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发布时间: 2017 - 12 - 06
在LED外延及芯片制造领域,湿法设备占据约40%以上的工艺,随着工艺技术的不断发展,湿法设备已经成为LED外延及芯片制造领域的关键设备,如SPM酸清洗、有机清洗、显影、去胶、ITO蚀刻、BOE蚀刻、PSS高温侧腐、下蜡、匀胶、甩干、掩膜版清洗等。华林科纳(江苏)CSE深入研究LED生产工艺,现已形成可满足LED产业化项目需求的全自动湿法工艺标准成套设备。 LED 芯片的制造工艺流程为:外延片→清洗→镀透明电极层→透明电极图形光刻→腐蚀→去胶→平台图形光刻→干法刻蚀→去胶→退火→SiO2 沉积→窗口图形光刻→SiO2腐蚀→去胶→N极图形光刻→预清洗→镀膜→剥离→退火→P 极图形光刻→镀膜→剥离→研磨→切割→芯片→成品测试。 CSE-外延片清洗机设备 设备名称华林科纳(江苏)CSE-外延片清洗机设备可处理晶圆尺寸2”-12”可处理晶圆材料硅、砷化镓、磷化铟、氮化镓、碳化硅、铌酸锂、钽酸锂等应用领域集成电路、声表面波(SAW)器件、微波毫米波器件、MEMS器件、先进封装等专有技术系统洁净性技术均匀性技术晶圆片N2干燥技术模块化系统集成技术自动传输及精确控制技术溶液温度、流量和压力的精确控制技术主要技术特点系统结构紧凑、安全腔体独立密封,具有多种功能可实现晶圆干进干出采用工控机控制,功能强大,操作简便可根据用户要求提供个性化解决方案设备制造商华林科纳(江苏)半导体设备有限公司 www.hlkncse.com 400-8768-096 ;18913575037更多的外延片清洗设备相关资讯可以关注华林科纳CSE官网(www.hlkncse.com),现在热线咨询400-8798-096可立即获取免费的半导体行业相关清洗设备解决方案。
发布时间: 2017 - 12 - 06
旋转式喷镀台结合微组装工艺对镀制工艺的小批量、多规格和特殊应用要求等特点,在6" (150mm)晶圆电镀系统中采用了倾斜式旋转喷镀技术倾斜式旋转喷镀单元分由两个部分组成,一为阴极夹具、旋转单元、导线电刷、N2 保护单元组成的阴极回转体,二为三角形槽体、阳极和电力线挡板组成的阳极腔。倾斜旋转喷镀结构示意图如下:从镀制结构方式、镀制工艺应用分析可以看出,采用倾斜式旋转喷镀有以下几种优势。一是这种结构方式易实现槽体密封和附加N2 保护功能。二是在这种镀制工艺中,阴极的旋转运动使槽内电场不均问题得以解决,从而提高了镀制的均匀性。三是呈45°倾斜加阴极旋转的方式,可以较容易的祛除晶圆表面的气泡附着及“产生”气泡的消除。四是采用了多微孔进行镀液喷射,实现搅拌功能,消除局部PH值、温度、离子浓度等不均匀带来的影响。五是采用三角形镀槽设计最大限度的减少了镀液的消耗。六是该镀制结构方式可以满足多品种、小批量、低成本的生产需求。倾斜旋转喷镀技术、工艺优势斜式三角镀槽结构本系统采用倾斜式三角形镀槽结构,镀槽入口溢流口均与三角形斜边平行,可得到稳定且不易积累气泡的流场环境。通过进行相关模拟、仿真和验证,镀液入口采用扇形喷咀式结构,可保证镀液在平行于阴极表面方向上形成均匀而稳定的流场。从而通过改变流场的方法改善了镀层的均匀性。该结构的另一优点可使电镀液的用量减至最少程度。 华林科纳(江苏)CSE采用倾斜旋转喷镀方法进行晶圆电镀工艺处理,由于结构上的特点,该方法经实验验证具有:①结构简单;②工艺参数控制容易;③有利气泡的消除;④镀制均匀性得到提高;⑤镀制溶液用量少。该方法尤其适应于小批量、多规格的电镀工艺,同时可以取得较好的镀制均匀性。图6为我们所研制的150mm晶圆倾斜旋转喷镀系统,目前已批量生产并在工艺线上得到较好的应用,产品已通过技术定型鉴定和用户验收。实现的主要工艺指标:最...
发布时间: 2016 - 06 - 22
双腔甩干机1. 应用范围:l 本機台適用於半導體2”4”6”8”晶圓(含)以下之旋乾製程.l 设备為垂直式雙槽體機台,可同Run 50片.l 可對旋乾步驟進行可程式化控制 (Recipe Program).l 具使用在此設備已超過20年以上的應用馬達控制系統設計, 高穩定度Rotor 設計, 震動值均控制於300 um 以下.l 高潔淨設計,微塵控制於每次運轉增加量, 0.3um , 30顆以下.   2. 操作流程3. 图示 4. 規格l 機台內皆使用鐵氟龍製DI , N2 控制閥件l 直流式馬達: DC無刷馬達750Wl 真空負壓軸封設計,隔離槽外污染l 不銹鋼N2過濾器 0.003~0.005μml 氣體加熱器及加熱墊控制乾燥速率l 壓力感測保護(加熱器空燒保護)l 槽外貼Silicon材質加熱墊 x1 片, 220VAC , 300W(溫度開關90°C OFF 70°C ON)l  Viton材質充氣式氣囊及槽後密封環,保持室外絕緣l 不銹鋼槽體SS316經拋光及電解研磨l 單顆螺絲固定轉子,並按客戶需求指定使用訂做l 轉子經拋光及電解研磨,並做動態平衡校正l 可選擇指示燈訊及蜂鳴器音樂故障碼功能: 門鎖警告,氣體不足,傳動異常警告 5. 電控系統l  控制器操作介面: 7”記憶人機+ PLC可程式自動化控制器(人機 Touch Screen,整合介面) 。l 軟體功能Ø 編輯/儲存 : 製程/維修/警示/編輯/配方/,皆可從操作螢幕上修改。Ø 儲存能力記憶模組...
发布时间: 2016 - 03 - 07
