專利名稱：Mocvd設(shè)備和利用該mocvd形成白光led的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種MOCVD (有機金屬化學(xué)氣相沉積)設(shè)備和利用該MOCVD設(shè)備形成白光LED的方法。
背景技術(shù)：
在火、白熾燈、熒光燈之后，LED即將成為人類大規(guī)模使用的第四代照明光源。LED具有節(jié)能、壽命長等其它光源無可比擬的優(yōu)點。LED的發(fā)光原理是利用了半導(dǎo)體材料(例如，GaP和GaN)中處于激發(fā)態(tài)的電子向較低能級躍遷過程中會釋放光子這一機理，在藍寶石、GaAs、硅等材料制成的晶片上以化學(xué)氣相淀積的方法外延生長多層量子阱(MQW)作為發(fā)光層。在普通照明應(yīng)用中，人們最希望得到的是接近于太陽光的白光，白光是由多種單色光復(fù)合而成的，在LED照明應(yīng)用中，得到白光LED的途徑主要有第一、單色LED涂覆熒光粉，例如在藍光LED上涂覆黃色熒光粉，或者紫外LED上涂覆黃綠藍多色熒光粉，從而產(chǎn)生出多種單色光，通過多種單色光的復(fù)合產(chǎn)生白光；第二、多個單色LED芯片(例如黃、綠、藍)封裝到一個照明器件中，復(fù)合后發(fā)出白光；第三、在一個LED芯片上外延生長多個發(fā)光層，分別發(fā)出黃、綠、藍多種單色光，復(fù)合后發(fā)出白光。第三種方法是通常利用MOCVD設(shè)備進行。但傳統(tǒng)的MOCVD設(shè)備只能用于生長單色的發(fā)光層，為了生產(chǎn)白光LED，必須使用多臺MOCVD設(shè)備分別生長不同的發(fā)光層。由此，不僅需要高額的設(shè)備投資，而且晶片在不同設(shè)備之間的頻繁搬運需要對晶片進行不斷的升溫與降溫，增加能耗。另外，晶片的裝卸載與搬送耗時長，導(dǎo)致產(chǎn)能低下、降低設(shè)備使用率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種用于生產(chǎn)白光LED的MOCVD設(shè)備。該MOCVD設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、成本低，節(jié)省晶片的成膜時間，提高了生產(chǎn)效率。本發(fā)明的第二個目的在于提出一種利用上述MOCVD設(shè)備生產(chǎn)白光LED的方法。該方法工藝簡單，晶片的成膜質(zhì)量好，效率高。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面的實施例提出一種MOCVD設(shè)備，包括本體；第一至第五反應(yīng)腔室，所述第一和第五反應(yīng)腔室分別形成在所述本體中，所述第一反應(yīng)腔室用于在晶片上形成第一半導(dǎo)體材料層，所述第二反應(yīng)腔室用于在所述第一半導(dǎo)體材料層上形成第二半導(dǎo)體材料層，所述第三反應(yīng)腔室用于在所述第二半導(dǎo)體材料層上形成第三半導(dǎo)體材料層，所述第四反應(yīng)腔室用于在所述第三半導(dǎo)體材料層上形成第四半導(dǎo)體材料層，所述第五反應(yīng)腔室用于在所述第四半導(dǎo)體材料層上形成第五半導(dǎo)體材料層，其中所述第一至第五半導(dǎo)體材料層和所述晶片組合以形成白光LED;晶片裝卸裝置，所述晶片裝卸裝置用于臨時存放晶片；和傳輸裝置，所述傳輸裝置設(shè)在所述本體內(nèi)用于在所述第一至第五反應(yīng)腔室以及所述晶片裝卸裝置之間傳輸晶片。
