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摘星的人1314

铁虫 (初入文坛)

[求助] 求大神给个分享，关于aix—tron的一手资料啊

关于爱思强的利用mocvd技术生产的一些产品资料，价格对我来说蛮重要的，有心的朋友帮个忙吧，悬赏第一时间打到
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1楼 2011-10-09 12:08:25
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gaopan1991

银虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

AIXTRON和VEECO的比较
德国AIXTRON公司(英国THOMAS SWAN公司已被其收购)，大约占60-70%的国际MOCVD市场份额。美国VEECO公司（并购美国EMCORE公司），占30-40%。其它MOCVD厂家主要包括日本的NIPPON Sanso和Nissin Electric等，其市场基本限于日本国内。如日本日亚公司和丰田合成等公司的GaN-MOCVD设备不在市场上销售，仅供自用；而日本SANSO公司生产的GaN-MOCVD设备性能优良，但仅限日本市场销售。从设备性能上来讲，日亚公司设备生产的材料质量和器件性能，要远优于AIXTRON和EMCORE的设备。本人没有用过日本的设备没有发言权，而THOMAS SWAN的设备占有量很小，不详细介绍了，主要比较VEECO和AIXTRON。
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一、VEECO- Q, }- P4 m. ]8 ~ F5 s- W7 r: K" T
1、VEECO采用了高速旋转，但是没有自转，所以有明显的within-wafer和ring-ring的均匀性问题，但是run-run 和ring内的均匀性极好，这就是为何其设备比较适合生产LED，因为LED有个binning的步骤，对于ring-ring的均匀性问题可以通过binning 解决，但是如果是生长DFB、VCSEL等外延结构相互关系紧密且互相影响程度达到可以造成器件整体功能丧失的情况，VEECO则力不从心。
2、另外VEECO设备除了年度维护外不开炉体，适合大规模生产，还可以2个托盘交替，只要在年度维护结束后，对炉体和托盘进行适合的覆盖性生长，1-2月内使设备稳定，就可以放心的使用，同时，在几个月的时间内还是有规律可以摸索。但是需要注意的是，托盘的更换还是会导致参数变化。
3、但是，VEECO设备的炉体比较大，虽然最近进行了缩小，但还是在气体用量上比较浪费，但是其不可以进一步减小，这和炉体设计及生长优化机理相关。' x% J  V- V2 v5 `/ E6 \
4、还有就是当使用VEECO生长一些有相互污染的材料，则有残留问题，而解决就只能拆炉子，这样就提高了维护成本，所以VEECO适合同一产品的反复生长。
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二、AIXTRON* k! L1 x4 H7 v/ S0 E
1、AIXTRON采用了低速旋转加自转，所以明显改善了同一炉内within-wafer的均匀性，如果是生长DFB、VCSEL等外延结构相互关系紧密的器件，AIXTRON就比较适合。
2、AIXTRON每次需要打开炉体，run-run的均匀性掌握就很关键，而且每次托盘的更换之间只有20次左右的生长，且各种条件均变化，需要每一炉均有一定的调整。这就是技术难点所在，但也正是每一次的调整使我们有了掌握工艺的主动权，所以可以生长更精密的结构。
3、AIXTRON需要不断地维护，每次更换托盘需要工艺调整，同时还经常会出现自转速度变化甚至停转，这需要注意。; H6 O. I2 U2 M( }8 f
4、AIXTRON采用中央喷嘴的方式提供源，这就必然产生因为设计而形成的源不均匀分布，需要注意和调整。但是我们也可以通过观察喷嘴和炉体的情况判断工艺的稳定性，这就是AIXTRON灵活性所在。
5、AIXTRON设备的炉体比较小，在气体用量上比较节省。# |7 {8 C9 W9 C. n5 q' x
6、由于炉体的灵活性，对于生长一些有相互污染和残留效应的材料，也风险小一些，AIXTRON更可以生长多种产品，并尝试进行研发工作。# B# N" S- B$ H4 @) t9 r6 o7 {: ~! ?