枚叶式清洗机-华林科纳CSE华林科纳(江苏)半导体CSE-单片枚叶式洗净装置的特长:单片式清洗装置的优点(与浸渍.槽式比较)1.晶片表面的微粒数非常少(到25nm可对应)例:附着粒子数…10个/W以下(0.08UM以上粒子)(参考)槽式200个/W2.药液纯水的消费量少药液…(例)1%DHF的情况  20L/日纯水...每处理一枚晶片0.5-1L/分3.小装置size(根据每个客户可以定制) 液体溅射(尘埃强制除去)  (推荐)清洗方法单片式装置的Particle再附着问题   更多的半导体单片枚叶式湿法腐蚀清洗设备相关信息可以关注华林科纳CSE官网(www.hlkncas.com),现在热线咨询400-8768-096;18913575037可立即获取免费的半导体清洗解决方案。
发布时间: 2016 - 03 - 07
自动供酸系统(CDS)-华林科纳(江苏)CSEChemical Dispense System System 华林科纳(江苏)半导体CSE-CDS自动供酸系统 适用对象:HF、HN03、KOH、NH4OH、NaOH、H2SO4、HCL、 H2O2、IPA等主要用途:本设备主要用于湿法刻蚀清洗等制程工程工序需要的刻蚀液集中进行配送,经管道至设备;具有自动化程度高,配比精确,操作简便等特点;具有良好的耐腐蚀性能。控制模式:手动控制模式、自动控制模式设备名称华林科纳(江苏)CSE-CDS自动供酸系统设备型号CSE-CDS-N1507设计基准1.供液系统(Chemical Dispense System System)简称:CDS2. CDS 将设置于化学房内:酸碱溶液CDS 系统要求放置防腐性的化学房;3. 设备材质说明(酸碱类):酸碱溶液CDS外构采以WPP 10T 板材,内部管路及组件采PFA 451 HP 材质;4. 系统为采以化学原液 双桶/单桶20L、200L、1t等方式以Pump 方式运送到制程使用点;5. 过滤器:配有10” PFA材质过滤器外壳;6. 供液泵:每种化学液体配有两台或者一台 PTFE材质的进口隔膜泵;7. Empty Sensor & Level Sensor:酸碱类采用一般型静电容近接开关;8. 所有化学品柜、歧管箱及阀箱均提供泄漏侦测器与警报功能。CDS系统设备规格 1. 系统主要功能概述设备主要功能:每种化学液体配两个桶(自动切换)、配两台泵(一用一备)、带过滤器;系统控制单元:配带OMRON 8”彩色触摸屏,OMRON品牌PLC系统;2. 操作模式: CDS 系统皆有PLC 作Unit 内部流程控制,操作介面以流程方式执行,兼具自动化与亲和力。在...
发布时间: 2018 - 01 - 23
单片清洗机-华林科纳CSESingle wafer cleaner system华林科纳(江苏)CSE-自动单片式腐蚀清洗机应用于清洗(包括光刻板清洗)刻蚀 去胶 金属剥离等;可处理晶圆尺寸2'-12';可处理晶圆材料:硅 砷化镓 磷化铟 氮化镓 碳化硅 铌酸锂 钽酸锂等;主要应用领域:集成电路   声表面波器件  微波毫米波器件  MEMS  先进封装等  设 备 名 称CSE-单片清洗机类  型单片式适 用 领 域半导体、太阳能、液晶、MEMS等清 洗 方 式2英寸——12英寸设备稳定性1、≥0.2um颗粒少于10颗2、金属附着量:3E10 atoms/ cm²3、纯水消耗量:1L/min/片4、蚀刻均一性良好(SiO₂氧化膜被稀释HF处理):≤2%5、干燥时间:≤20S6、药液回收率:>95%单片式优点1、单片处理时间短(相较于槽式清洗机)2、节约成本(药液循环利用,消耗量远低于槽式)3、良品率高4、有效避免边缘再附着5、立体层叠式结构,占地面积小 更多的单片(枚叶)式清洗相关设备可以关注华林科纳(江苏)半导体官网,关注http://www.hlkncse.com ,400-8768-096,18913575037
发布时间: 2017 - 12 - 06
氢氟酸HF自动供液系统-华林科纳(江苏)CSEChemical Dispense System System 华林科纳(江苏)半导体CSE-氢氟酸供液系统 适用对象:HF、HN03、KOH、NH4OH、NaOH、H2SO4、HCL、 H2O2、IPA等主要用途:本设备主要用于湿法刻蚀清洗等制程工程工序需要的刻蚀液集中进行配送,经管道至设备;具有自动化程度高,配比精确,操作简便等特点;具有良好的耐腐蚀性能。控制模式:手动控制模式、自动控制模式 设备名称华林科纳(江苏)CSE-氢氟酸(HF)供液系统设备型号CSE-CDS-N2601设计基准1.供液系统(Chemical Dispense System System)简称:CDS2. CDS 将设置于化学房内:酸碱溶液CDS 系统要求放置防腐性的化学房;3. 设备材质说明(酸碱类):酸碱溶液CDS外构采以WPP 10T 板材,内部管路及组件采PFA 451 HP 材质;4. 系统为采以化学原液 双桶/单桶20L、200L、1t等方式以Pump 方式运送到制程使用点;5. 过滤器:配有10” PFA材质过滤器外壳;6. 供液泵:每种化学液体配有两台或者一台 PTFE材质的进口隔膜泵;7. Empty Sensor & Level Sensor:酸碱类采用一般型静电容近接开关;8. 所有化学品柜、歧管箱及阀箱均提供泄漏侦测器与警报功能。CDS系统设备规格 1. 系统主要功能概述设备主要功能:每种化学液体配两个桶(自动切换)、配两台泵(一用一备)、带过滤器;系统控制单元:配带OMRON 8”彩色触摸屏,OMRON品牌PLC系统;2. 操作模式: CDS 系统皆有PLC 作Unit 内部流程控制,操作介面以流程方式执行,兼具自动化...
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化学湿法生长GaN基发光二极管的研究