根據(jù)本發(fā)明實施例的MOCVD設(shè)備，第一至第五反應(yīng)腔室均形成在本體內(nèi)，傳輸裝置可以在第一至第五腔室之間傳輸晶片，從而可以通過第一至第五腔室在晶片上形成發(fā)出不同光的發(fā)光層，由此形成白光LED，避免了晶片在多個MOCVD設(shè)備之間的頻繁搬送所帶來的問題，降低制造成本，提高生產(chǎn)效率，提高了晶片上的成膜質(zhì)量。在本發(fā)明的一個實施例中，所述本體內(nèi)設(shè)有傳輸區(qū)域，所述傳輸裝置設(shè)在所述傳輸區(qū)域內(nèi)，所述第一至第五反應(yīng)腔室和所述晶片裝卸裝置圍繞所述傳輸區(qū)域成集蔟式排列。在本發(fā)明的一個實施例中，所述傳輸裝置為機械手。在本發(fā)明的一個實施例中，所述晶片裝卸裝置包括第一晶片裝卸裝置和第二晶片裝卸裝置，所述第一晶片裝卸裝置、所述第一至第五反應(yīng)腔室和所述第二晶片裝卸裝置依次成直線式排列。
·
在本發(fā)明的一個實施例中，所述傳輸裝置為直線式傳輸裝置。在本發(fā)明的一個實施例中，所述晶片為藍寶石晶片。在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一至第五半導(dǎo)體材料層依次為晶片緩沖層、藍光發(fā)光層、綠光發(fā)光層、材料緩沖層和紅光發(fā)光層。在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一至第五半導(dǎo)體材料層依次為晶片緩沖層、綠光發(fā)光層、藍光發(fā)光層、材料緩沖層和紅光發(fā)光層。在本發(fā)明的一個實施例中，所述第二和第三腔室為同一腔室。在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一至第三腔室為同一腔室。本發(fā)明第二方面的實施例提出一種利用本發(fā)明第一方面實施例的MOCVD設(shè)備形成白光LED的方法，包括以下步驟通過所述傳輸裝置將晶片從所述晶片裝卸裝置內(nèi)放入所述第一反應(yīng)腔室以在所述晶片上形成第一半導(dǎo)體材料層；通過所述傳輸裝置將所述晶片放入所述第二反應(yīng)腔室以在所述第一半導(dǎo)體材料層上形成第二半導(dǎo)體材料層；通過所述傳輸裝置將所述晶片放入所述第三反應(yīng)腔室以在所述第二半導(dǎo)體材料層上形成第三半導(dǎo)體材料層；通過所述傳輸裝置將所述晶片放入所述第四反應(yīng)腔室以在所述第三半導(dǎo)體材料層上形成第四半導(dǎo)體材料層；通過所述傳輸裝置將所述晶片放入所述第五反應(yīng)腔室以在所述第四半導(dǎo)體材料層上形成第五半導(dǎo)體材料層，從而所述第一至所述第五半導(dǎo)體材料層和所述晶片組合以形成白光LED ;和將所述晶片從所述第五反應(yīng)腔室放入所述晶片裝卸裝置。根據(jù)本發(fā)明的形成白光LED的方法，工藝簡單，傳輸精確，節(jié)省時間，晶片上的成膜質(zhì)量好，效率高。 在本發(fā)明的一個實施例中，所述晶片為藍寶石晶片。在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一至第五半導(dǎo)體材料層依次為晶片緩沖層、藍光發(fā)光層、綠光發(fā)光層、材料緩沖層和紅光發(fā)光層。在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一至第五半導(dǎo)體材料層依次為晶片緩沖層、綠光發(fā)光層、藍光發(fā)光層、材料緩沖層和紅光發(fā)光層。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1為本發(fā)明一個實施例的MOCVD反應(yīng)設(shè)備的示意圖；圖2為本發(fā)明另一個實施例的MOCVD設(shè)備的示意圖；圖3為本發(fā)明一個實施例的白光LED的結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖4為本發(fā)明一個實施例的形成白光LED的方法的流程圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。