MOCVD设备和利用该MOCVD形成白光LED的方法技术

本发明专利技术提出一种MOCVD设备包括本体；分别形成在所述本体中的第一至第五反应腔室，所述第一至第五反应腔室分别用于在晶片上形成第一至第五半导体材料层，其中所述第一至第五半导体材料层和所述晶片组合以形成白光LED；晶片装卸装置，所述晶片装卸装置用于临时存放晶片；和传输装置，所述传输装置设在所述本体内用于在所述第一至第五反应腔室以及所述晶片装卸装置之间传输晶片。根据本发明专利技术的MOCVD设备，成本低、产能效率高。本发明专利技术还提出一种形成白光LED的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微电子
，特别涉及一种MOCVD (有机金属化学气相沉积)设备和利用该MOCVD设备形成白光LED的方法。
技术介绍
在火、白炽灯、荧光灯之后，LED即将成为人类大规模使用的第四代照明光源。LED具有节能、寿命长等其它光源无可比拟的优点。LED的发光原理是利用了半导体材料(例如，GaP和GaN)中处于激发态的电子向较低能级跃迁过程中会释放光子这一机理，在蓝宝石、GaAs、硅等材料制成的晶片上以化学气相淀积的方法外延生长多层量子阱(MQW)作为发光层。在普通照明应用中，人们最希望得到的是接近于太阳光的白光，白光是由多种单色光复合而成的，在LED照明应用中，得到白光LED的途径主要有第一、单色LED涂覆荧光粉，例如在蓝光LED上涂覆黄色荧光粉，或者紫外LED上涂覆黄绿蓝多色荧光粉，从而产生出多种单色光，通过多种单色光的复合产生白光；第二、多个单色LED芯片(例如黄、绿、蓝)封装到一个照明器件中，复合后发出白光；第三、在一个LED芯片上外延生长多个发光层，分别发出黄、绿、蓝多种单色光，复合后发出白光。第三种方法是通常利用MOCVD设备进行。但传统的MOCVD设备只能用于生长单色的发光层，为了生产白光LED，必须使用多台MOCVD设备分别生长不同的发光层。由此，不仅需要高额的设备投资，而且晶片在不同设备之间的频繁搬运需要对晶片进行不断的升温与降温，增加能耗。另外，晶片的装卸载与搬送耗时长，导致产能低下、降低设备使用率。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种用于生产白光LED的MOCVD设备。该MOCVD设备结构简单、成本低，节省晶片的成膜时间，提高了生产效率。本专利技术的第二个目的在于提出一种利用上述MOCVD设备生产白光LED的方法。该方法工艺简单，晶片的成膜质量好，效率高。为实现上述目的，本专利技术第一方面的实施例提出一种MOCVD设备，包括本体；第一至第五反应腔室，所述第一和第五反应腔室分别形成在所述本体中，所述第一反应腔室用于在晶片上形成第一半导体材料层，所述第二反应腔室用于在所述第一半导体材料层上形成第二半导体材料层，所述第三反应腔室用于在所述第二半导体材料层上形成第三半导体材料层，所述第四反应腔室用于在所述第三半导体材料层上形成第四半导体材料层，所述第五反应腔室用于在所述第四半导体材料层上形成第五半导体材料层，其中所述第一至第五半导体材料层和所述晶片组合以形成白光LED;晶片装卸装置，所述晶片装卸装置用于临时存放晶片；和传输装置，所述传输装置设在所述本体内用于在所述第一至第五反应腔室以及所述晶片装卸装置之间传输晶片。根据本专利技术实施例的MOCVD设备，第一至第五反应腔室均形成在本体内，传输装置可以在第一至第五腔室之间传输晶片，从而可以通过第一至第五腔室在晶片上形成发出不同光的发光层，由此形成白光LED，避免了晶片在多个MOCVD设备之间的频繁搬送所带来的问题，降低制造成本，提高生产效率，提高了晶片上的成膜质量。在本专利技术的一个实施例中，所述本体内设有传输区域，所述传输装置设在所述传输区域内，所述第一至第五反应腔室和所述晶片装卸装置围绕所述传输区域成集蔟式排列。在本专利技术的一个实施例中，所述传输装置为机械手。