半导体照明术语及定义(芯片外延片)

外延术语1、外延生长（Epitaxy）2、量子阱（Quantum Well）3、能带工程（Energyband engineering）4、半导体发光二极管（Light Emitting Diode）5、PN结的击穿（PN junction Striking）6 Deposition）7、异质结构（Heterogeneous Structure）8、量子阱半导体激光器（Quantum Well Laser）9、超晶格（Super Lattice）EpitaxyGaP：磷化镓n-GaN：N型氮化镓p-GaN：P型氮化镓GaAs：砷化镓GaN：氮化镓AlInGaP：磷化铝镓铟（铝铟镓磷）AlGaAs：砷化铝镓（铝镓砷）InGaN 铟镓氮AlGaN 铝镓氮Wafer：晶片、外延片分析仪器1、XRD：X射线衍射仪，主peak GaN分析仪器2、PL：荧光光谱仪（或光致发光光谱仪），Peak强度越强，FWHM越窄，表示有较佳的QW。

3、Hall：霍尔测试仪，利用霍尔效应测量载流子（对n-GaN载流子为电子，对p-GaN,载流子为空穴）迁移率（mobility）以及Sheet Resistance，分析时同结构若有相同的掺杂（Doping），若是量测的迁移率mobility较小，可以推测此结构有较多的缺陷（Defects）。

4、SEM（Scanning Electron Microscopy）：扫描式电子显微镜，测量刻蚀深度、及刻蚀截面状况。

5、Microscope：显微镜6、Differential Microscopy（Nikon-OPTI PHOT）：晶相（金相）显微镜，用morphology）。

7、EDS EDS之仪器构造主要是由一个硅(锂)固态侦测器为核心，它是由硅单晶参杂锂原子而成的。

8、：金属有机化学汽相9、TEM10、SIMS：二次离子质谱仪，测量每层的掺杂状况，可测量P-GaN以及N-GaN的掺杂状况，以及掺杂载子的浓度以及扩散距离等测量。

晶圆（Wafer）晶圆（Wafer）的生产由砂即（二氧化硅）开始，经由电弧炉的提炼还原成冶炼级的硅，再经由盐酸氯化，产生三氯化硅，经蒸馏纯化后，透过慢速分解过程，制成棒状或粒状的「多晶硅」。

一般晶圆制造厂，将多晶硅融解后，再利用硅晶种慢慢拉出单晶硅晶棒。

一支85公分长，重76.6公斤的8吋硅晶棒，约需2天半时间长成。

经研磨、拋光、切片后，即成半导体之原料晶圆片。

光学显影光学显影是在光阻上经过曝光和显影的程序，把光罩上的图形转换到光阻下面的薄膜层或硅晶上。

光学显影主要包含了光阻涂布、烘烤、光罩对准、曝光和显影等程序。

小尺寸之显像分辨率，更在 IC 制程的进步上，扮演着最关键的角色。

由于光学上的需要，此段制程之照明采用偏黄色的可见光。

因此俗称此区为黄光区。

干式蚀刻技术在半导体的制程中，蚀刻被用来将某种材质自晶圆表面上移除。

干式蚀刻（又称为电浆蚀刻）是目前最常用的蚀刻方式，其以气体作为主要的蚀刻媒介，并藉由电浆能量来驱动反应。

电浆对蚀刻制程有物理性与化学性两方面的影响。

首先，电浆会将蚀刻气体分子分解，产生能够快速蚀去材料的高活性分子。

此外，电浆也会把这些化学成份离子化，使其带有电荷。

晶圆系置于带负电的阴极之上，因此当带正电荷的离子被阴极吸引并加速向阴极方向前进时，会以垂直角度撞击到晶圆表面。

芯片制造商即是运用此特性来获得绝佳的垂直蚀刻，而后者也是干式蚀刻的重要角色。

基本上，随着所欲去除的材质与所使用的蚀刻化学物质之不同，蚀刻由下列两种模式单独或混会进行：1. 电浆内部所产生的活性反应离子与自由基在撞击晶圆表面后，将与某特定成份之表面材质起化学反应而使之气化。

如此即可将表面材质移出晶圆表面，并透过抽气动作将其排出。

2. 电浆离子可因加速而具有足够的动能来扯断薄膜的化学键，进而将晶圆表面材质分子一个个的打击或溅击（sputtering）出来。

化学气相沉积技术化学气相沉积是制造微电子组件时，被用来沉积出某种薄膜(film)的技术，所沉积出的薄膜可能是介电材料(绝缘体)(dielectrics)、导体、或半导体。

led外延片波长【最新版】目录一、LED 外延片的概念与制作二、LED 外延片的波长与应用三、LED 外延片的发展趋势正文一、LED 外延片的概念与制作LED 外延片，全称为发光二极管外延片，是一种半导体材料，其主要作用是发光。