时间: 2021-11-10
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化学湿法生长GaN基发光二极管的研究

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引言

      氮化镓发光二极管是异质外延生长在不同的衬底上,如蓝宝石和碳化硅,因为生长块状氮化镓有困难。蓝宝石是最常用的衬底,因为它的成本相对较低。然而,由于外延氮化镓薄膜和蓝宝石衬底之间晶格常数和热膨胀系数的巨大失配,在平面蓝宝石衬底上生长的氮化镓导致高密度的位错缺陷(10±10厘米)。

我们研究了氮化镓(GaN)基发光二极管(LED)对性能增强的反应机制,其生长在化学湿蚀刻图案蓝宝石衬底(CWE-PSS)上,该二极管在顶部表面具有v形坑特征。根据温度依赖的光致发光(PL)测量和测量的外部量子效率,该结构可以同时提高内部量子效率和光提取效率。

 

实验

      蓝宝石衬底上的蚀刻图案是排列的六方孔阵列。在这里,我们使用硫酸和磷酸的混合溶液(HSO:HPO)在300℃的工作温度下蚀刻蓝宝石基底。CWE-PSS的制造细节可以在其他地方找到。图1(a)中显示了CWE-PSS的俯视图扫描电镜图像。单个孔的直径为3m,晶格常数为7m。蚀刻孔深度为0.5m,中心为三角形平面,被三个平面面包围。然后在低压金属-有机化学气相沉积CWE-PSS上培养LED结构。三甲基镓(TMGa)、三甲基钠(TMIn)和氨(NH)分别作为Ga、In、N前体,双环戊二烯镁(CpMg)和硅烷(SiH)作为p型和N型掺杂源。

