MOCVD設(shè)備和利用該MOCVD形成白光LED的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提出一種MOCVD設(shè)備包括本體；分別形成在所述本體中的第一至第五反應(yīng)腔室，所述第一至第五反應(yīng)腔室分別用于在晶片上形成第一至第五半導(dǎo)體材料層，其中所述第一至第五半導(dǎo)體材料層和所述晶片組合以形成白光LED；晶片裝卸裝置，所述晶片裝卸裝置用于臨時(shí)存放晶片；和傳輸裝置，所述傳輸裝置設(shè)在所述本體內(nèi)用于在所述第一至第五反應(yīng)腔室以及所述晶片裝卸裝置之間傳輸晶片。根據(jù)本發(fā)明專利技術(shù)的MOCVD設(shè)備，成本低、產(chǎn)能效率高。本發(fā)明專利技術(shù)還提出一種形成白光LED的方法。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及微電子
，特別涉及一種MOCVD (有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積)設(shè)備和利用該MOCVD設(shè)備形成白光LED的方法。
技術(shù)介紹
在火、白熾燈、熒光燈之后，LED即將成為人類大規(guī)模使用的第四代照明光源。LED具有節(jié)能、壽命長(zhǎng)等其它光源無可比擬的優(yōu)點(diǎn)。LED的發(fā)光原理是利用了半導(dǎo)體材料(例如，GaP和GaN)中處于激發(fā)態(tài)的電子向較低能級(jí)躍遷過程中會(huì)釋放光子這一機(jī)理，在藍(lán)寶石、GaAs、硅等材料制成的晶片上以化學(xué)氣相淀積的方法外延生長(zhǎng)多層量子阱(MQW)作為發(fā)光層。在普通照明應(yīng)用中，人們最希望得到的是接近于太陽光的白光，白光是由多種單色光復(fù)合而成的，在LED照明應(yīng)用中，得到白光LED的途徑主要有第一、單色LED涂覆熒光粉，例如在藍(lán)光LED上涂覆黃色熒光粉，或者紫外LED上涂覆黃綠藍(lán)多色熒光粉，從而產(chǎn)生出多種單色光，通過多種單色光的復(fù)合產(chǎn)生白光；第二、多個(gè)單色LED芯片(例如黃、綠、藍(lán))封裝到一個(gè)照明器件中，復(fù)合后發(fā)出白光；第三、在一個(gè)LED芯片上外延生長(zhǎng)多個(gè)發(fā)光層，分別發(fā)出黃、綠、藍(lán)多種單色光，復(fù)合后發(fā)出白光。第三種方法是通常利用MOCVD設(shè)備進(jìn)行。但傳統(tǒng)的MOCVD設(shè)備只能用于生長(zhǎng)單色的發(fā)光層，為了生產(chǎn)白光LED，必須使用多臺(tái)MOCVD設(shè)備分別生長(zhǎng)不同的發(fā)光層。由此，不僅需要高額的設(shè)備投資，而且晶片在不同設(shè)備之間的頻繁搬運(yùn)需要對(duì)晶片進(jìn)行不斷的升溫與降溫，增加能耗。另外，晶片的裝卸載與搬送耗時(shí)長(zhǎng)，導(dǎo)致產(chǎn)能低下、降低設(shè)備使用率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)旨在至少解決上述技術(shù)問題之一。為此，本專利技術(shù)的一個(gè)目的在于提出一種用于生產(chǎn)白光LED的MOCVD設(shè)備。該MOCVD設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，節(jié)省晶片的成膜時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。本專利技術(shù)的第二個(gè)目的在于提出一種利用上述MOCVD設(shè)備生產(chǎn)白光LED的方法。該方法工藝簡(jiǎn)單，晶片的成膜質(zhì)量好，效率高。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)第一方面的實(shí)施例提出一種MOCVD設(shè)備，包括本體；第一至第五反應(yīng)腔室，所述第一和第五反應(yīng)腔室分別形成在所述本體中，所述第一反應(yīng)腔室用于在晶片上形成第一半導(dǎo)體材料層，所述第二反應(yīng)腔室用于在所述第一半導(dǎo)體材料層上形成第二半導(dǎo)體材料層，所述第三反應(yīng)腔室用于在所述第二半導(dǎo)體材料層上形成第三半導(dǎo)體材料層，所述第四反應(yīng)腔室用于在所述第三半導(dǎo)體材料層上形成第四半導(dǎo)體材料層，所述第五反應(yīng)腔室用于在所述第四半導(dǎo)體材料層上形成第五半導(dǎo)體材料層，其中所述第一至第五半導(dǎo)體材料層和所述晶片組合以形成白光LED;晶片裝卸裝置，所述晶片裝卸裝置用于臨時(shí)存放晶片；和傳輸裝置，所述傳輸裝置設(shè)在所述本體內(nèi)用于在所述第一至第五反應(yīng)腔室以及所述晶片裝卸裝置之間傳輸晶片。根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施例的MOCVD設(shè)備，第一至第五反應(yīng)腔室均形成在本體內(nèi)，傳輸裝置可以在第一至第五腔室之間傳輸晶片，從而可以通過第一至第五腔室在晶片上形成發(fā)出不同光的發(fā)光層，由此形成白光LED，避免了晶片在多個(gè)MOCVD設(shè)備之間的頻繁搬送所帶來的問題，降低制造成本，提高生產(chǎn)效率，提高了晶片上的成膜質(zhì)量。在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述本體內(nèi)設(shè)有傳輸區(qū)域，所述傳輸裝置設(shè)在所述傳輸區(qū)域內(nèi)，所述第一至第五反應(yīng)腔室和所述晶片裝卸裝置圍繞所述傳輸區(qū)域成集蔟式排列。在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述傳輸裝置為機(jī)械手。在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述晶片裝卸裝置包括第一晶片裝卸裝置和第二晶片裝卸裝置，所述第一晶片裝卸裝置、所述第一至第五反應(yīng)腔室和所述第二晶片裝卸裝置依次成直線式排列。·在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述傳輸裝置為直線式傳輸裝置。