MOCVD 簡介(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)

有機金屬化學氣相沉積

第四組 組員 69812006 佘冠璋 69812010 許世勳 69812951 徐榕偉

OutlineOutline• 前言前言

– MOCVDMOCVD 設備及系統設備及系統– Veeco V.S AixtronVeeco V.S Aixtron

• 章節章節 VEECO MOCVD VEECO MOCVD 簡介簡介 AIXTRON MOCVD AIXTRON MOCVD 簡介簡介 MOCVD MOCVD 長晶簡介長晶簡介 磊晶過程檢測簡介磊晶過程檢測簡介 製程之後檢驗簡介製程之後檢驗簡介 維修工作簡介維修工作簡介 (( 在公司服務項目在公司服務項目 )) 真空概述真空概述 LED LED 種類種類 LED LED 優點與應用優點與應用

• 參考文獻參考文獻

• 致謝致謝

前言前言

何謂何謂 MOCVDMOCVDⅢ Ⅲ 族的族的 (CH3)3Ga TMGa ((CH3)3Ga TMGa ( 三甲基鎵三甲基鎵 ) ) 、、 (CH3)3In TMIn ((CH3)3In TMIn ( 三甲基三甲基銦銦 )) 等，與Ⅴ族特殊氣體如：等，與Ⅴ族特殊氣體如： AsH3 (arsine) AsH3 (arsine) 砷化氫、砷化氫、 PH3 (phospPH3 (phosphine)hine) 磷化氫、磷化氫、 NH3(NH3( 氨氨 )) 等，通過特殊載體氣流送到高溫的等，通過特殊載體氣流送到高溫的 GaAsGaAs(( 砷化鎵砷化鎵 )) 晶片、晶片、人造藍寶石人造藍寶石 等晶片上，在等晶片上，在 ReactorReactor 反應器內的高反應器內的高溫下，這些材料發生化學反應，並使反應物沉積在晶片上，而得到溫下，這些材料發生化學反應，並使反應物沉積在晶片上，而得到磊晶片上形成一層半導體結晶膜，這樣就能做成半導體發光材料磊晶片上形成一層半導體結晶膜，這樣就能做成半導體發光材料

Veeco V.S. AixtronVeeco V.S. Aixtron

susceptor

Veeco Aixtron

Susceptor

injector

垂直式

水平式

VEECO MOCVDVEECO MOCVD

Reactor (Reactor ( 長晶反應爐長晶反應爐 ))

Filter and EBARA pumpFilter and EBARA pump

EBARAEBARA FilterFilter

Gas mixing systemGas mixing system

Lauda bath

H2 purifier

MO source

Gas sourcesGas sources

NH3NH3

SilaneSilane

Aixtron 2600G3HT MOCVDAixtron 2600G3HT MOCVD

ReactorReactor (( 長晶反應爐長晶反應爐 ))

Gas mixing systemGas mixing system

Injection systemInjection system

Hydrides( 五族 )Hydrides( 五族 ) MO source( 三族 ) MO source( 三族 )

Planetary systemPlanetary system

磊晶過程磊晶過程 :Idle:Idle

Ebara pump

Reactor

Source

磊晶過程磊晶過程 :vent:vent

Ebara pump

Reactor

Source

磊晶過程磊晶過程 :run:run

Ebara pump

Reactor

Source

Recipe V.S. LEDRecipe V.S. LED 結構結構

x2x3x4

磊晶過程檢測儀器磊晶過程檢測儀器• Pyrometer(Pyrometer( 高溫計高溫計 )) ：得知反應過程溫度：得知反應過程溫度

之變化之變化 ,, 對於磊晶品質有關鍵性的影響力對於磊晶品質有關鍵性的影響力 ..

• 反射率反射率 :: 可得知各層磊晶之長晶速率及厚可得知各層磊晶之長晶速率及厚度度 ..

• 各式各式 sensorsensor ：可得知各種反應物濃度：可得知各種反應物濃度 ,, 壓壓力變化等力變化等 ..

磊晶後檢驗儀器磊晶後檢驗儀器• ELEL ：點上：點上 In ballIn ball 以得知以得知 waferwafer 之平邊之平邊 ,, 中間中間 ,,

圓邊之波長圓邊之波長 ,, 亮度及半高寬之大小及差異性亮度及半高寬之大小及差異性 ..• PLPL:: 以雷射光量測整片以雷射光量測整片 waferwafer 之波長分布之波長分布 ..• 反射率反射率：量測平邊：量測平邊 ,, 中間中間 ,, 圓邊之折射率圓邊之折射率 ,, 以得以得

知知 waferwafer 表面之粗糙度表面之粗糙度 ..• 光學顯微鏡光學顯微鏡 (optical microscopy)(optical microscopy) ：可判斷表面：可判斷表面

之粗糙度及有無之粗糙度及有無 particleparticle 掉落在上面影響磊晶結掉落在上面影響磊晶結構構 ..

