[00112539]发光二极管外延结构及其生长方法和发光二极管

①课题来源与背景 在半导体照明技术领域,随着生产技术的进步以及生产效率的要求,在大尺寸衬底上进行生长GaN发光材料成为新的趋势。然而,在利用大尺寸衬底进行外延生长时由于两种晶体之间的晶格失配太大,晶格失配产生的应力会造成衬底崩裂或者外延层的龟裂。若上述问题能够解决,可以为后续的芯片加工提高4倍或者更高的效率,并能使芯片在加工时的工艺更加稳定同时并可以节省大量的人力资源。该项目旨在研发可以应用于中高端市场的显示及照明用的高亮度LED芯片,借此扩大公司业务范围,增强公司核心竞争力,更好的把握半导体市场,该产品主要应用于显示及室外照明。 ②技术原理及性能指标 1、LED 芯片的光提取效率问题,拟采用势垒高度渐变的电子阻挡层设计,提高空穴注入效率,从而提高内量子效率,采用非对称多量子阱、遂穿短周期超晶格生长工艺的综合运用,改善空穴和电子的形态分布,提升电子空穴复合几率,提高内量子效率; 2、可靠性问题,拟采用耐热、低阻薄溅射ITO膜、SiX等薄膜工艺改善。 本项目工艺采用现代全自动数控生产流水线,先进的检测设备,可以及时了解产品的内在性能,确保产品质量。根据公司的设备和工艺现有条件,制备出几款良率大于97%,光效达到130lm/W的高能效显示、照明用LED芯片。 ③技术的创造性与先进性 1.研究 Ti, Al, Ni, Mo, Pd, Pt, Au, ITO 等不同金属种类的欧姆接触工艺,研究金属层厚度,金属层比例,合金温度,合金环境条件等对于欧姆接触的影响,优化欧姆接触工艺,实现低电阻率的欧姆接触。研究 p 型 AlGaN 欧姆接触技术,探索无 P-GaN结构的芯片技术开发,研究反射电极对于大电流下二级管的光提取效率影响,实现对传统光吸收电极的改进。 2.研究共晶倒装芯片技术,研究不同的钝化技术对于降低共晶芯片工艺当中的漏电影响,研究共晶工艺当中的金属与绝缘层的黏附强度问题,解决共晶工艺中的可靠性漏电问题。采用新型工艺技术,在 LED 芯片内部嵌入 N 型金属,金属通过贯通孔与 N-AlGaN 进行欧姆接触,进一步提高芯片的外量子效率,缓解“ Droop 效应”。 3.高效取光效率芯片及关键工艺研究：研究大电流下芯片出光机制,芯片光提取机制,全方位提取芯片光效获得大功率高效芯片制作技术。 大功率芯片是整个LED芯片行业的一个比较重要的方向,一直以来都是我们研发的对象。近期我们开发了几款大功率芯片尺寸分别为38*38mil,45*45mil,32*32mil,26*26mil,主要加入的工艺为ITO薄膜的溅射工艺,ITO与SIO2薄膜的综合膜层设计,ODR技术的应用。几款芯片的白光光效均能达到120-130LM/W,属于业界价好水平。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性 本项目技术成熟可靠,可适用于发光二极管外延片生长制造工艺工序中,提升外延片产品的光电性能,降低控制制造成本。 ⑤应用情况及存在的问题 本项目已成熟应用于发光二极管芯片生产线产业化生产,技术指标及产业化经济指标均符合项目要求,已实现产品转化芯片销售,客户应用状况反馈良好,未存在其他异常问题。 ⑥历年获奖情况 无 ⑦成果简介 已实现授权实用新型专利1篇 专利号：201610495474.7