LED 芯片制造及可靠性測試技術

伊曉燕，女，博士，研究員，博士生師。二〇〇六年六月獲中國科學院半導體研究所微電子學與固體電子學博士學位。現任中國科學院半導體研究所研究員，博士生導師，國家高層次人才計劃入選者，國家重點研發計劃項目負責人，中國科學院大學教授，中國科學院青促會會員，北京市第三代半導體材料與應用工程中心副主任。主要從事氮化物材料與新型光電子器件研究，主要研究領域包括：寬禁帶半導體材料高效發光器件、面向下一代光互連光電器件、腦機接口/神經調控用光電器件及系統集成等。作為項目負責人主持並完成國家重點研發計劃、八六三計劃、國家自然科學基金等十餘項國家任務。在氮化物材料與發光器件領域發表學術論文一百七十餘篇，授權專利四十五件，六項成果通過成果鑒定。獲國家科技進步一等獎、國家技術發明二等獎、北京市科技發明一等獎、中國優秀專利獎等。

前言
第1章 LED基本原理、參數與特性
1.2.2 極化特性
1.2.3 缺陷和摻雜
1.3 pn結和異質結構
1.3.1 pn結基本結構和特性
1.3.2 pn結載流子輸運
1.3.3 異質結/量子阱有源區結構
1.4 LED芯片中的電致發光
1.4.1 LED基本特性
1.4.2 高效率LED設計要素
1.4.3 典型的白光LED技術路線
1.4.4 高效率紫外LED關鍵問題
1.5 LED芯片的光提取
1.5.1 LED芯片的外形優化
1.5.2 表面粗化和圖形化襯底
1.5.3 倒裝芯片
1.6 小結
參考文獻
第2章 LED材料制備方法與檢測技術
2.1 外延技術的基本原理
2.1.1 薄膜成核生長熱力學
2.1.2 薄膜的生長模式
2.1.4 襯底對外延生長的影響
2.1.5 外延中的摻雜
2.2 LED的外延生長技術
2.2.1 MOCVD外延生長技術
2.2.2 分子束外延技術
2.2.3 其他外延技術
2.3 LED相關檢測技術
2.3.1 XRD測量方法
2.3.2 光致發光譜
2.3.3 掃描電子顯微鏡
2.3.4 透射電子顯微鏡
2.3.5 原子力顯微鏡
2.3.6 霍爾測量
2.3.7 電容-電壓測量方法
2.4 小結
參考文獻
第3章 A lGaInP黃紅光LED外延芯片設計與制造技術
3.1 AlGaInP與AlGaAs材料體系
3.2 AlGaInP黃紅光LED芯片及外延結構設計
3.2.1 黃紅光LED的發展歷史
3.2.2 黃紅光LED的芯片結構設計類型
3.2.3 黃紅光LED外量子效率的影響因素
3.3 具有DBR結構的AlGaInP紅光LED外延、芯片制造技術
3.3.1 紅光外延機理
3.3.2 具有DBR的AlGaInP紅光LED外延
3.3.3 具有DBR的AlGaInP紅光LED芯片制造
3.4 具有全方位反射鏡的AlGaInP黃紅光LED外延、芯片制造技術
3.4.1 具有全方位反射鏡LED的外延生長技術
3.4.2 晶圓鍵合技術
3.4.3 表面粗化技術
3.4.4 具有全方位反射鏡LED的芯片制備工藝
3.5 倒裝AlGaInP紅光LED制造技術
3.5.1 透明鍵合技術
3.5.2 淺粗化技術
3.5.3 紅光MiniLED芯片的電極結構
3.5.4 倒裝紅光LED的芯片制備工藝
3.6 紅光M icro LED外延、芯片制造技術
3.6.1 紅光Micro LED的尺寸效應
3.6.2 Micro LED內部電流擴展
3.6.3 Micro LED的溫度效應
3.6.4 Micro LED的側面效應
3.6.5 紅光Micro LED的芯片制備工藝
3.7 小結
參考文獻
第4章 InGaN藍綠光LED外延芯片設計與制造技術
4.1 襯底技術
4.2 GaN外延生長
4.3 InGaN藍綠光LED外延結構設計
4.3.1 襯底
4.3.2 緩沖層
4.3.3 3D層
4.3.4 2D層
4.3.5 n-GaN
4.3.6 初級阻擋層
4.3.7 MQW層
4.3.8 低溫P層
4.3.9 電子阻擋層
4.3.10 高溫P層
4.3.11 歐姆接觸層
4.4 InGaN藍綠光LED外延制造技術
4.4.1 翹曲
4.4.2 n-GaN厚度
4.4.3 2D層輕摻雜Si
4.4.4 n-AlGaN
4.4.5 n-GaN SL
4.4.6 極化與MQW設計
4.4.7 量子阱周期厚度
4.4.8 量子阱界面處理與結晶質量
4.4.9 V形坑
4.4.10 電子阻擋層的演變
4.4.11 HTP凹形摻雜
4.4.12 ESD電容模型
4.4.13 ESD電阻模型
4.4.14 整體性考慮問題
4.5 InGaN藍綠光LED芯片結構
4.5.1 正裝LED芯片結構
4.5.2 倒裝LED芯片結構
4.5.3 垂直LED芯片結構
4.5.4 高壓LED芯片結構
4.6 InGaN藍綠光LED芯片制造
4.6.1 光刻工藝
4.6.2 蒸鍍工藝
4.6.3 刻蝕工藝
4.6.4 沈積工藝
4.6.5 清洗工藝
4.6.6 退火工藝
4.6.7 研磨拋光工藝
4.7 LnGaN藍綠光LED芯片光效提升技術
4.7.1 透明導電層
4.7.2 側壁腐蝕
4.7.3 表面粗化
4.7.4 分布式布拉格反射鏡
4.7.5 反射電極
4.7.6 激光隱形切割
4.7.7 表面等離激元
4.8 小結
參考文獻
第5章 InGaN基長波長LED
5.1 InGaN基長波長LED的背景和應用
5.2 InGaN基長波長高效LED面臨的主要技術挑戰
5.2.1 點缺陷
5.2.2 應力與極化
5.2.3 局域化
5.2.4 其他重要問題
5.3 InGaN基長波長LED的關鍵技術
5.3.1 襯底技術
5.3.2 應力緩沖層
5.3.3 可控V形坑技術
5.3.4 其他關鍵技術
5.4 長波長μLED與顯示技術
5.5 小結
參考文獻
第6章 A lGaN紫外LED外延芯片設計與制造技術
6.1 紫外LED的基本結構
6.2 Al（Ga）N模板材料質量提升技術
6.2.1 AlN單晶襯底
6.2.2 生長模式調制
6.2.3 納米圖形側向外延技術
6.2.4 高溫退火技術
6.3 AlGaN的n型摻雜技術
6.3.1 Si的激活能與施主補償
6.3.2 高效n型摻雜技術
6.4 AlGaN的p型摻雜技術
6.4.1 短周期超晶格