• 霍爾量測霍爾量測：可得知半導體之載子濃度及載子移：可得知半導體之載子濃度及載子移動速率動速率 ,, 並可判斷其為並可判斷其為 p-typep-type 或或 n-type.n-type.

製程之後檢驗儀器製程之後檢驗儀器• SREVSREV ：以較高的溫度和電流估算：以較高的溫度和電流估算 LEDLED

在一般操作條件下的可能壽命在一般操作條件下的可能壽命 ..

• ESDESD ：分為：分為 human body modehuman body mode 和和 machine machine mode,mode, 可用來判斷可用來判斷 LEDLED 對人體或機械的對人體或機械的靜電之抵抗力靜電之抵抗力 ..

Veeco Clean Reactor (before)Veeco Clean Reactor (before)

真空反應爐內年度維修真空反應爐內年度維修 (( 組裝過組裝過程程 ))

真空反應爐內年度維修真空反應爐內年度維修 (afte(after)r)

Aixtron Reactor maintainAixtron Reactor maintain

真空反應爐內週期維修真空反應爐內週期維修

真空前真空前 && 後段過濾器更換後段過濾器更換

scrubberscrubber 廢氣清潔系統廢氣清潔系統

主要處理磊晶後產生的酸、鹼廢主要處理磊晶後產生的酸、鹼廢氣氣，，經由循環水將絕大部分廢氣經由循環水將絕大部分廢氣抓下，藉酸鹼中和將廢水調節至抓下，藉酸鹼中和將廢水調節至中性，交給後段中性，交給後段 ScrubberScrubber 處理處理

真 空真 空何謂真空？

在一空間中其內部之氣體分子，利用外力將其排除所形成之物理狀態。空間內氣體分子所產生的壓力比大氣壓小者稱之為真空。

氦氣測漏儀氦氣測漏儀

因為 MOCVD 是屬於低壓 &高溫狀態在成長晶片 , 所以更換機台備品後 , 一定要使用氦氣測漏儀進行機台真空度測試 ( 真空度 =8. 0E–9 mbar),以確保維修之後的長晶品質。

LED LED 種類種類

• InGaN Series InGaN Series

• AlGaInP Series AlGaInP Series HBHB 高亮度產品高亮度產品 (High Brightness)(High Brightness)

UHB UHB 超高亮度產品超高亮度產品 (Ultra-High Brightness)(Ultra-High Brightness)

LED LED 的優點的優點•

省電省電

•耐震耐震

•應答數度快

應答數度快

•

壽命長

壽命長

•

單一波長發光

單一波長發光

•

低電壓啟動

低電壓啟動

•

演色性佳

演色性佳

•

輝度及溫度安定性

輝度及溫度安定性

•

商品設計自由度高

商品設計自由度高

•

控制容易

控制容易

LED LED 的應用的應用

大型戶外全彩顯示幕大型戶外全彩顯示幕

手電筒

車用照明 交通號誌

戶外燈飾

參考文獻參考文獻• http://www.ledinside.com.twhttp://www.ledinside.com.tw LEDLED 產業網產業網 • http://www.epistar.com.twhttp://www.epistar.com.tw 晶元光電股份有限公司晶元光電股份有限公司• http://http://www.aixtron.comwww.aixtron.com 愛思強股份有限愛思強股份有限公司公司• http://www.veeco.com/ http://www.veeco.com/ 台灣威科儀器股份有限公司台灣威科儀器股份有限公司• http://www.g-photonics.com http://www.g-photonics.com 新世紀光電股份有限公司新世紀光電股份有限公司

致 謝致 謝• 愛思強股份有限愛思強股份有限公司 公司 KevinKevin 設備總工程師設備總工程師• 台灣威科儀器股份有限公司台灣威科儀器股份有限公司 jay jay 湯 湯 台灣區設備工程師台灣區設備工程師• 新世紀光電新世紀光電股份有限股份有限公司 公司 尤振猛尤振猛 設備工程師設備工程師• 晶元光電股份有限公司 晶元光電股份有限公司 林宣樂林宣樂 研發工程師研發工程師