下面參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例的MOCVD設(shè)備100。根據(jù)本發(fā)明實施例的MOCVD設(shè)備100包括本體(未示出)、第一反應(yīng)腔室110、第二反應(yīng)腔室120、第三反應(yīng)腔室130、第四反應(yīng)腔室140、第五反應(yīng)腔室150、傳輸裝置170和晶片裝卸裝置160。第一反應(yīng)腔室110、第二反應(yīng)腔室120、第三反應(yīng)腔室130、第四反應(yīng)腔室140和第五反應(yīng)腔室150分別形成在所述本體中，第一反應(yīng)腔室110用于在晶片上形成第一半導(dǎo)體材料層，第二反應(yīng)腔室120用于在所述第一半導(dǎo)體材料層上形成第二半導(dǎo)體材料層，第三反應(yīng)腔130室用于在所述第二半導(dǎo)體材料層上形成第三半導(dǎo)體材料層，第四反應(yīng)腔140室用于在所述第三半導(dǎo)體材料層上形成第四半導(dǎo)體材料層，第五反應(yīng)腔室150用于在所述第四半導(dǎo)體材料層上形成第五半導(dǎo)體材料層，其中所述第一至第五半導(dǎo)體材料層和所述晶片組合以形成白光LED。傳輸裝置170設(shè)在所述本體內(nèi)用于在第一反應(yīng)腔室110、第二反應(yīng)腔室120、第三反應(yīng)腔室130、第四反應(yīng)腔室140和第五反應(yīng)腔室150以及晶片裝卸裝置160之間傳輸晶片。晶片裝卸裝置160用于臨時存放晶片，更具體而言，準(zhǔn)備在其上形成第一至第五半導(dǎo)體材料層的晶片臨時放置在晶片裝卸裝置160內(nèi)，然后通過傳輸裝置170傳送到第一腔室110，已經(jīng)在其上形成了第一至第五半導(dǎo)體材料層的晶片由傳輸裝置170例如從第五腔室150傳輸?shù)骄b卸裝置160內(nèi)臨時存放。晶片裝卸裝置對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員都是已知的，這里不再詳細描述。根據(jù)本發(fā)明實施例的MOCVD設(shè)備，用于形成白光LED的各個膜層的第一反應(yīng)腔室110、第二反應(yīng)腔室120、第三反應(yīng)腔室130、第四反應(yīng)腔室140和第五反應(yīng)腔室150都形成在本體內(nèi)，且傳輸裝置也設(shè)在本體內(nèi)，因此在單個本體內(nèi)通過一次工藝就可以形成白光LED，在白光LED形成過程中，無需將晶片傳輸出本體以及從外面?zhèn)鬏斶M入本體，避免了在多個MOCVD設(shè)備之間頻繁搬送晶片，降低了設(shè)備投資，提高了生產(chǎn)效率，并且提高了白光LED產(chǎn)品的質(zhì)量。下面參考圖1描述根據(jù)本發(fā)明一個具體實施例MOCVD設(shè)備。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明此實施例的MOCVD設(shè)備，所述本體內(nèi)設(shè)有傳輸區(qū)域(或稱為傳輸腔)，傳輸裝置170設(shè)在所述傳輸區(qū)域內(nèi)，優(yōu)選地，傳輸裝置170為機械手。第一反應(yīng)腔室1 10、第二反應(yīng)腔室120、第三反應(yīng)腔室130、第四反應(yīng)腔室140、第五反應(yīng)腔室150和晶片裝卸裝置160圍繞所述傳輸區(qū)域(即環(huán)繞傳輸裝置170)成集蔟式排列。