压的液体或固体。

用氢气或氮气作为载气，通入液体中携带出蒸汽，与V族的氢化物（如NH3，PH3，AsH3）混合，再通入反应室，在加热的衬底表面发生反应，外延生长化合物晶体薄膜。

MOCVD具有以下优点：用来生长化合物晶体的各组份和掺杂剂都可以以气态方式通入反应室中，可以通过控制各种气体的流量来控制外延层的组分，导电类型，载流子浓度，厚度等特性。

因有抽气装置，反应室中气体流速快，对于异质外延时，反应气体切换很快，可以得到陡峭的界面。

外延发生在加热的衬底的表面上，通过监控衬底的温度可以控制反应过程。

在一定条件下，外延层的生长速度与金属有机源的供应量成正比。

MOCVD及相关设备技术发展现状：MOCVD技术自二十世纪六十年代首先提出以来，经过七十至八十年代的发展，九十年代已经成为砷化镓、磷化铟等光电子材料外延片制备的核心生长技术。

目前已经在砷化镓、磷化铟等光电子材料生产中得到广泛应用。

日本科学家Nakamura将MOCVD应用氮化镓材料制备，利用他自己研制的MOCVD设备(一种非常特殊的反应室结构)，于1994年首先生产出高亮度蓝光和绿光发光二极管，1998年实现了室温下连续激射10,000小时，取得了划时代的进展。

LED外延基础知识

此外，在nGaN插入AlGaN层可以起到释放应力，抑制位错，提高外延结晶质量的作用。
常见异常分析
第一时间异常
外延表面异常石墨盘异常 QT测试异常
快速数据异常
电压异常亮度异常 ESD、Ir异常
长期数据异常
寿测 mW
常见异常分析-外观
正常表面
来自衬底：刻蚀、落灰、划伤等。
第一
反射率曲线将保持正弦曲线震荡。由震荡的频率可以计算出此时的生长速率。
外延结构与生长原理-MQW
超晶格结构发光层，主要由阱与磊反复叠加构成。
当In原子取代Ga原子时，GaN的禁带宽度将变小，构成MQW中的阱层。磊层则分为掺入Si 原子的n型磊以及不掺杂的u型磊。阱层很薄，和磊层相间分布，将使注入的载流子在外延生长的方向受到限制，从而提高电子空穴对的空间浓度，加大复合发光的几率，提高发光效率。
不适合导致。
快速
Ir变小、ESD变差
数据
Ir较小表明外延原本结晶质量较好，但是大电流轰击时由于电能释放的密度太大，造成期间结构被破坏。结合电压有无变化分析，可能的原因有：nGaN，尤其
外延结构与生长原理-AlGaN
Al-GaN层厚度较低，一般出现在nGaN层中部或者HP层的开始部分，并相应掺入一定量的SiH4或Cp2Mg。
Al原子相对较小，当其取代Ga原子时，将使外延的晶格常数变小，从而使禁带宽度变宽。因此，Al-GaN层是一个载流子阻挡层，将在载流子注入时在二维方向上起到载流子扩散的作用。因而，适当生长Al-GaN可以有效提高芯片的亮度。但是过分掺Al会使载流子注入变难，导致电性发生异常。
常见异常分析-快速ESD-Ir
首先对比近期数据以及同期其他机台数据，排除芯片部的原因。

