(完整word)什么是外延片

((完整word)什么是外延1.外延片指的是在襯底上生長出的半導(dǎo)體薄膜,薄膜主要由P，量子阱，N三個部分構(gòu)成?，F(xiàn)在主流的外延材料是氮化鎵(GaN),襯底材料主要有藍寶石，硅，碳化硅三種,量子阱一般為5個，通常用的生產(chǎn)工藝為金屬有機物氣相外延(MOCVD）。這是LED產(chǎn)業(yè)的核心部分，需要較高的技術(shù)以及較大的資金投入(一臺MOCVD般要好幾千萬）。2。外延片的檢測一般分為兩大類:一是光學性能檢測，主要參數(shù)包括工作電壓，光強，波長范圍,半峰寬，色溫，顯色指數(shù)等等，二是可靠性檢測,主要參數(shù)包括光衰，漏電，反壓，抗靜電，I-V線等等,這些數(shù)據(jù)一般通過老3。需要指出的是，并沒有白光LED片，只有白光LED管，即需要進行封裝才能獲得白光小LED,也叫燈珠，管子.白光LED般通過兩種途徑獲得一是通過配光,將紅綠藍三色芯片進行配比封裝獲得白光LED.二是通過熒光粉轉(zhuǎn)換藍光LED，從而獲得白光LED。半導(dǎo)體制造商主要用拋光Si（PW）和外延Si作為IC原材料。2080代早期開使用外延片，它具有標 所不具有的某些電學特性并消除了許多在晶體生長和其后的晶片工中所引入的表面/近表面缺陷和725μm(200mm）.度、電阻率均勻性好、缺陷少）；這種外延片用于150mm“前沿"產(chǎn)品和所有重要200mm品的外延產(chǎn)外延產(chǎn)品應(yīng)用于4方面，CMOS補金屬氧化物半導(dǎo)體支持了要求小器件尺寸的前沿工藝.CMOS產(chǎn)品是外延片的最大應(yīng)用領(lǐng)域，并被IC造商用于不可恢復(fù)器件工藝，包括微處理器和邏輯芯片以及存儲器應(yīng)用方面的閃速存儲器和DRAM（動態(tài)隨機存取存儲器）.分立半導(dǎo)體用于制造要求具有精密Si性的元件?！捌娈悺保╡xotic)半導(dǎo)體類包含一些特種產(chǎn)品,它們要用非Si料，進行物理隔離，這也是在外延加工中沉積的.目前，200mm晶片中，外延片占1/3。2000年，包括掩埋層在內(nèi)，用于邏輯器件 占所 占分立器件占15%。上世紀90CMOS199～1998公司按器件工藝“藍圖”（最小線寬縮小速率）更好利用Si表面“現(xiàn)實"狀態(tài)。無線和因特網(wǎng)應(yīng)用的急劇增長,推動200mm和300mm晶片工藝向0.18μm（器件）也好，且易于制造.外延片讓器件制造商很自然地由200mm晶片過渡到300mm晶片而不必改變設(shè)計從而節(jié)省了時間和投資。隨著工藝上傾向于重視外延片，市場上相應(yīng)地增加 延片價格明顯高于拋光片,這就妨礙了它作為IC材料的使用.相應(yīng)于90代晶片出現(xiàn)短缺,Si片制造商紛紛擴大其生產(chǎn)能力,但這又受到1996～1998間工業(yè)蕭條的打擊：于是出現(xiàn)供過于求，導(dǎo)致Si格大幅下滑，2~3間，下降50％.收入劇減,加之難以降低生產(chǎn)成本，迫使晶片制造商縮減擴產(chǎn)計劃、推遲300mm程，減少研發(fā)投資以降低成本。1996，晶片制造商投資其收入的55％用于擴大生產(chǎn)能2000則減少到小于10％。這些市場壓力使晶片制造商降低外延片的價格，使許多IC造商轉(zhuǎn)向使用150mm200mm外延片，這可使他們從外延片所顯示的“產(chǎn)權(quán)成本/性能比”優(yōu)勢中獲益。2000，直徑200mm外延片價格比相同直徑拋光片高20％～30％，而在90代中期，外延片價格要高出50%.雖然過去兩年IC場穩(wěn)步增長，但晶片制造商生產(chǎn)能力未跟上，晶片顯得供不應(yīng)求.下一代300mm 要求采用新的生長工藝，而這會大大降低成品率、減少產(chǎn)量.IC和器件工藝300（,COP等問題與現(xiàn)實的低成本晶片的缺乏不相一致，這樣，是選擇拋光片還是外延片就提到日程上來了.