由此，所述傳輸區(qū)域作為第一反應(yīng)腔室110、第二反應(yīng)腔室120、第三反應(yīng)腔室130、第四反應(yīng)腔室140和第五反應(yīng)腔室150之間的過渡區(qū)域，設(shè)在傳輸區(qū)域內(nèi)的傳輸裝置170在各個反應(yīng)腔室之間傳輸晶片。根據(jù)本發(fā)明此實施例的MOCVD設(shè)備，第一反應(yīng)腔室110、第二反應(yīng)腔室120、第三反應(yīng)腔室130、第四反應(yīng)腔室140和第五反應(yīng)腔室150以及晶片裝卸裝置160圍繞傳輸裝置170成集蔟式排列，由此傳輸裝置170可以方便地在各個反應(yīng)腔室和晶片裝卸裝置160之間傳輸晶片，進一步提聞了生廣效率，在形成白光LED之如避免了晶片在本體內(nèi)外之間的傳輸，提高了晶片上的成膜質(zhì)量。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明另一具體實施例的MOCVD設(shè)備的示意圖。如圖2所示，晶片裝卸裝置160包括彼此獨立的第一晶片裝卸裝置161和第二晶片裝卸裝置162。待加工的晶片被放置在第一晶片裝卸裝置161內(nèi)，由傳輸裝置170將待加工的晶片從第一晶片裝卸裝置161內(nèi)取出放入第一反應(yīng)腔室110內(nèi)形成第一半導(dǎo)體材料層后，傳輸裝置170將沉積了第一半導(dǎo)體材料層的晶片從第一反應(yīng)腔室110內(nèi)取出放入第二反應(yīng)腔室內(nèi)沉積第二半導(dǎo)體材料層，待沉積完成后傳輸裝置將沉積了第二半導(dǎo)體材料層的晶片從第二反應(yīng)腔室內(nèi)取出放入第三反應(yīng)腔室內(nèi)沉積第三半導(dǎo)體材料層，依此直至該晶片上在第五反應(yīng)腔室內(nèi)完成了第五半導(dǎo)體材料層的沉積后，傳輸裝置170從第五反應(yīng)腔室150內(nèi)將該晶片取出存放到第二晶片裝卸裝置162內(nèi)。第一晶片裝卸裝置161、第一反應(yīng)腔室110、第二反應(yīng)腔室120、第三反應(yīng)腔室130、第四反應(yīng)腔室140和第五反應(yīng)腔室150，以及第二晶片裝卸裝置162依次成直線式排列。優(yōu)選地，傳輸裝置170為直線式傳輸裝置，例如，傳輸裝置可以為傳輸帶，或者間隔開成直線排列的傳輸齒輪。本發(fā)明并不限于此，只要該直線傳輸裝置能夠在成直線式排列的各個反應(yīng)腔室之間傳輸晶片即可。傳輸裝置170在第一晶片裝卸裝置161、第一反應(yīng)腔室110、第二反應(yīng)腔室120、第三反應(yīng)腔室130、第四反應(yīng)腔室140和第五反應(yīng)腔室150，以及第二晶片裝卸裝置162之間順序地傳輸晶片，從而在晶片上分別形成第一至第五半導(dǎo)體材料層，由此形成白光LED。根據(jù)本發(fā)明此實施例的MOCVD設(shè)備，第一晶片裝卸裝置161、第一反應(yīng)腔室110、第二反應(yīng)腔室120、第三反應(yīng)腔室130、第四反應(yīng)腔室140和第五反應(yīng)腔室150，以及第二晶片裝卸裝置162成直線式排列，用于順序在晶片上形成第一至第五半導(dǎo)體材料層，由此形成白光LED，也同樣避免了在本體內(nèi)外頻繁地傳輸晶片，降低了設(shè)備投資，提高了生產(chǎn)效率，保證了晶片上的成膜質(zhì)量?？梢岳斫獾氖?，在本發(fā)明的上述實施例中，對于第一反應(yīng)腔室110、第二反應(yīng)腔室120、第三反應(yīng)腔室130、第四反應(yīng)腔室140和第五反應(yīng)腔室150的不同排列方式，MOCVD設(shè)備的本體結(jié)構(gòu)也可以存在不同。