LED 外延片通常由 P 型半导体、N 型半导体以及连接两者的 PN 结构组成。

制作 LED 外延片的过程较为复杂，首先需要将衬底基片加热至适当温度，然后在其表面沉积外延气体反应的产物，形成外延层。

最后，将外延片经过后期制作加工，形成一颗一颗的小芯粒，这些小芯粒就是 LED 芯片。

二、LED 外延片的波长与应用LED 外延片的波长决定了其发光的颜色。

不同的波长对应着不同的颜色，如蓝光、绿光、红光等。

这些不同颜色的 LED 外延片被广泛应用于各种领域，如照明、显示屏、交通信号灯等。

例如，蓝光 LED 外延片通常用于白光 LED 的制造，因为蓝光与黄磷的混合可以产生白光。

而红光LED 外延片则常用于交通信号灯的制作，因为红光具有较好的穿透性，可以提高信号灯在恶劣天气条件下的可见性。

三、LED 外延片的发展趋势随着科技的不断发展，LED 外延片也在不断进步。

未来，LED 外延片的发展趋势主要体现在以下几个方面：1.提高发光效率：通过优化 LED 外延片的结构和材料，提高其发光效率，从而实现更高效的照明和显示效果。

2.提高发光稳定性：通过改进 LED 外延片的制作工艺，提高其发光稳定性，保证其在长期使用过程中不会出现明显的光衰减现象。

3.拓展应用领域：随着 LED 技术的不断发展，LED 外延片的应用领域将不断拓展，如医疗、农业、通信等。

4.实现全光谱发光：通过研制不同波长的 LED 外延片，实现全光谱发光，从而为人们提供更为舒适的照明环境。

总之，LED 外延片作为半导体照明产业的基石，其发展前景十分广阔。

外延术语1、外延生长〔Epitaxy〕2、量子阱〔Quantum Well〕3、能带工程〔Energyband engineering〕4、半导体发光二极管〔Light Emitting Diode〕5、PN 结的击穿〔PN junction Striking〕6 、金属有机化学汽相沉淀积〔Metal Organic Chemical Vapor Deposition〕7、异质构造〔Heterogeneous Structure〕8、量子阱半导体激光器〔Quantum Well Laser〕9、超晶格〔Super Lattice〕InGaN AlGaN 铟镓氮 铝镓氮3、Hall ：霍尔测试仪，利用霍尔效应测量载流子〔对 n-GaN 载流子为电子，对p-GaN,载流子为空穴〕迁移率〔mobility 〕以及 Sheet Resistance ，分析时同构造假设有一样的掺杂〔Doping 〕，假设是量测的迁移率 mobility 较小，可以推想此构造有较多的缺陷〔Defects 〕。

Epitaxy ：外延制程〔垒晶〕GaP ：磷化镓n-GaN ：N 型氮化镓p-GaN ：P 型氮化镓GaAs ：砷化镓GaN ：氮化镓AlInGaP ：磷化铝镓铟〔铝铟镓磷〕 AlGaAs ：砷化铝镓〔铝镓砷〕Wafer ：晶片、外延片器1、XRD ：X 射线衍射仪，主 peak GaN 器2、PL ：荧光光谱仪〔或光致发光光谱仪〕，Peak 强度越强，FWHM 越窄，表示有较佳的 QW 。

4、SEM 〔Scanning Electron Microscopy 〕：扫描式电子显微镜，测量刻蚀深度、及刻蚀截面状况。

5、Microscope ：显微镜6、Differential Microscopy 〔Nikon-OPTI PHOT 〕：晶相〔金相〕显微镜，用以观测磊芯片外表的型态〔morphology 〕。