代替拋光片的辦法包括經(jīng)H2和Ar氛中退火的晶片，在成本、制造重復(fù)性和產(chǎn)品性能方面，這兩種辦法是有效的。外延片需要大批量晶體進行加工,這可使晶片制造商擴大現(xiàn)行襯底生產(chǎn)能力而很少甚至不需要添加另外的設(shè)備。（東芝陶瓷信越半導(dǎo)體、MEMC電子材料公司，瓦克Siltronic公司等）晶片制造商已提出若干新的外延工藝以解決COP和吸雜問題，同時要努力降低成本和提高產(chǎn)量。采用外延片可能存在的問由于工業(yè)發(fā)展的周期性起伏和可變性，準確預(yù)測半導(dǎo)體市場是困難的。同樣，預(yù) 用外片的增長受到若干因素的影響，主要有：）市場疲軟導(dǎo)致Si片過剩，這使晶片制造商收入下降，因而限制甚至取消另外投資外延片生產(chǎn)計劃，而外延片供應(yīng)不足或缺乏，又使IC用拋光片。與無線及因特網(wǎng)相關(guān)產(chǎn)品需求下降也會減少對外延片的需求.2)外延片沒有產(chǎn)權(quán)成本優(yōu)勢，相對于拋光片也沒有成品率或性能方面的“好處”，從而不能保證得到較高的“取得成本”（acguisitioncost)200mm和300mm）就無需利用外延片。將來的市雖然市場疲軟但外延片所受沖擊可望很小,200mm片在20003達到供/需平衡,2000年間任一方面市場增長都會導(dǎo)致求過于供,即將出現(xiàn)的晶片短缺的程度則難以確定，晶片廠不愿意甚至不能擴大生產(chǎn)(包括外延片生產(chǎn)）會造成外延片供應(yīng)緊張。200mm晶片需求預(yù)測表明：與2000比，2005的需求量會擴大40％~60%,（7萬~8萬片/月）甚至100％（1萬片/月），在此期間，200mm外延片由38%用量增長到50％;300mm晶片開始使用時，外延片可望今天許多高增長率產(chǎn)品，由于有較高的性能要求而需采用外延片。單片外延片生產(chǎn)比較復(fù)雜，因為先進的分立器件（150mm）和150mm/200mm前沿產(chǎn)品受到(晶片）生產(chǎn)能力的限制。如果能證明外延片相對于先進的PW（如氫或氬氣退火片）具有產(chǎn)權(quán)成本方面的優(yōu)勢，那么作為下一代200mm、300mm產(chǎn)品的材料,其地位是穩(wěn)固的?？梢哉f，將來外延片需求量會有強勁增長，唯一的問題是供應(yīng)不足。白光LEDLEDLightEmittingDiode光二極管的簡稱.此種組件，無論是信息產(chǎn)品，通訊用品還是消費性家電制品,廣泛普遍用于各種電子回路中,通常用來做為“顯示狀態(tài)”的用途。使用紅光、綠光或藍光二極管的產(chǎn)品，市面上可以說四處可見。但是使用白光的發(fā)光二極管,卻很少見，其中是不是有什么技術(shù)瓶頸?答案是科技界最喜歡使用的反制招數(shù)。因為這是日亞化學工業(yè)（Nichia)的獨門專利。然而，隨著該公司專利戰(zhàn)略的不得不變更,白色光LED的市LED的市場擴大延伸，必然會呈現(xiàn)加速度的上升曲線。日亞中村秀二倒戈掀起藍光、白光LED利權(quán)大說到白色光LED，必須延伸說到藍光LED.而談到藍光LED，這又與日亞化學工業(yè)的專利世紀大戰(zhàn)，有密不可分的影響關(guān)系。至于，白色LED及藍光LED，又是存在怎樣的你濃我濃的有意思的是，這場專利世紀大戰(zhàn)的情節(jié)，直逼連續(xù)劇般地劇情變化,人事物地俱足，高潮Nakamura)先生，琵琶別抱，在勁敵日亞化學Cree司從事兼職的研究工作，帶領(lǐng)Cree發(fā)不同于日亞的藍光LED術(shù)，向其老東家挑戰(zhàn)。說起日亞化學工業(yè)（Nichia）一向是以專利壟斷之戰(zhàn)略壟斷藍光LED場。何以，來個略的乾坤挪移呢？實際上,日亞化學工業(yè)也是被目前的時勢所逼，而不得不重新檢討策略上的運用.