      本方法采用了两种不同的p型氮化镓包覆层生长温度,1050℃和800℃。在氮化镓层的低生长温度下(即800℃)下,在LED表面的上表面可以看到大量的v形凹坑。在这些p型覆层的生长过程中,在不同的生长温度下调整CpMg流量,使所有样品中相同的Mg掺杂浓度约为3×1017cm-3。发光二极管是传统的发光二极管,其生长在平面蓝宝石衬底上,并具有在1050℃生长的p型氮化镓的平坦表面形态。对于发光二极管,镍-金透明接触层被蒸发到p型氮化镓盖层上以用作透明接触层,然后厚的金层被沉积到部分p型氮化镓盖层上以用作p电极。钛-铝-铂-金触点被沉积在暴露的氮-氮化镓层上作为氮电极。LED-B生长在平面蓝宝石衬底上,但具有在800℃生长的p型GaN的粗糙表面形态。LED-C生长在CWE-PSS上,并且还具有在800℃生长的p型GaN的粗糙表面形态。图1(b)–(d)分别示出了LED-A、LED-B和LED-C的最终结构的示意图。

化学湿法生长GaN基发光二极管的研究 

1 CWE-PSS的俯视扫描电镜图像

总结和讨论

      形凹坑粗糙表面:用扫描电镜研究了生长温度对p型氮化镓表面形貌的影响。图2显示了LED-A、LED-B和LED-C的表面形貌的SEM图像,在图2(a)中,可以清楚地看到LED-A的表面相当平坦,并且包含非常少的六边形凹坑。这些六边形凹坑起源于量子阱中所谓的V形凹坑。由InGaN和GaN层之间的晶格失配引起的应变以及由于MQWs中相对低的生长温度(700℃)引起的表面迁移率的降低是MQWs中V形凹坑形成的驱动力。多量子阱中V形坑的形成主要是为了释放TD缺陷周围InGaN/GaN材料异质外延诱导的高应变能。因此,每个V形坑的底部总是与一个TD缺陷相连,并且MQWs中V形坑的密度几乎与TD缺陷的密度相等。然而,随后在1050℃生长的p型氮化镓完全填满了多量子阱中的V型坑。因为在如此高的生长温度下提供了足够的表面迁移率。因此,在图2(a)中观察到平坦的p型氮化镓表面。对于发光二极管B和发光二极管C,在p型氮化镓的生长过程中,我们通过将生长温度降低到800℃来降低迁移的镓原子的表面迁移率。由于镓原子迁移到适当位置的能量不足,氮化镓的横向生长速率将小于氮化镓的垂直生长速率,并且在p型氮化镓中与在多量子阱中一样,基本上形成了V形凹坑轮廓。

      内部量子效率:为了阐明CWE-PSS增强的起源,我们用透射电镜研究了生长在CWE-PSS (LED-C)和平面蓝宝石衬底(LED-B)上的发光二极管的晶体质量。对于生长在平面蓝宝石衬底(LED-B)上的LED,GaN/ sap- phire界面和MQWs区域的截面TEM图像分别显示在图5(a)和(B)中。可以看到位错缺陷线束从氮化镓/蓝宝石界面垂直辐射到多量子阱区。如图5(c)和(d)所示,在CWE-PSS (LED-C)上的薄膜的结晶学是完全不同的,图5(C)和(d)分别示出了在CWE-PSS (LED-C)上生长的LED的GaN/蓝宝石界面和MQWs区域的横截面TEM图像。如图5(c)所示,沟槽区内存在大量堆垛层错。堆垛层错的形成可能是由于在GaN缓冲层的初始生长过程中从脊区开始覆盖沟槽区的同质外延横向生长,导致沟槽区上的高晶体质量。这些堆垛层错与垂直穿透位错相互作用,使它们水平弯曲。因此,更少的穿透位错可以穿透到有源区,这意味着在CWE-PSS上生长的发光二极管-碳的高晶体质量。

      光提取效率:发光二极管-A、发光二极管-B和发光二极管-C的集成输出光功率与驱动电流的关系曲线如图10所示。在我们所有的测量条件下,生长在CWE-PSS上并且顶面有V形凹坑的发光二极管-C产生的光输出比发光二极管-A和发光二极管-B高得多。注入电流为20 mA时,发现这些发光二极管的电致发光峰都出现在465纳米左右,因为使用了完全相同的MQW结构。

 

总结

      我们研究了生长在V型CWE-珀塞尔晶体上的氮化镓基发光二极管的晶体学和光学特性和顶面上的凹坑特征。由于在GaN初始横向生长过程中CWE-PSS诱导的堆垛层错有效地阻挡了位错,因此发现穿透位错的密度从1.28±10厘米显著降低到3.62±10厘米。因此,获得了63%的高内部量子效率,这通过随激发激光功率变化的温度相关的光致发光强度来测量。通过使用抛物面自相关函数,由V形凹坑组成的粗糙化表面可以被认为是强漫射体,这导致光提取效率提高了20%。此外,由于CWE-PSS能够有效地将引导光衍射到发光二极管芯片的逃逸锥中,光提取效率额外提高了7.8%。所有上述有利机制的组合提供了外部量子效率的45%的显著提高,并且证明了与顶面上的V形凹坑组合的CWE-PSS是下一代照明源的有前途的结构。


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