7、EDS ：能量分色散光谱仪，EDS 之仪器构造主要是由一个硅(锂)固态侦测器为核心，它是由硅单晶参杂锂原子而成的。

外延术语1外延生长（Epitaxy）在单晶衬底上沿其表面提供的择优位置延续性生长具有特定晶面的单晶薄层的方法。

根据衬底和外延层的化学成分，可分为同质外延和异质外延。

从反应机理上，又有利用化学反应的外延生长和利用物理化学辻程的外延生长Z分。

按生长过程中相变的方式，可分为气相外延、液相外延和固相外延。

外延生长的温度通常远低干外延层物质的熔点，因而有利于荻得高純度.低缺陷密度的材料，以及具有高熔点、高离解医的材料。

通过外延生长’可以制备由单原千（分千）层刮百微米量级厚度的单晶薄层，以及超晶格、量千阱等复杂的结构。

外延生长在半导体材料的研制中获得了广泛的应用，并满足了多种多样的电手器件和光电干雜件的需甌在半导体器件的工业生产中，主宴来用气相外延和液相外延。

分千東外延-化学東外延和金属有机化学气相沉积，己成为生长半导体超晶格.童千阱等异质结构的主要手段。

外延生长拽术，还甲千高临界温度超导体"氧化物铁电体等多种功能薄膜材料的研究，旨在为改善器件性能和开发新器件提供所需的材料在宣千力学中能够形成分立能级的原千、分子势场。

人工制备的莹千阱结构是采用分子束外延等枝术生长的。

当组分不同或掺杂不同的半导体超薄层材料交替排列时*就形戒了量千阱结构，两种材料分别为勢阱层和势垒层。

势阱层的厚度可以与电千的德布罗意波长相比（iw童级）,而势垒层的厚度稍大一些。

在势阱中形成一系列由勢阱的厚度、深度和載流千的有效质量决定的分立能级'具有一个势阱的结构是单童千阱结构（阴甲）；具有多个势阱的结构是多童千阱结构（m）°在劣量子阱结构中，势垒层的厚度足骼大，旨在避免相邻势阱内的电子波函数相互辎合。

在童干阱结构中］电手沿超薄层生长方向的运动受到约束；而在垂直干生长方向仍然是自由运动的。

因此，电千运动是二维或准二维的，电子的狀态密度为常数。

考虑到不同能级形咸的千能带的贡献，电千的状态密度是阶梯状的c 1974年，丁勒（L Dingle）等人首先在GaWA LG血单宣千阱的吸收光谱实脸中证实了対幢千限制效应#此外，在宣千阱结构中，由电千空穴对组成的激子具有准二维的特性，激干的東缚能和振子强度均比在体材料内大得多。

半导体行业术语1 Active Area 主动区（工作区）主动晶体管（ACTIVE TRANSISTOR）被制造的区域即所谓的主动区（ACTIVE AREA）。

在标准之MOS制造过程中ACTIVE AREA是由一层氮化硅光罩即等接氮化硅蚀刻之后的局部场区氧化所形成的，而由于利用到局部场氧化之步骤，所以AC TIVE AREA会受到鸟嘴（BIRD’S BEAK）之影响而比原先之氮化硅光罩所定义的区域来的小，以长0.6UM之场区氧化而言，大概会有0.5UM之BIRD’S BEAK存在，也就是说ACTIVE ARE A比原在之氮化硅光罩所定义的区域小0.5UM。

2 ACTONE 丙酮1. 丙酮是有机溶剂的一种，分子式为CH3COCH3。

2. 性质为无色，具刺激性及薄荷臭味之液体。

3. 在FAB内之用途，主要在于黄光室内正光阻之清洗、擦拭。

4.对神经中枢具中度麻醉性，对皮肤黏膜具轻微毒性，长期接触会引起皮肤炎，吸入过量之丙酮蒸汽会刺激鼻、眼结膜及咽喉黏膜，甚至引起头痛、恶心、呕吐、目眩、意识不明等。

5. 允许浓度1000PPM。

3 ADI 显影后检查1.定义：After Developing Inspection 之缩写2.目的：检查黄光室制程；光阻覆盖→对准→曝光→显影。

发现缺点后，如覆盖不良、显影不良…等即予修改，以维护产品良率、品质。

3.方法：利用目检、显微镜为之。

4 AEI 蚀刻后检查1. 定义：AEI即After Etching Inspection，在蚀刻制程光阻去除前及光阻去除后，分别对产品实施全检或抽样检查。

2.目的：2-1提高产品良率，避免不良品外流。

2-2达到品质的一致性和制程之重复性。

2-3显示制程能力之指针2-4阻止异常扩大，节省成本3.通常AEI检查出来之不良品，非必要时很少作修改，因为重去氧化层或重长氧化层可能造成组件特性改变可靠性变差、缺点密度增加，生产成本增高，以及良率降低之缺点。