三、其他* ~+ a! l, E8 ` G
1、在此，我不想比较2家的服务态度，其实服务态度的问题只有国内才发生，在国外不多见。这不应该成为选购设备的前提。
2、但是有一点是要注意的，VEECO的MOCVD不是其主营业务，它是综合设备商，这是他的缺点，优点是因为其是EMCORE转过来的，他们的人更有器件的实践经验，关系好的话可以得到很多好处。但是要注意你们的技术优点是否被EMCORE通过朋友学到。而AIXTRON的MOCVD是主营业务，比较重视，这是优点，但是其一直不是器件厂商，没有和器件很好结合的人才，这是缺点。大家自己去平衡。4 N  B% Q* [. T7 J5 V8 K
3、还有，VEECO不会倒，美国一定会维持自己的MOCVD装备厂商，因为很多是军工相关的。% k  s0 S9 F3 }/ q8 ~% P/ c
4、至于THOMAS SWAN，设备有其特点，用气量也小，其源的出发设计接近VEECO，但是更精密，而炉体的设计接近AIXTRON，但是没有自转。他适合很多研发和高端材料的生长，特别是高纯材料，比如PIN结构中的高纯度不参杂层，我曾经长到14次方的水平，非常的可靠，这个好像VEECO和AIXTRON现有大型均比不过，只有以前的水平式MOCVD可以相比。' t3 G, `6 r. _. G) R
5、各位在购买配件时，如果不是原厂购买，最好寻找那些他们以前的供货商，台湾有一些。如果从国内的厂商买，虽然可以拿到很好的价格，但是千万注意不要买到形似而神不似的配件，这样对工艺就有影响。配件材料的密度、致密度、导热、热膨胀系数、介电常数、表面粗糙度、配件材料的纯度等均十分重要，还有任何配件厂商的更改均需要器件可靠性测试的证明。

切记，MOCVD是艺术，艺术的功底不是一簇而就，也不是有个好师傅就可以的，还要有自身的资质和修养。1 d$ U5 Z+ [8 v  E

以上只是个人的一点看法，千万不要作为采购设备和制定工艺的标准，仅供参考。
蓝光LED 光子晶体技术
摘要0 W" [$ ~ d( o9 x% L5 b
为回避日亚化学的蓝光LED 加萤光粉制技术专利，各业者纷纷投入其它能达到散发出白光的LED 技术，目前最被期待的技术是利用UV LED 来达到白光的目的，但是，UV LED 仍旧有著光外漏及低亮度两个不易克服的困难。使得除了继续努力来解决相关的问题外，不得不再去寻求其它的材料或技术来达到散发出白光的LED 技术。
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在1987 年，国籍相异且分居不同地点的两位学者，Eli Yablonovitch 与Sajeev John 几乎同一时间在理论上发现，电磁波在周期性介电质中的传播状态具有频带结构，利用两种以上不同折射率（或介电常数）材料做周期性变化来达成光子能带的物质。所以光子晶体（PhotonicCrystal）被发现已将近20 年后的今天，在各领域的应用有著相当令人激赏的表现，一直是备受研发者所关心的一项技术。为回避日亚化学的蓝光LED 加萤光粉制技术专利，各业者纷纷投入其它能达到散发出白光的LED 技术，目前最被期待的技术是利用UV LED 来达到白光的目的，但是，UV LED 仍旧有著光外漏及低亮度两个不易克服的困难。使得除了继续努力来解决相关的问题外，不得不再去寻求其它的材料或技术来达到散发出白光的LED 技术。目前利用二次元光子晶体来达到完成白光LED 的技术，已陆续出现突破性的发展，使得未来Photonic Crystal LED 已成为众所瞩目的焦点与摆脱日亚化学专利的期望寄托。, i. m4 |8 e7 ~0 Z, u
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1、光子晶体特性与结构
光子晶体随著波长不同，会出现于周期性的结构，可以分别发展出一次元、二次元及三次元的光子晶体。而在这些结构当中，最出名的应该是属于三次元的光子晶体结构，但是，三次元的光子晶体在制造上及商品化，就今天的技术而言是非常困难的。原因是目前主要研究的领域还是保留在二次元的光子晶体，所以，今天在LED 领域各业者相竞开发的光子晶体LED，也是二次元的光子晶体。一般的材料构造是属于固定构造，所以材料本身会具有的一定的折射率。波数（Wave Number）与频率对于一般材料折射率的影响，横轴是物质的波数（Wave Number）、纵轴是频率、斜线就代表折射率。折射率是非常等比例的成长，也就是代表说不管什么样的波数、什么样的波长，它的折射率都是一定的。那么光子晶体是什么样的结构，再从另外一个角度来说明。光子晶体的特性就是周期构造，也因此会产生多重反射。光子晶体所构成的波数矢量数和光的频率比例，频率的曲线不是那么单纯，曲线已经会变得非常复杂，这个曲线会随著光的多方向性，就是异向性而出现变化，而随著它的偏光性，就可以运用来设计出不同的产品。光子晶体它有一个很出名的特性，相信大家都知道，就是它有一个光能隙。在光能隙这个区域里面，光线是不存在的。这边的曲线也跟图一A 是的斜率意义是一样的，是折射率的相反。只要在这一点，斜率等于零。所以在这一点以外，光的速度就不会产生零这个现象。所以也可以说，光子晶体也可以控制光的速度。就简单来说，运用光子晶体的目的浓缩成一句话，就是要利用周期构造，以人工的方式来控制这个光学特性。
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2、光子晶体与有固态发光元件差异, Z( Y  s. r, }
光子晶体有3 个光学特性，可以利用人工的方式来加以控制而达到不同的目的。第一个特性是，如果利用光能隙的话，就可以遮蔽光通过。利用这个特性可以把光锁在一个相当狭小的区域里面。目前产业界中，就有利用这个特性把光聚集在一个区域里面，制作成一个集成电路。另外一个特性是，就是光子晶体有异向性，光子晶体的光会朝向很多方向散射，原因是光子晶体可以随著光的偏光角度，出现透光与不透光（某个角度它可以透过，但是有些角度是没办法透过）。第三个特性就是，光子晶体的曲线非常复杂、变化多端。因为光子晶体的曲线变化非常快，非常不规则，所以只要波长稍有变化，那就可以看到进入光子晶体的光，它的角度就会偏离得非常大。在优点方面，光子晶体的面积要比传统集成电路缩小了千分之一，所以，相对的，电路的积集度就比过去增加了1,000 倍。而另一个优点是折光性倍数可以达到以往1,000 倍。另外，也可以利用偏光性，改变光的性质，可以将以往正方形的偏光浓缩成以往体积的千分之一。简单来说，光子晶体它有什么样的好处与特性？积集度高，体积小，成本低。
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3、利用光子晶体制作出LED) R/ O* A2 A% K' O
除此之外，光子晶体还有其它的特性。利用它的特性，可以制作出光子晶体LED。大致上可以分为2 种，一种是LED，一种是雷射二极管（Laser Diode）。LD 雷射二极管部分我们可以分为光子晶体 DFB 雷射二极管（Photonic crystal DFB LD）与Photonic crystal defect LD。光子晶体DFB 雷射二极管是大家比较了解的结构，其雷射值可以控制在非常低的区域来做发射，这样子的结构，是必须存在光能隙的区域，也因为是如此，所以这样结构要实现商品化是比较困难。相对的利用光子晶体的结构制作成LED 是比较简单。有关光子晶体常常被混淆的部分是，以为是利用DFB 雷射，所以就会有人认为是不是利用特定的周期或波长来运用？其实答案是不对的。理由是DFB 雷射跟光子晶体LD，它的入射（Incident）和衍射（Diffracted）的光是受限制的。但是相对光子晶体的入射光角度和衍射光角度是不受限制的。所以并不是利用特定的周期或波长来加强效率，这个特性对于LED来说是非常重要的。