日亞化學工業(yè)在1993年時成功地開發(fā)出藍光LED,據(jù)稱,其所擁有之相關(guān)專利就超過100件以上，而該公司為了達完全壟斷藍光LED，設(shè)下進入市場的專利障礙。日亞挾其在化學工業(yè)領(lǐng)域長期研發(fā)的優(yōu)勢與專利保護策略，初期很順利走向壟斷藍光LED市場之路。如同風云中的雄霸一般，野心想獨吞天下，成也風云，敗也風云。舉個實際的發(fā)生例子而言，當1998競爭對手豐田合成(ToyodaGosei)氮化（Nitride）高亮LED品在市場上一推出時，日亞就向東京地方法院提起訴訟，指控豐田合成侵害其藍光LED利。后來，此案做出裁決，東京地方法院判決專利侵權(quán)的案件成立,命令豐田合成公司停止制造與銷售其LED并賠償1日元給日亞化學.而對此一判決，豐田合成第二個實際的案例,發(fā)生在1999年，日亞再轉(zhuǎn)移目標對準美國的知名藍光LED大廠Cree,向東京地方法院指控Cree在日本當?shù)亟?jīng)銷商住友商事侵害其產(chǎn)品專利。一場橫跨美、日兩地的藍光LEDLED壟斷之路，越走越崎嶇，終究初嘗敗績。這項判決實在具有重大的實質(zhì)意義，一來因為這表示其它的競爭者有機會可以進入藍光LED的市場，而不至于侵害日亞化學的專利證明不是萬靈丹.從這幾個案例，大家也可以不用付出任何高昂學費，學到一些寶貴的教訓，他人是如何踢到鐵板，又是如何利用招式來面對不利的局勢.此事證明了任何堅固如盤石一般的專利布局白色光LED2003年出貨可達12若是從性能層面來思考，要去專注的重點，不外乎“發(fā)光效率”以及“輝度量度"的特性問題.依據(jù)推斷,“白光”LED要直逼日光燈的發(fā)光效率，可能要到2004，或提前或延后，這都不是問題，重點是照明器具業(yè)者、信息業(yè)者、通訊業(yè)者，大概已經(jīng)留意到白色光LED潛力，“光效率”的提升,所帶來多品種的“白光”LED，恰巧可以迎合攜帶電話機、PDA、以及照明器材的龐大市場。尤其是攜帶電話機與照明器材，會因為其巨大的成長，帶來“白光”LED2001年的使用量，約有2億個,2002年估計有62億個的使用量.預(yù)估2003年可能有機會急速擴大到12億個,單價的滑落,當可預(yù)期。我們用量化的數(shù)據(jù)，來看“白光”LED的究竟.白熱燈泡的發(fā)光效率，約落 左右而最常用的日光燈,其發(fā)光效率則是從60lm/W（20瓦的直立式燈管) 瓦的直立燈管)。辦公室或是在學校的場合，大多 的日光燈，而在家庭室內(nèi)的場合,60lm/W度的發(fā)光效率，該是可以接受的范圍.而目前的“白光”LED的發(fā)光效率，可以看 的產(chǎn)品。由此可見,白光LED的發(fā)外部發(fā)光效率一路延伸到內(nèi)部發(fā)光效率的兩個層面,并雙管齊下,到了20042005，應(yīng)該可以達成50～60lm/W度的理想范圍。其中，在施予外部發(fā)光效率的手法上,可能會是未來的技術(shù)主流。依據(jù)豐田合成的說詞，未來開發(fā)的課題,著力點放在“螢光體的改良”以及“螢光Know-的涂敷方式的最佳化"。螢光體的涂敷方式，還是有他 存在,Citizen電子利用混Know-環(huán)氧樹脂(Epoxy)涂敷在螢光體，據(jù)稱，此種外部發(fā)光效率的手法，可以提高大約的的發(fā)光效率。至于以上所說的“l(fā)m/W”，其實就是代表每瓦多少流明的意思.白光LED取代鎢絲燈泡成為新世代照明用LED很多產(chǎn)業(yè)分析師或LED業(yè)心目中相當被看好的新興零件產(chǎn)品.當然，所持的理由是，在全球能源的資源相當有限的的憂慮背景下，白光LED照明市場的前景備受全球矚目.歐、美及日本等先進國家也投注許多人力財力,設(shè)立專門的機構(gòu)推動白光LED究與開發(fā)的工作。