LED外延结构及材料特性分析_最终版

LED外延结构及材料特性分析_最终版引言：LED（Light Emitting Diode，发光二极管）作为一种半导体器件，近年来得到了广泛的应用和发展。

LED的外延结构和所使用的材料对其性能起着至关重要的作用。

本文将重点分析LED的外延结构及所使用的材料特性，并探讨其对LED性能的影响。

一、LED的外延结构LED的外延结构是指LED的多层薄膜结构，通常由衬底、外延层和上电极组成。

1.衬底材料：衬底材料对LED性能有着重要的影响。

常见的衬底材料有蓝宝石、氮化铝等。

其中，蓝宝石是质量最好的衬底材料之一，其热膨胀系数与外延层材料相匹配，有利于减小材料之间的应变。

而氮化铝衬底具有良好的导热性能和热稳定性，在高功率LED器件中应用较广。

2.外延层材料：外延层材料是LED中最重要的部分，直接影响到LED的光电转换效率。

常见的外延层材料有氮化镓（GaN）、磷化铟镓（InGaP）和砷化镓（GaAs）等。

其中，氮化镓是蓝光和绿光LED最常用的材料，具有优异的电子迁移率和光学特性；磷化铟镓则常用于红光和黄光LED，具有较大的能带间隙和较高的光电转换效率；砷化镓主要用于红外LED，其能带间隙比较适合红外光发射。

3.上电极：上电极是将电流注入到外延层材料中的重要部分，常见的上电极材料有透明导电氧化锡（ITO）和金属材料。

透明导电氧化锡通常用于制作透明的上电极，对于提高光输出有一定的帮助；金属材料如铝和银则常用于制作反射性上电极，有助于提高光提取效率。

二、LED材料的特性分析LED材料的特性包括电学特性、光学特性、热学特性和结构特性等。

1.电学特性：主要包括豫兆电压、电流密度和电导率等。

其中，豫兆电压是指在特定电流下，材料开始发光所需要的电压。

电流密度则是指通过材料单位面积的电流。

电导率是指材料的导电能力，影响LED的电流传输效率和导电功率损耗。

2.光学特性：主要包括发光效率、发光波长和色彩纯度等。

发光效率是指LED将电能转化为光能的效率，是衡量LED性能的一个重要指标；发光波长和色彩纯度则决定了LED发出的光的颜色和亮度，不同的外延材料和结构会导致不同的光学特性。

LED外延片介绍

LED外延片介绍外延片的生产制作过程是非常复杂，展完外延片，接下来就在每张外延片随意抽取九点做测试，符合要求的就是良品，其它为不良品(电压偏差很大，波长偏短或偏长等)。

良品的外延片就要开始做电极(P极，N极)，接下来就用激光切割外延片，然后百分百分捡，根据不同的电压，波长，亮度进行全自动化分检，也就是形成led晶片(方片)。

然后还要进行目测，把有一点缺陷或者电极有磨损的，分捡出来，这些就是后面的散晶。

此时在蓝膜上有不符合正常出货要求的晶片，也就自然成了边片或毛片等。

不良品的外延片(主要是有一些参数不符合要求)，就不用来做方片，就直接做电极(P极，N极)，也不做分检了，也就是目前市场上的LED 大圆片(这里面也有好东西，如方片等)。

半导体制造商主要用抛光Si片(PW)和外延Si片作为IC的原材料。

20世纪80年代早期开始使用外延片，它具有标准PW所不具有的某些电学特性并消除了许多在晶体生长和其后的晶片加工中所引入的表面/近表面缺陷。

历史上，外延片是由Si片制造商生产并自用，在IC中用量不大，它需要在单晶Si片表面上沉积一薄的单晶Si层。

一般外延层的厚度为2～20μm，而衬底Si厚度为610μm(150mm 直径片和725μm(200mm片)。

外延沉积既可(同时)一次加工多片，也可加工单片。

单片反应器可生产出质量最好的外延层(厚度、电阻率均匀性好、缺陷少)；这种外延片用于150mm“前沿”产品和所有重要200 mm产品的生产。

外延产品外延产品应用于4个方面，CMOS互补金属氧化物半导体支持了要求小器件尺寸的前沿工艺。

CMOS产品是外延片的最大应用领域，并被IC制造商用于不可恢复器件工艺，包括微处理器和逻辑芯片以及存储器应用方面的闪速存储器和DRAM(动态随机存取存储器)。

分立半导体用于制造要求具有精密Si特性的元件。

“奇异”(exotic)半导体类包含一些特种产品,它们要用非Si材料，其中许多要用化合物半导体材料并入外延层中。

LED外延片介绍

LED外延片介绍LED外延生长的基本原理是：在一块加热至适当温度的衬底基片（主要有蓝宝石和SiC，Si）上，气态物质In,Ga,Al,P有控制的输送到衬底表面，生长出特定单晶薄膜。