4、光子晶体蓝色LED- V [5 s5 `! n1 r9 ]2 ?% t
利用蓝色LED 来制作的白光LED，蓝色LED 会发出蓝色的光，但是各个蓝色的光会根据YAG 萤光粉部分会转换成黄光，利用蓝色和黄色的光，可以让LED 产生出白光，白光LED 被应用在白光照明灯跟液晶背光的光源，这种白光LED 被称为固体白色照明。这种光有3 个特色：体积小，省能源，寿命长，但是有一个很大的问题需要克服：比起萤光灯，这样的白光LED 发光效率比较差，为了解决这个问题，便可以利用光子晶体来解决这样的问题。为了克服，蓝光LED 发光效率比较低的问题，可以将光子晶体放在蓝光LED 里，利用光子晶体来提高发光效率，这样生产出的蓝光光子晶体LED 的特色是周期长，要让发光效率提升，有几个很重要的技术。传统的LED 制作非常简单，但是存在的问题点就是发光效率比较差，因为是传统的蓝光LED表面的全反射，从活性层出来的光线，会被表面全反射掉。这样的光就没有办法发射到LED外面。针对这个问题，CREE 在制作过程中做了一些改善的动作，在Deformed Chip 中可看到活性层旁边是一个斜面，利用这样斜面的结构，可以让发光效率提高，同样是针对提高效率的问题，我们设计出了二次元的集积表面，利用这样子的结构，可以让表面的发光效率提高，所以我们是利用半导体的Planar 技术，这是一个很精密的技术，用来控制这个构造。Penetration 是利用二次元的活性层让光穿过，这样的结构可以使发光效率高达80％，但是也有一个问题需要克服，那就是内部量子效率会降低。由于为了要让光透过活性层，就会因为达到透过活性层这个目的而降低内部量子效率。Resonant Cavity 是在光子晶体LED 上面加载共振器，这个设计称为共振器LED，在LED的周边，我们配置上光子晶体，利用这个设计，可以把他LED 效率提高60％，而前面提到我们利用Planar 技术所开发出来的Surface Grating 的设计方式虽然不错，但是在电流的注入上会有一些问题。与Surface Grating 相较下，虽然Resonant Cavity 在电流的注入上会比较容易，不过，ResonantCavity 本身也会有问题存在，那就是共振器LED 在制作上比较困难，制作困难就代表说成本就会提高，对于LED 大家都希望可以以低成本量产，这就造成了发展瓶颈，Penetration与Resonant Cavity 这2 个设计，只是在LED 上面加上一个二次元的设计，这样的设计是可以用上原本既有的LED 上。4 t2 Z7 ?6 ]1 x) B) c$ C