1.外延片指的是在衬底上生长出的半导体薄膜,薄膜主要由P型，量子阱，N型三个部分构成。

现在主流的外延材料是氮化镓(GaN),衬底材料主要有蓝宝石，硅，碳化硅三种，量子阱一般为5个，通常用的生产工艺为金属有机物气相外延(MOCVD)。

这是LED产业的核心部分，需要较高的技术以及较大的资金投入(一台MOCVD一般要好几千万)。

2.外延片的检测一般分为两大类:一是光学性能检测，主要参数包括工作电压，光强，波长范围，半峰宽，色温，显色指数等等，这些数据可以用积分球测试。

二是可靠性检测，主要参数包括光衰，漏电，反压，抗静电，I-V曲线等等，这些数据一般通过老化进行测试。

3.需要指出的是，并没有白光LED芯片，只有白光LED灯珠/管，即需要进行封装才能获得白光小LED灯，也叫灯珠，管子。

白光LED一般通过两种途径获得：一是通过配光，将红绿蓝三色芯片进行配比封装获得白光LED.二是通过荧光粉转换蓝光LED，从而获得白光LED.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）。

技术：LED芯片16种衬底、外延及芯片结构分析【中国知网】近几年LED技术发展迅速，取得衬底、外延及芯片核心技术突破性进展。

1图形化衬底LED外延现阶段普遍使用图形化衬底（PSS），PSS目前分为微米级PSS和纳米级nPSS，微米级PSS有各种形状图形，图形高度一般1.1~1.6μm，园直径2.5~3μm，周期约4μm，采用光微投影及电浆干式蚀刻技术，一般可提高光效30~40%。

nPSS一般采用纳米压印技术，图形大小约260nm，周期约460nm，一般可提高光效70%左右。

（1）nPSS衬底对纳米模板及衬底平行度要求苛刻，nPSS优点：LED更高发光效率，均匀性更好，成本低。

如在蓝宝石衬底上用纳米压印光刻获周期为450nm园孔的六角形阵列，使绿光LED输出光功率是原来的三倍。

（2）纳米柱PSS英国塞伦公司的新技术，在蓝宝石衬底上采用独特的纳米光刻技术，形成表面的纳米柱，在此衬底上外延生长可缓解应力85%，从而大幅度减少缺陷，可提高发光亮度达80~120%，LED光效的产业化水平达200lm/w，并改善Droop效应，衰减减缓约30%。

小结：PSS能较大提高LED发光效率，特别是纳米级nPSS能更大提升LED发光效率，PSS是现阶段LED核心技术的发展趋势。

对PSS在降低成本方面有不同看法。

2同质衬底同质衬底是以GaN作衬底，生长GaN衬底有多种方法，一般采用HVPE（氢化物气相外延）或钠流法，生产GaN衬底要很好解决残留应力和表面粗糙问题，衬底厚度约400~500μm，现可产业化。

GaN衬底的优点：位错密度低（105~106个/cm2），内量子效率可达80%以上，生长时间短约2小时，节省大量原材料，可大幅度降低成本。

（1）实现高亮度LED丰田合成采用c面GaN衬底生长LED芯片，其面积为1mm2，可实现400lm光通量。

（2）HVPE生长GaN衬底产业化三菱化学、住友电工、日立电线等公司采用HVPE法生长GaN衬底，厚度450μm左右，位错密度（106~107个/cm2），三菱化学近期宣布可提供6″GaN衬底，并计划2015年将成本降至目前的十分之一。

LED 术语和实际应用指南外延生长（epitaxial
growth）
在基片上生长结晶轴相互一致的结晶层的技术。

用于制作没有杂质和缺
陷的结晶层。

包括在基片上与气体发生反应以积累结晶层的VPE（气相生长）法、以及与溶液相互接触以生长结晶相的LPE（液相生长）法等。

蓝色LED、白色LED 以及蓝紫色半导体激光器等GaN 类发光元件一般采用VPE 法之一的MOCVD（MetalOrganicChemicalVaporDeposition）法进行生产。

MOCVD 采用有机金属气体等作为原料。

蓝色LED 在蓝宝石基片和SiC 基片上，蓝紫色半导体激光器在GaN 基片上使用MOCVD 装置使得GaN 类半导体层形成外延生长。

“404专利”的内容
中村修二提出专利权归属问题而进行诉讼的“404专利”，是将原料气
体封入蓝宝石底板表面附近的方式之一。

在生长GaN 类半导体膜的底板（蓝宝石底板等）表面沿水平方向通入原料气体，同时为了将原料气体固定在底
板表面，沿垂直方向向底板表面通入非活性气体。

（根据专利公报上刊登的图制作）
中村修二就其在日亚化学工业工作时所发明专利的“正当价格”与日亚。