目前LED外延片生长技术主要采用有机金属化学气相沉积方法。

外延片的生产制作过程是非常复杂，展完外延片，接下来就在每张外延片随意抽取九点做测试，符合要求的就是良品，其它为不良品（电压偏差很大，波长偏短或偏长等）。

良品的外延片就要开始做电极（P极，N极），接下来就用激光切割外延片，然后百分百分捡，根据不同的电压，波长，亮度进行全自动化分检，也就是形成LED晶片（方片）。

然后还要进行目测，把有一点缺陷或者电极有磨损的，分捡出来，这些就是后面的散晶。

此时在蓝膜上有不符合正常出货要求的晶片，也就自然成了边片或毛片等。

不良品的外延片（主要是有一些参数不符合要求），就不用来做方片，就直接做电极（P极，N极），也不做分检了，也就是目前市场上的LED大圆片（这里面也有好东西，如方片等）。

半导体制造商主要用抛光Si片（PW）和外延Si片作为IC的原材料。

20世纪80年代早期开始使用外延片，它具有标准PW所不具有的某些电学特性并消除了许多在晶体生长和其后的晶片加工中所引入的表面/近表面缺陷。

历史上，外延片是由Si片制造商生产并自用，在IC中用量不大，它需要在单晶Si片表面上沉积一薄的单晶Si层。

一般外延层的厚度为2～20μm，而衬底Si厚度为610μm（150mm直径片和725μm（200mm 片）。

外延沉积既可（同时）一次加工多片，也可加工单片。

单片反应器可生产出质量最好的外延层（厚度、电阻率均匀性好、缺陷少）；这种外延片用于150mm“前沿”产品和所有重要200 mm产品的生产。

外延产品外延产品应用于4个方面，CMOS互补金属氧化物半导体支持了要求小器件尺寸的前沿工艺。

CMOS产品是外延片的最大应用领域，并被IC制造商用于不可恢复器件工艺，包括微处理器和逻辑芯片以及存储器应用方面的闪速存储器和DRAM（动态随机存取存储器）。

LED外延片及其生长工艺介绍

LED外延片及其生长工艺介绍LED外延片是由不同材料组成的多层晶体结构，其中包括衬底、缓冲层、活性层和包埋层。

衬底通常采用蓝宝石或碳化硅等材料，它的选择决定了LED芯片的电学性能和热学特性。

缓冲层用于降低晶格失配和提高外延层的质量，通常由氮化铝等材料构成。

活性层是LED发光材料，根据不同的发光波长选择不同的材料，如氮化镓、磷化铟镓等。

包埋层用于保护活性层，通常由氮化铝等材料构成。

MOCVD是一种在高温和高真空环境下进行的气相生长技术。

生长过程中，金属有机化合物和气体反应生成LED外延片的材料。

首先，通过加热衬底使其表面达到高温状态；然后，将金属有机化合物和载气分别送入反应室中；在反应室中，金属有机化合物和载气发生热解反应，生成金属原子和气体等；金属原子和气体沉积在高温的衬底表面上，形成外延层。

MOCVD生长过程中，需要控制反应温度、气体流量、反应时间等参数，以获得理想的外延层。

MBE是一种在低温和超高真空环境下进行的分子束生长技术。

该技术通过将材料原子逐个蒸发并束缚成细束，直接沉积在衬底上。

MBE生长过程中，需要控制蒸发源温度、衬底温度、分子束流、蒸发速率等参数，以保证外延层的质量和均匀性。

挤压法是一种通过压缩固体材料，使其产生塑性变形，并在压力下生长外延层的技术。

该方法适用于外延层厚度较小的情况，能够提高外延层的质量和均匀性。

除了上述的MOCVD、MBE和挤压法外，还有其他的LED外延片生长工艺，如气相外延法、液相外延法等。

这些方法都有各自的特点和适用范围，可以根据不同的需求进行选择。

总结起来，LED外延片是构成LED芯片的重要组成部分，生长工艺对其性能和质量有着重要的影响。

MOCVD是目前最常用的生长工艺，它通过在高温和高真空环境下进行气相生长，获得理想的外延层。

MBE和挤压法等也是常见的生长工艺，具有各自的优点和适用范围。

不同的生长工艺可以根据需求选择，以获得高质量的LED外延片。

LED外延片基础知识

LED外延片基础知识外延片的生产制作过程是非常复杂，展完外延片，接下来就在每张外延片随意抽取九点做测试，符合要求的就是良品，其它为不良品(电压偏差很大，波长偏短或偏长等)。

