圖形硅襯底GaN基LED薄膜應(yīng)力分布及其影響.pdf

1、近年來，GaN基半導(dǎo)體器件尤其是InGaN/GaN LED在晶體生長、薄膜制備以及光電器件制備等方面取得多項(xiàng)重大技術(shù)突破，已廣泛用于各種顯示和背光等領(lǐng)域，半導(dǎo)體照明市場(chǎng)已經(jīng)開始啟動(dòng)。Si以其低成本、大尺寸、高質(zhì)量、導(dǎo)電等優(yōu)點(diǎn)，以及廣電集成的前景，在半導(dǎo)體照明市場(chǎng)中異軍突起。雖然Si襯底GaN基LED從誕生至今已有了長足的進(jìn)展，但其在發(fā)光效率、發(fā)光質(zhì)量和使用壽命方面仍存在不足之處，其中一個(gè)重要原因就是晶格常數(shù)和熱膨脹系數(shù)之間的差異使得Si

2、襯底與GaN薄膜之間存在應(yīng)力，而應(yīng)力過大會(huì)導(dǎo)致生長在Si上的GaN薄膜出現(xiàn)裂痕，嚴(yán)重影響其芯片良率，同時(shí)應(yīng)力對(duì)LED的發(fā)光光強(qiáng)、發(fā)光波長和電流電壓也存在著一定的影響。
　　 在圖形襯底上生長大失配薄膜是釋放應(yīng)力的一種有效方式。本文對(duì)圖形Si襯底垂直結(jié)構(gòu)GaN基LED芯片應(yīng)力進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并分析了其對(duì)廣電性能的影響。主要獲得了以下研究成果:
　　 1、通過微區(qū)拉曼測(cè)試獲得Si襯底GaN外延膜單個(gè)圖形中的應(yīng)力分布狀況;

3、r>　　 2、利用光刻技術(shù)(獎(jiǎng))1200×1200μm2的圖形硅襯底GaN基外延片制作成200×200μm2的小芯片，并對(duì)其進(jìn)行點(diǎn)測(cè)，發(fā)現(xiàn)處于一顆大芯片不同區(qū)域的小芯片波長和光強(qiáng)分布呈現(xiàn)一定的規(guī)律性，分別是中心的波長要大于對(duì)角，而光強(qiáng)則小于對(duì)角區(qū)域，我們發(fā)現(xiàn)這是由于應(yīng)力的非均勻分布引起的。
　　 3、芯片制造過程應(yīng)力變化很復(fù)雜，而且應(yīng)力分布的均勻性隨工藝條件顯著變化。本文討論了兩種厚度的緩沖層樣品在芯片制程中應(yīng)力的變化情況，且