例如，對于集蔟式排列而言，在本體內(nèi)形成第一反應(yīng)腔室110、第二反應(yīng)腔室120、第三反應(yīng)腔室130、第四反應(yīng)腔室140和第五反應(yīng)腔室150和傳輸區(qū)域，傳輸裝置170例如機械手設(shè)在傳輸區(qū)域內(nèi)，機械手可以將晶片在 第一反應(yīng)腔室110、第二反應(yīng)腔室120、第三反應(yīng)腔室130、第四反應(yīng)腔室140和第五反應(yīng)腔室150以及晶片裝卸裝置160之間傳輸，同時通過傳輸腔室160將該晶片傳進或傳出MOCVD設(shè)備的本體。再例如對于直線式排列而言，如圖2所示，可以不需要傳輸區(qū)域，晶片通過直線式傳輸裝置按照預(yù)定的反應(yīng)順序依次地通過第一晶片裝卸裝置161、第一反應(yīng)腔室110、第二反應(yīng)腔室120、第三反應(yīng)腔室130、第四反應(yīng)腔室140、第五反應(yīng)腔室150和第二晶片裝卸裝置 162。在本發(fā)明的實施例中，第一反應(yīng)腔室110、第二反應(yīng)腔室120、第三反應(yīng)腔室130、第四反應(yīng)腔室140和第五反應(yīng)腔室150分別用于在晶片上形成第一至第五半導(dǎo)體材料層，從而形成白光LED?？梢岳斫獾氖?，第一至第五半導(dǎo)體材料層的具體構(gòu)成沒有特別限制，只要在晶片上形成了第一至第五半導(dǎo)體材料層后可以構(gòu)成發(fā)出白光的LED結(jié)構(gòu)即可。例如，在本發(fā)明的一個實施例中，晶片可以為藍寶石晶片，第一半導(dǎo)體材料層至第五半導(dǎo)體材料層可以分別包括晶片緩沖層、藍光發(fā)光層、綠光發(fā)光層、材料緩沖層、紅光發(fā)光層，從而第二半導(dǎo)體材料形成在第一半導(dǎo)體材料層上，第三半導(dǎo)體材料形成在第二半導(dǎo)體材料層上，第四半導(dǎo)體材料形成在第三半導(dǎo)體材料層上，第五半導(dǎo)體材料形成在第四半導(dǎo)體材料層上?？蛇x地，藍光發(fā)光層和綠光發(fā)光層的位置可以互換，從而所述第一至第五半導(dǎo)體材料層依次包括晶片緩沖層、綠光發(fā)光層、藍光發(fā)光層、材料緩沖層和紅光發(fā)光層。更具體地，如圖3所示，晶片210為藍寶石，在晶片210上形成的第一半導(dǎo)體材料層包括晶片緩沖層211，在晶片緩沖層211之上形成的第二半導(dǎo)體材料層包括藍光發(fā)光層212，在藍光發(fā)光層212之上形成的第三半導(dǎo)體材料層包括綠光發(fā)光層213，在綠光發(fā)光層213之上形成的第四半導(dǎo)體材料層包括材料緩沖層214，在材料緩沖層214之上形成的第五半導(dǎo)體材料層包括紅光發(fā)光層215。由此，在晶片210上形成的藍光發(fā)光層212、綠光發(fā)光層213和紅光發(fā)光層215復(fù)合后呈現(xiàn)出白光。優(yōu)選地,藍光發(fā)光層212和綠光發(fā)光層213的材料均為GaN。第五反應(yīng)腔室150用于形成的紅光發(fā)光層215的材料為GaP。但是，本發(fā)明的實施例并不限于此，例如用于形成藍光發(fā)光層212和綠光發(fā)光層213的材料還可以為SiC,用于形成的紅光發(fā)光層215的材料還可以為GaAs。如圖3所示，在晶片210上形成的藍光發(fā)光層212和綠光發(fā)光層213的材料可以均為GaN，僅摻雜In組分的含量不同，因此，可以在同一個反應(yīng)腔室內(nèi)進行藍光發(fā)光層212和綠光發(fā)光層213的外延生長，例如用于形成綠光發(fā)光層213的第二腔室和用于形成藍光發(fā)光層212的第三腔室可以為同一腔室，從而腔室的數(shù)量減少，進一步降低成本。