為什么白光LED被視為未來的明星零件產(chǎn)品，這當然與他的特殊優(yōu)勢或說是優(yōu)點,有相拿白光LED傳統(tǒng)的白熾鎢絲燈泡以及日光燈相互比較,馬上見出分曉LED光二極管的體積小，可以依據(jù)應(yīng)用對象,允許多顆組合、發(fā)熱量其低無比、耗電量又小，壽命又長，而且從環(huán)保的面向來觀察的LED以回收不會變成環(huán)境污染的廢棄物等,用來傳接傳統(tǒng)照明器具作為下一個世代的照明器材，白光LED是不做第二人想。其中，發(fā)熱量低、耗電量小，日亞、豐田合成白光LED術(shù)各領(lǐng)風騷而剛才已經(jīng)談過一個觀念。要闡述白色光LED術(shù)，就必須先涉及藍色光LED，這是因為目前白色LED技術(shù)，與藍色光LED技術(shù)息息相關(guān)的。所謂的“白光”，其實，是由多種顏色經(jīng)過混合之后而成的光?；旌系姆绞?就構(gòu)筑成多種多樣化的白色光LED。好比說二波長光(藍色光+YAG黃色螢光粉)或三波長光（藍色光+綠色+紅色光)。三波長光，通常是以無機紫外光芯片加R.G。B顏色螢光體在發(fā)光的技術(shù)方面，白光LED的發(fā)光結(jié)構(gòu)方式是新加入戰(zhàn)場競爭者，在產(chǎn)品上加以區(qū)隔的重心之一.目前的主力大致有幾種。一個是日亞化學（Nichia以460nm波長的藍光晶粒涂上一層YAG螢光物質(zhì),利用藍光LED照射此一螢光物質(zhì)以產(chǎn)生與藍光互補的555nmZnSe為材料的白光LE，不過發(fā)光效率較差.豐田合成（ToyodaGosei)東芝所共同開發(fā)的白光LED，是采用紫外光LED螢光體組合的方式，與一般藍光LED螢光體組合的方式做區(qū)LED螢光體的組合方式，當照在紅色物體的時候，其紅色的色澤效果比較不理想.紫外光LED螢光體組合可以彌補這個缺點，但是其發(fā)光效率卻仍低于藍光LED螢光體組合的方式至于價格與產(chǎn)品壽命,兩者差距不大。簡單的來說，用四個面向來比較白光LED差異，不失為一個標性的方法。這四個面向,分別就是“色澤表現(xiàn)能力發(fā)光的效率"，“產(chǎn)品的成本與售價”，“產(chǎn)品的使用壽命期間”。專利解除大開LED及應(yīng)用之LED最龐大市場商機，即在于照明器材的市場。其中的關(guān)鍵，筆者推斷可能與機器中平均所使用的白光LED量有密不可分的關(guān)系.先從大哥大手機來說起，即使攜帶電話機的市場規(guī)?？梢赃_4臺但其白光LED使用數(shù)量每一支手機卻僅有個位數(shù)的少數(shù)幾顆PDA個人數(shù)字助理來說，每一臺使用白光LED數(shù)量也可能低于十顆,即使成熟又成長快速的筆記型計算機以及液晶顯示銀幕，每一臺所采用白光LED數(shù)量，也不會超過100。然而，照明機器所使用的白光LED數(shù)量，卻龐大許多許多。而且，照明器材的市場規(guī)模，本來就超越信息產(chǎn)業(yè)。因此，白光LED制造數(shù)量與生產(chǎn)能力的拉升,看來是箭在弦上。目前白光LED關(guān)鍵技術(shù)是LED術(shù)，專利權(quán)過去掌握在日亞化等少數(shù)廠商手中，日亞化學（Nichia)的專利獨家壟斷,讓白光LED價格與供應(yīng)完全由他支配，導(dǎo)致精于量產(chǎn)的業(yè)者切入困難。誠如前面所說過,但技術(shù)的演進一旦突破日亞化的專利網(wǎng)，目前白光LED受制的推廣姑且如此說,算是本文的小小結(jié)語吧！白光LED的時代，大門即將開啟。白光LED的貢獻者，中村秀二，被媲美愛迪生發(fā)明電燈泡的二十世紀末的偉大發(fā)明家。然由于橫跨兩個世紀的專利戰(zhàn)，終于讓這個門為眾生漸漸開啟,意思是說，競爭者會陸續(xù)加入，價格滑落之快，可以預(yù)期。畢竟白光LED的優(yōu)點（包含環(huán)保），用于照明器材，幾乎是Perfect。由于眾廠家集中火力“發(fā)光效率”以及“輝度量度”的提升，因此，一堆人視為省電照明器材的救世主。