良品的外延片就要开始做电极(P极，N极)，接下来就用激光切割外延片，然后百分百分捡，根据不同的电压，波长，亮度进行全自动化分检，也就是形成LED晶片(方片)。

然后还要进行目测，把有一点缺陷或者电极有磨损的，分捡出来，这些就是后面的散晶。

此时在蓝膜上有不符合正常出货要求的晶片，也就自然成了边片或毛片等。

不良品的外延片(主要是有一些参数不符合要求)，就不用来做方片，就直接做电极(P极，N极)，也不做分检了，也就是目前市场上的LED大圆片(这里面也有好东西，如方片等)。

半导体制造商主要用抛光Si片(PW)和外延Si片作为IC的原材料。

20世纪80年代早期开始使用外延片，它具有标准PW所不具有的某些电学特性并消除了许多在晶体生长和其后的晶片加工中所引入的表面/近表面缺陷。

历史上，外延片是由Si片制造商生产并自用，在IC中用量不大，它需要在单晶Si片表面上沉积一薄的单晶Si层。

一般外延层的厚度为2~20μm,而衬底Si厚度为610μm(150mm直径片和725μm(200mm片)。

外延沉积既可(同时)一次加工多片，也可加工单片。

单片反应器可生产出质量最好的外延层(厚度、电阻率均匀性好、缺陷少);这种外延片用于150mm“前沿”产品和所有重要200mm产品的生产。

外延产品外延产品应用于4个方面，C MOS互补金属氧化物半导体支持了要求小器件尺寸的前沿工艺。

分立半导体用于制造要求具有精密Si特性的元件。

“奇异”(exotic)半导体类包含一些特种产品，它们要用非Si材料，其中许多要用化合物半导体材料并入外延层中。

1LED处延片基本知识

（5）ZnO衬底 • 之所以ZnO作为GaN外延片的候选衬底，是因为他们两者具有非常惊人的相似之处。两者晶体结构相同、晶格失配度非常小，禁带宽度接近(能带不连续值小，接触势垒小)。但是，ZnO作为GaN外延衬底的致命的弱点是在GaN外延生长的温度和气氛中容易分解和被腐蚀。目前，ZnO半导体材料尚不能用来制造光电子器件或高温电子器件，主要是材料品质达不到器件水准和P型掺杂问题没有真正解决，适合ZnO基半导体材料生长的设备尚未研制成功。今后研发的重点是寻找合适的生长方法。但是，ZnO本身是一种有潜力的发光材料。 ZnO的禁带宽度为3.37 eV，属直接带隙，和GaN、SiC、金刚石等宽禁带半导体材料相比，它在380 nm附近紫光波段发展潜力最大，是高效紫光发光器件、低阈值紫光半导体激光器的候选材料。ZnO材料的生长非常安全，可以采用没有任何毒性的水为氧源，用有机金属锌为锌源。
二、LED外延片衬底材料选择特点
• 1）衬底与外延膜的结构匹配，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性强。 • 3）化学稳定性好，在外延生长的温度和气氛中不易分解和腐蚀，不能因为与外延膜的化学反应使外延膜质量下降。 • 4）热学性能好，包括导热性好和热失配度小。外延膜与衬底材料在热膨胀系数应相近，相差过大不仅可能使外延膜在生长过程中质量下降，还可能会在器件工作过程中，由于发热而造成器件的损坏。 • 5）导电性好，能制成上下结构。
LED外延片基本知识
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• • • • 一、LED外延生长的概念和原理二、LED外延片衬底材料选择特点三、LED外延片衬底材料种类四、LED外延片生长工艺