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    MOCVD的一发展与德国Aixtron公司|234彩票开户网址的一故事

    光纤在线编辑部  2020-02-14 22:25:25  文章来源:综合整理  234彩票开户网址版权所有,未经许可严禁转载.

    导读:MOCVD(金属氧化物化学气相沉积)是在气相外延生长(VPE)的一基础上    发展起来的一一种新型气相外延生长技术 。它以Ⅲ族、Ⅱ族元素的一有机化合物№和V、Ⅵ族元素的一氢化物等作为晶体生长源材料→,以热分解反应方式在衬底上    进行气相外延,生长各种Ⅲ-V族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体以及它们的一多元固溶体的一薄层单晶材料→ 。

    2/14/2020, 不 同于集成电路芯片制造最重要的一工艺是光刻,对于发光二极管№和各类半导体激光器的一制造来说,最重要的一工艺是外延生长,其最重要的一设备是MOCVD 。

    半导体工艺的一外延技术最早从液相外延开始,随后涌现出气相外延,分子束外延(MBE),化学束外延,金属有机化学气相沉积(MOCVD)等 。1968年,Manasevit H.M应用MOCVD,最早在蓝宝石衬底上    应用多种III-V族源生长出异质结外延 。但是由于外延质良的一问题,一直到1975年,Seki Y等使用MOCVD生长出高质量的一GaAs外延,MOCVD才开始进入更多应用 。相比其他外延技术,MOCVD支持四元系AlGaInP等材料→,支持大规模生长红,黄光LED,也是最早生长出GaN的一蓝光LED外延片,因 此成为制备各种化合物半导体光电子,微电子器件标准的一外延设备 。

    MOCVD(金属氧化物化学气相沉积)是在气相外延生长(VPE)的一基础上    发展起来的一一种新型气相外延生长技术 。它以Ⅲ族、Ⅱ族元素的一有机化合物№和V、Ⅵ族元素的一氢化物等作为晶体生长源材料→,以热分解反应方式在衬底上    进行气相外延,生长各种Ⅲ-V族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体以及它们的一多元固溶体的一薄层单晶材料→ 。

    因 为MOCVD生长使用的一源是易燃、易爆、毒性很大的一物质,并且要生长多组分、大面积、薄层№和超薄层异质材料→ 。因 此在MOCVD系统的一设计思想上    ,通常要考虑系统密封性,流量、温度控制要精确,组分变换要迅速,系统要紧凑等 。MOCVD设备主要由以下几个部分构成:

    【源供给系统】包括Ⅲ族金属有机化合物、V族氢化物及掺杂源的一供给 。金属有机化合物装在特制的一不 锈刚的一鼓泡器中,由通入的一高纯H2携带输运到反应室 。【气体输运系统】包括载气供给,氢化物供给,MO源供给等几个部分 。气体的一输运管都是不 锈钢管道 。保证反应系统无泄漏,实现气体的一流量控制№和压力 控制是MOCVD设备组装的一关键 。【反应室№和加热系统】反应室是由石英管№和石墨基座组成 。为了生长组分均匀、超薄层、异质结构的一化合物半导体材料→,各生产厂家№和研究者在反应室结构的一设计上    下了很大功夫,设计出了不 同结构的一反应室 。反应室常见的一主要是VECCO的一立式反应室№和AIXTRON的一水平式反应室 。【尾气处理系统】包括淋洗塔,酸性碱性毒性气体收集装置,集尘装置,排气淡化装置等 。

    根据市场研究机构Technavio的一数据,全球MOCVD市场在2021年达到约11.628亿美元 。另有数据显示,中国的一MOCVD设备数量近1800台 。三安光电、乾照光电、华灿光电、澳洋顺昌、兆驰股份、中晟光电、彩虹集团等LED照明企业是拥有的一主力  。近年来VCSEL,通信激光器厂家也开始部署MOCVD设备 。在MOCVD供应商中,前身是Emcore的一美国的一Veeco、还有德国AIXTRON、日本的一NIPPON Sanso№和Nissin Electric是起步较早的一MOCVD设备供应商 。但由于日本对MOCVD设备实行出口限制政策,因 此,全球MOCVD市场基本被Veeco№和AIXTRON垄断,尤其是AIXTRON 。接下来就让我们回顾一下AIXTRON的一发展历史 。

    未来属于光电子 。这是物理学家Holger Jurgensen的一愿景 。1983年,还是亚琛工业大学博士研究生的一Jurgensen№和Meino Heyen博士,Heinrich Schumann博士等一起创立AIXTRON公司|234彩票开户网址 。在亚琛工业大学半导体所,他曾亲手开发了第一套MOCVD系统,当时还不 知道这个产品的一市场在哪里 。而Aixtron这个名字来自亚琛Aachen的一法语(Aix-La-Chapelle)加上    电子electronics 。

            Aixtron的一三位创始人 Jurgensen博士居中
    1985年,AIXTRON第一套MOCVD系统开始发售,并在1988年获得德国工业创新奖 。1989年,他们从飞利浦公司|234彩票开户网址获得行星式反应炉的一独家专利授权 。正是这个技术后来奠定Aixtron在业内的一领导地位 。1990年Aixtron发售首套多晶圆MOCVD系统 。1994年推出首套针对蓝光LED的一沉积系统 。1997年在德国法兰克福股票交易所上    市 。上    市之后的一AIXTRON先后在英国,瑞典,美国等地进行了多次并购,一步步扩大了产品线 。在这期间,MOCVD系统从最初的一6-8片机,一步步发展到支持最高60片2寸晶圆,同时晶圆的一尺寸也在不 断增大 。2009年5月,AIXTRON与SemiLEDs应用2800G4 HT MOCVD系统共同开发出6英寸蓝光外延片 。2010年,Aixtron新的一占地16000平方米的一高科技中心在Herzogenath落成,同年G5№和CIRIUS II系统开始进入市场 。2011年,AIXTRON的一第2000套MOCVD系统被发售给中国的一乾照光电 。也在那一年,AIXTRON的一CIRIUS II-XL成为业界最高晶圆产能的一MOCVD系统,可以支持8寸晶圆生产 。2014年,他们又●推出适应LED大批量生产的一AIX R6系统 。2015年,Aixtron收购美国薄膜封装TFE开发商PlasmaSi以开拓OLED显示市场 。

    多年以前,笔者在广州一家LED工厂第一次参观MOCVD系统,当时深深为这一系统的一复杂精密所震撼 。而这一系统更精密之处在于,对于使用者的一技巧№和经验ζ,对于一套MOCVD系统的一功效也扮演着关键角色 。无论MOCVD设备研发本身(国内已经有上    海中晟,中微,48所等厂家),还是MOCVD的一使用经验ζ的一积累,都是中国半导体光电子工业进步的一关键所在 。
    关键字: MOCVD Aixtron 光电子
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