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LED外延介绍外延生长什么是外延生长？定义：在某种单晶基片（衬底）上生长一层有特定要求，与基片晶向相同的单晶层。即原来的晶体向外延伸了一段，故称外延生长。晶向与晶格晶列晶格外延生长方法液相外延（LEP）1分子束外延（MBE）2化学分子束外延（CBE）3金属有机化学气相沉积（MOCVD）4外延生长方法金属有机化学气相沉积（MOCVD）金属有机化学气相沉积（MOCVD）:定义：MOCVD是在气相外延生长(VPE)的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术。金属有机化学气相沉积（MOCVD）反应室和加热系统源供给系统气体输运系统尾气处理系统安全保护系统手动和制动控制系统MOCVD系统组成：金属有机化学汽相沉积（MOCVD）1.以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有机化合物和V、Ⅵ族元素的氢化物等作为晶体生长源材料2.以热分解反应方式和高温还原反应的方式在衬底上进行气相外延，生长各种Ⅲ-V族、Ⅱ-Ⅵ族化合物的薄层单晶材料。MOCVD原理金属有机化学气相沉积（MOCVD）SiCl4+2H2=Si+4HCl（还原反应）SiH4=Si+2H2（热分解反应）(CH3)3Ga+NH3=GaN+3CH4（还原反应）RnM+XHn→MX+nRH（还原反应通式）以Si/SiC为衬底以Al2O3为衬底单晶制作：金属有机化学气相沉积（MOCVD）离解离解AB*ABAB+B主气流质量输运质量输运质量转移质量转移主气流----表面表面----主气流外延生长过程示意图衬底材料要求结构特性界面特性化学稳定性热学性能衬底特性导电性光学性机械性能标准的GaN外延生长MoSource三甲基镓/(CH3)3Ga载气H2三乙基镓/(C2H5)3Ga载气N2三甲基铟/(CH3)3In载气N2三甲基铝/(CH3)3Al载气H2二茂镁/(Cp2Mg)载气H2外延生长材料衬底：Si,GaN,ZnO，SiC,Al2O3载气：H2，N2反应剂：NH3，SiH4，MO源标准的GaN外延生长Al2O3(430±5μm)一：高温除杂1.炉温1200℃2.通入H23.时间10min标准的GaN外延生长Al2O3(430±5μm)GaN缓冲层30nmNH3:(500ml/min)TGM:15μmol/min二：长缓冲层1.炉温530℃2.时间3min3.通入NH3和TGM标准的GaN外延生长Al2O3(430±5μm)GaN缓冲层30nm三：退火1.炉温1150℃2.切断Ga和N源3.时间7min标准的GaN外延生长Al2O3(430±5μm)GaN缓冲层30nmGaN层0.5μm四：长单晶GaN1.炉温1160℃2.时间3min3.TMGaN,H2HN3标准的GaN外延生长Al2O3(430±5μm)GaN缓冲层30nmGaN层0.5μmSi（浓度5x810/cm3）N型GaN层2.5μm五：长N型GaN1.炉温1160℃2.时间60min3.掺Si标准的GaN外延生长Al2O3(430±5μm)GaN缓冲层30nmGaN层0.5μmN型GaN层2.5μm一层长InGaN（2nm），再长一层GaN（14nm），连续长8个InGaN和GaN(16nm)MQW层120nm六：长多量子阱MQW1.炉温750℃和1160℃2.时间80min3.长8个MQW标准的GaN外延生长Al2O3(430±5μm)GaN缓冲层30nmGaN层0.5μmN型GaN层2.5μmMQW层120nmP型GaN层215nmMg（浓度5x1019/cm3）20min200nm/（浓度5x1020/cm3）2min15nm七：长P型GaN1..炉温930℃，800℃，600℃2.时间72min3.掺入Mg量子阱结构InGaN势阱20A一个PairGaN势垒140An1200AMQW结构能带与晶格EgBEgAEgBBAB量子阱量子阱：发光区域，核心结构LQWLQWLQW价带与导带结构蓝宝石GaN缓冲层N-GaNn-极P-GaNp-极EcEv蓝宝石GaN缓冲层N-GaNn-极InGaNp-极P-GaNEg1Eg2Eg1EcEv同质结构异质结构发光原理电子-空穴产生能量导带价带发出光量子阱的优点量子阱的优点可调光波复合效率高界面复合低巧夺天工的工艺InGaNGaNInGaAlPGaAs/Gap/GaAspInGaAlP/GaAsp630-650nmInGaN/GaN490-560nm红黄蓝绿InGaAlP/GaAs/Gap565-700nmInGaN/GaN440-490nm是什么决定了颜色？2013年中国大陆外延分布长三角及江浙士兰微MOCVD产能18台87清华同方32台120中科20台100隆耀22台107上海蓝光20台100德豪润达30台145清芯光电48台230乾照光电21台102上海蓝宝12台58真明丽30台145中谷光电13台70灿扬20台1252013年中国大陆外延分布两湖一徽德豪润达MOCVD产能36台175华灿29台140迪源10台50彩虹蓝光50台240芜湖三安107台520华磊32台1602013年中国大陆外延分布东北及京津唐浪潮华光MOCVD产能20台100河北司辉10台50天津三安15台73方大30台145大连路美10台50山东冠全6台302013年中国大陆外延分布西三角西安中为MOCVD产能2台华新丽华20台1001002013年中国大陆外延分布闽赣厦门三安MOCVD产能22台107厦门乾照9台44晶能50台240长城开发30台1452013年中国大陆外延分布珠三角真明丽MOCVD产能19台145比亚迪10台50奥伦德5台24奥洋顺昌6台30旭瑞国星6台30流明11台50Thanks!