1，關(guān)于外延半導(dǎo)體制造商主要用拋光Si(PW）和外Si作為IC原材料。20紀80代早期開始用外延片，它具有標 所不具有的某些電學特性并消除了許多在晶體生長和其后的晶片加中所引入的表面/近表面缺陷歷史上，外延片是Si制造商生產(chǎn)并自IC用量不大,它需要在單晶Si表面上沉積一薄的單晶Si。一般外延層的厚度為2~20μm，而襯底Si度為610μm(150mm徑片和725μm(200mm）。外延沉積既可（同時)一次加工多片，也可加工單片.單片反應(yīng)器可生產(chǎn)出質(zhì)量最好的外延層(厚度、電阻率均勻性好、缺陷少）;這種外延片用于150mm“前沿”產(chǎn)品和所有重要200mm品的外延產(chǎn)外延產(chǎn)品應(yīng)用于4CMOS產(chǎn)品是外延片的最大應(yīng)用領(lǐng)域，并被IC制造商用于不可恢復(fù)器件工藝，包括微處理器和邏輯芯片以及存儲器應(yīng)用方面的閃速存儲器和DRAM(動態(tài)隨機存取存儲器Si特性的元件?！捌娈悺保╡xoti）半導(dǎo)體類包含一些特種產(chǎn)品，它們要用非Si材料,其中許多要用化合物半導(dǎo)體材料并入外延層中。掩埋層半導(dǎo)體利用雙極晶體管元件內(nèi)重摻雜區(qū)進行物理隔離，這也是在外延加工中沉積的。目前,200mm晶片中,外延片占1/3。2000年,包括掩埋層在內(nèi),用于邏輯器件 占所有外片的69％，DRAM11%，分立器件占202005CMOS輯將占55%，DRAM30%，分立器件占15％.市場動上世紀90代中期,CMOS延片用量增加的趨勢已經(jīng)出現(xiàn)。1997~1998間，半導(dǎo)體“滑坡"，IC司按器件工藝“藍圖"(最小線寬縮小速率）更好利用Si面“現(xiàn)實”狀態(tài)。無線和因特200mm和300mm晶片工藝向018μm（器件）并入了復(fù)雜的單芯片/一個芯片上的系統(tǒng).為達到所需器件性能和成本率目標，外延片優(yōu)于拋光片,因為外延片的缺陷密度低、吸雜性能好，電學性能（如鎖存效應(yīng)）也好，且易于制造。外延片讓器件制造商很自然地由200mm晶片過渡到300mm晶片而不必改變設(shè)計從而節(jié)省了時間和投資.隨著工藝上傾向于重視外延片，市場上相應(yīng)地增加 延片價格明顯高于拋光片，這就妨礙了它作為IC材料的使用.相應(yīng)于90代晶片出現(xiàn)短缺，Si制造商紛紛擴大其生產(chǎn)能力，但這又受到1996～1998間工業(yè)蕭條的打擊:于是出現(xiàn)供過于求Si格大幅下滑，2～3間，下降50%。收入劇減,加之難以降低生產(chǎn)成本，迫使晶片制造商縮減擴產(chǎn)計劃、推遲300mm減少研發(fā)投資以降低成本。1996晶片制造商投資其收入的55％用于擴大生產(chǎn)能力，到2000，則減少到小于10％.這些市場壓力使晶片制造商降低外延片的價格,使許多IC造商轉(zhuǎn)向使用150mm200mm外延片，這可使他們從外延片所顯示的“產(chǎn)權(quán)成本/性能比"優(yōu)勢中獲益。2000，直徑200mm延片價格比相同直徑拋光片高20%～30％，而在90代中期，外延片價格要高出50%。雖然過去兩年IC場穩(wěn)步增長,但晶片制造商生產(chǎn)能力未跟上，晶片顯得供不應(yīng)求.下一代300mm 要求采用新的生長工藝,而這會大大降低成品率、減少產(chǎn)量。IC和器件工藝300（,COP等問題)與現(xiàn)實的低成本晶片的缺乏不相H2和Ar氣氛中退火的晶片，在成本、制造重復(fù)性和產(chǎn)品性能方面，這兩種辦法是有效的。外延片需要大批量晶體進行加工，這可使晶片制造商擴大現(xiàn)行襯底生產(chǎn)能力而很少甚至不需要添加另外的設(shè)MEMC電子材料公司,瓦克Siltronic公司等)晶片制造商已提出若干新的外延工藝以解決COP和吸雜問題，同時要努力降低成本和提高產(chǎn)量。采用外