5、光子晶体蓝色LED 运作原理
现有的LED 结构，可以看到他的全反射，临界度是比较小的，主要是因为表面将光全部反射，相对的，光子晶体蓝色LED 所设计出来的LED，由于衍射的关系，可以修正光的角度，修正后的光可以比临界角还小，并可进入临界角投射到外面，改善过去LED 的光会全部反射的问题。从LED 的活性层发射出来的光，我们可以360 度放射出去，但以往的LED 只能受限于临界角，只能在临界角范围内发光，在临界角内的光才能发射出去，我们知道临界角范围内的面积只占整个范围的4％，所以相对光子晶体的光就比较广，能有更多的面积将光反射出去，就是利用这个原理将发光效率提高。4 n6 m8 Y8 }+ Z) m% P4 u
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6、光子晶体的设计要点
在光子晶体的设计上有一些重点，有一个指标是周期这一部分，周期和衍射的距离有关，如果周期越小，衍射的距离就越大，纵使经过修正后还是没有办法将光发射到外面去。相对的如果周期变大，衍射的距离越小，因为这样的关系，光就可以移到外面去了，所以在设计上需要找到一个最适合的周期。还有一个要点就是高度，高度跟衍射的效率有相当紧密的相关联性，实际上并不是所有的光都会受到衍射的影响，受到衍射影响的光都会跟衍射率产生相关联，所以这两个重要指标就是在开发光子晶体LED 时，需要计算出最适当数值的G 值，所以在设计上就必须经过相当精的密计算来取得G 值。而在设计中，如何去计算出LED 表面需要多少光，可以利用FDTD 计算方式来做一些运算，这个计算方式在光子晶体上是普遍被运用的一个方式。非光子晶体的LED，是属于表面比较平坦的一种LED。非光子晶体的LED 产生光后，跟空气接触的光源那部分，会因为表面全反射掉。而光子晶体LED 的设计，可以让光不受反射影响，将光反射到外面。而高度的部分也是成曲线分布，到某一个高度时，效率是最高的，可以看见发光效率最高的周期是在1.5 微米的地方，而发光效率最高是0.25 微米，由此可见，在这个区域是一个非常长的周期，非常短的高度，这就显示说光子晶体的制作非常简单，只要找出最适合的周期1.5 微米，比发光波长还要长的一个周期，然而常说现有的LED 至少要克服这样的条件，但是从这里的设计可以看出，即使这个周期很长，还是可以达到高效率，所以对于这种光子晶体设计，称之为长周期光子晶体。所以，设计的光子晶体LED 周期是比较长的，此外，还有另外的一个特色，就是在光子晶体的表面镀上一整面的薄膜，这个薄膜就是透明电极，透过这个薄膜设计，光可以从整个面都可以发光出去。
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7、光子晶体LED 制程
制作的光子晶体LED 上透明电极的影响作的解释，可以看到，无论有没有涂上透明电极，对发光效率并没有很大影响。根据这个结果，我们就很放心的在光子晶体上覆上一层透明电极。利用蓝宝石作为基板，再经过MOCVD、EB 和RIE ETCHING 等等制程，制作出来二次元的光子晶体LED。根据我们的说法，目前暂时是利用EB 的方式，但以后在正式量产或商品化时，就会用另一个成本更低的做法，另外还会做乾式（Dry）Etching，再形成一个透明电极和电极板。就理论来说，在计算后的结果应该是高出3 倍的，但是在这次实验后，得出的结果却只有高出50％。分析原因有可能是在光子晶体形成的制造过程中，所使用的数值并不是最适当的数值。所以我们相信，只要改变这个流程，发光效率应该就会像计算的数值一样达到3 倍。此外，另外一个可能是在制程中出现一小瑕疵，那就是在芯片中有一个小裂缝，而这个裂缝的出现，也会影响到整个LED 的发光效能。/ [( n$ d0 s: O" S2 ~. w) C; ~
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8、透过透明电极可达到大面积的发光7 f9 D( E9 i) m3 S; t: Y
我们是第一个将光子晶体运用导入蓝色LED，而且很成功。发光效率达到1.5 倍。相信业界透过这样不断的研究，显示出固体白光照明的商品化应该是指日可待的。这个技术绝对可以运用并量产。另外一点，光子晶体的独特设计使得长周期构造可以实现。因为这样的长周期构造让GaN的光子晶体的应用更容易实现。另外，经过实际的制作后，我们也证实了一件事，在光子晶体的表面都覆上了一整面的透明电极，这样一个独特设计，使得大面积的发光能够具体实现。
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知识是无穷的，就看你学不学
2楼2011-10-31 12:54:43
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