在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述晶片為藍(lán)寶石晶片。在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一至第五半導(dǎo)體材料層依次為晶片緩沖層、藍(lán)光發(fā)光層、綠光發(fā)光層、材料緩沖層和紅光發(fā)光層。在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一至第五半導(dǎo)體材料層依次為晶片緩沖層、綠光發(fā)光層、藍(lán)光發(fā)光層、材料緩沖層和紅光發(fā)光層。在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述第二和第三腔室為同一腔室。在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一至第三腔室為同一腔室。本專利技術(shù)第二方面的實(shí)施例提出一種利用本專利技術(shù)第一方面實(shí)施例的MOCVD設(shè)備形成白光LED的方法，包括以下步驟通過所述傳輸裝置將晶片從所述晶片裝卸裝置內(nèi)放入所述第一反應(yīng)腔室以在所述晶片上形成第一半導(dǎo)體材料層；通過所述傳輸裝置將所述晶片放入所述第二反應(yīng)腔室以在所述第一半導(dǎo)體材料層上形成第二半導(dǎo)體材料層；通過所述傳輸裝置將所述晶片放入所述第三反應(yīng)腔室以在所述第二半導(dǎo)體材料層上形成第三半導(dǎo)體材料層；通過所述傳輸裝置將所述晶片放入所述第四反應(yīng)腔室以在所述第三半導(dǎo)體材料層上形成第四半導(dǎo)體材料層；通過所述傳輸裝置將所述晶片放入所述第五反應(yīng)腔室以在所述第四半導(dǎo)體材料層上形成第五半導(dǎo)體材料層，從而所述第一至所述第五半導(dǎo)體材料層和所述晶片組合以形成白光LED ;和將所述晶片從所述第五反應(yīng)腔室放入所述晶片裝卸裝置。根據(jù)本專利技術(shù)的形成白光LED的方法，工藝簡(jiǎn)單，傳輸精確，節(jié)省時(shí)間，晶片上的成膜質(zhì)量好，效率高。 在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述晶片為藍(lán)寶石晶片。在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一至第五半導(dǎo)體材料層依次為晶片緩沖層、藍(lán)光發(fā)光層、綠光發(fā)光層、材料緩沖層和紅光發(fā)光層。在本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一至第五半導(dǎo)體材料層依次為晶片緩沖層、綠光發(fā)光層、藍(lán)光發(fā)光層、材料緩沖層和紅光發(fā)光層。本專利技術(shù)的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本專利技術(shù)的實(shí)踐了解到。附圖說明本專利技術(shù)的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1為本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例的MOCVD反應(yīng)設(shè)備的示意圖；圖2為本專利技術(shù)另一個(gè)實(shí)施例的MOCVD設(shè)備的示意圖；圖3為本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例的白光LED的結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖4為本專利技術(shù)一個(gè)實(shí)施例的形成白光LED的方法的流程圖。具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本專利技術(shù)的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本專利技術(shù)，而不能理解為對(duì)本專利技術(shù)的限制。 在本專利技術(shù)的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本專利技術(shù)和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本專利技術(shù)的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。在本專利技術(shù)的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本專利技術(shù)中的具體含義。下面參考附圖描述根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施例的MOCVD設(shè)備100。根據(jù)本專利技術(shù)實(shí)施例的MOCVD設(shè)備100包括本體(未示出)、第一反應(yīng)腔室110、第二反應(yīng)腔室120、第三反應(yīng)腔室130、第四反應(yīng)腔室140、第五本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種MOCVD設(shè)備，其特征在于，包括：本體；第一至第五反應(yīng)腔室，所述第一和第五反應(yīng)腔室分別形成在所述本體中，所述第一反應(yīng)腔室用于在晶片上形成第一半導(dǎo)體材料層，所述第二反應(yīng)腔室用于在所述第一半導(dǎo)體材料層上形成第二半導(dǎo)體材料層，所述第三反應(yīng)腔室用于在所述第二半導(dǎo)體材料層上形成第三半導(dǎo)體材料層，所述第四反應(yīng)腔室用于在所述第三半導(dǎo)體材料層上形成第四半導(dǎo)體材料層，所述第五反應(yīng)腔室用于在所述第四半導(dǎo)體材料層上形成第五半導(dǎo)體材料層，其中所述第一至第五半導(dǎo)體材料層和所述晶片組合以形成白光LED；晶片裝卸裝置，所述晶片裝卸裝置用于臨時(shí)存放晶片；和傳輸裝置，所述傳輸裝置設(shè)在所述本體內(nèi)用于在所述第一至第五反應(yīng)腔室以及所述晶片裝卸裝置之間傳輸晶片。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張秀川，徐亞偉，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：