在本专利技术的一个实施例中，所述晶片装卸装置包括第一晶片装卸装置和第二晶片装卸装置，所述第一晶片装卸装置、所述第一至第五反应腔室和所述第二晶片装卸装置依次成直线式排列。·在本专利技术的一个实施例中，所述传输装置为直线式传输装置。在本专利技术的一个实施例中，所述晶片为蓝宝石晶片。在本专利技术的一个实施例中，所述第一至第五半导体材料层依次为晶片缓冲层、蓝光发光层、绿光发光层、材料缓冲层和红光发光层。在本专利技术的一个实施例中，所述第一至第五半导体材料层依次为晶片缓冲层、绿光发光层、蓝光发光层、材料缓冲层和红光发光层。在本专利技术的一个实施例中，所述第二和第三腔室为同一腔室。在本专利技术的一个实施例中，所述第一至第三腔室为同一腔室。本专利技术第二方面的实施例提出一种利用本专利技术第一方面实施例的MOCVD设备形成白光LED的方法，包括以下步骤通过所述传输装置将晶片从所述晶片装卸装置内放入所述第一反应腔室以在所述晶片上形成第一半导体材料层；通过所述传输装置将所述晶片放入所述第二反应腔室以在所述第一半导体材料层上形成第二半导体材料层；通过所述传输装置将所述晶片放入所述第三反应腔室以在所述第二半导体材料层上形成第三半导体材料层；通过所述传输装置将所述晶片放入所述第四反应腔室以在所述第三半导体材料层上形成第四半导体材料层；通过所述传输装置将所述晶片放入所述第五反应腔室以在所述第四半导体材料层上形成第五半导体材料层，从而所述第一至所述第五半导体材料层和所述晶片组合以形成白光LED ;和将所述晶片从所述第五反应腔室放入所述晶片装卸装置。根据本专利技术的形成白光LED的方法，工艺简单，传输精确，节省时间，晶片上的成膜质量好，效率高。 在本专利技术的一个实施例中，所述晶片为蓝宝石晶片。在本专利技术的一个实施例中，所述第一至第五半导体材料层依次为晶片缓冲层、蓝光发光层、绿光发光层、材料缓冲层和红光发光层。在本专利技术的一个实施例中，所述第一至第五半导体材料层依次为晶片缓冲层、绿光发光层、蓝光发光层、材料缓冲层和红光发光层。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图1为本专利技术一个实施例的MOCVD反应设备的示意图；图2为本专利技术另一个实施例的MOCVD设备的示意图；图3为本专利技术一个实施例的白光LED的结构示意图；以及图4为本专利技术一个实施例的形成白光LED的方法的流程图。具体实施例方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。 在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面参考附图描述根据本专利技术实施例的MOCVD设备100。根据本专利技术实施例的MOCVD设备100包括本体(未示出)、第一反应腔室110、第二反应腔室120、第三反应腔室130、第四反应腔室140、第五本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MOCVD设备，其特征在于，包括：本体；第一至第五反应腔室，所述第一和第五反应腔室分别形成在所述本体中，所述第一反应腔室用于在晶片上形成第一半导体材料层，所述第二反应腔室用于在所述第一半导体材料层上形成第二半导体材料层，所述第三反应腔室用于在所述第二半导体材料层上形成第三半导体材料层，所述第四反应腔室用于在所述第三半导体材料层上形成第四半导体材料层，所述第五反应腔室用于在所述第四半导体材料层上形成第五半导体材料层，其中所述第一至第五半导体材料层和所述晶片组合以形成白光LED；晶片装卸装置，所述晶片装卸装置用于临时存放晶片；和传输装置，所述传输装置设在所述本体内用于在所述第一至第五反应腔室以及所述晶片装卸装置之间传输晶片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张秀川，徐亚伟，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：