此外，在本發(fā)明的實施例中，晶片緩沖層211的外延生長也可與藍光發(fā)光層212和綠光發(fā)光層213可以使用同一反應(yīng)腔室，例如，用于形成晶片緩沖層211的第一腔室與用于形成綠光發(fā)光層213的第二腔室和用于形成藍光發(fā)光層212的第三腔室可以為同一腔室，由此進一步減少腔室數(shù)量?？蛇x地，藍光發(fā)光層和綠光發(fā)光層的生長順序可變，例如，可以在藍光發(fā)光層上生長綠光發(fā)光層，也可在綠光發(fā)光層上生長藍光發(fā)光層。而利用不同的反應(yīng)腔室分開處理晶片，可提高反應(yīng)腔室的利用率，提高效率。另外，材料緩沖層應(yīng)生長在紅光發(fā)光層與藍光發(fā)光層之間或者紅光發(fā)光層與綠光發(fā)光層之間。根據(jù)本發(fā)明實施例的MOCVD設(shè)備100，通過傳輸裝置170控制晶片依次從晶片裝卸裝置160進入第一反應(yīng)腔室110至第五反應(yīng)腔室150，然后返回晶片裝卸裝置160，晶片首先在第一反應(yīng)腔室110內(nèi)反應(yīng)以在晶片表面形成第一半導(dǎo)體材料層，接著傳輸裝置170將·晶片從第一反應(yīng)腔室110取出并送入第二反應(yīng)腔室120，并在第二反應(yīng)腔室120內(nèi)反應(yīng)以在晶片表面的第一半導(dǎo)體材料層上形成第二半導(dǎo)體材料層，直至晶片在第五反應(yīng)腔室150內(nèi)完成第五半導(dǎo)體材料層的形成并通過傳輸裝置170將晶片放入晶片裝卸裝置160。根據(jù)本發(fā)明實施例的MOCVD設(shè)備100的本體內(nèi)具有多個反應(yīng)腔室，從而利用單個MOCVD設(shè)備就可以生產(chǎn)白光LED，與利用多個MOCVD設(shè)備生產(chǎn)白光LED相比，降低了成本。晶片在本體內(nèi)的各個反應(yīng)腔室內(nèi)快速傳輸，節(jié)省了晶片的傳輸時間，提高了晶片外延生長的效率。下面結(jié)合附圖4描述利用根據(jù)本發(fā)明上述實施例MOCVD設(shè)備形成白光LED的方法。如圖4示，根據(jù)本發(fā)明實施例的新城光LED的方法包括以下步驟步驟SlOl，通過傳輸裝置170將晶片從晶片裝卸裝置160內(nèi)取出放入所述第一反應(yīng)腔室110內(nèi)在晶片上形成第一半導(dǎo)體材料層；步驟S102，通過傳輸裝置170將上述晶片從第一反應(yīng)腔室110內(nèi)取出放入第二反應(yīng)腔室120內(nèi)以在上述已經(jīng)形成了第一半導(dǎo)體材料層的晶片上順次形成第二半導(dǎo)體材料層；步驟S103，通過傳輸裝置170將完成上述二步沉積工藝的晶片從第二反應(yīng)腔室120內(nèi)取出放入第三反應(yīng)腔室130內(nèi)以在所述上述晶片的第二半導(dǎo)體材料層上形成第三半導(dǎo)體材料層；步驟S104，通過傳輸裝置170將完成步驟S103的晶片從第三反應(yīng)腔室130內(nèi)取出放入第四反應(yīng)腔室140以在所述第三半導(dǎo)體材料層上形成第四半導(dǎo)體材料層；步驟S105，通過傳輸裝置170將所述晶片放入第五反應(yīng)腔室150以在所述第四半導(dǎo)體材料層上形成第五半導(dǎo)體材料層，從而具有所述第一至所述第五半導(dǎo)體材料層的晶片會發(fā)射白光，即形成白光LED芯片結(jié)構(gòu)；步驟S106，通過傳輸裝置170將所述晶片從第五反應(yīng)腔室150放入晶片裝卸裝置160。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的是，可以采用上述圖1所示實施例的MOCVD設(shè)備生產(chǎn)白光LED，此時，在各個反應(yīng)腔室之間搬運晶片時通過傳輸區(qū)域進行過渡，例如機械手首先從第一反應(yīng)腔室110之中取出晶片，放入到傳輸區(qū)域之中，接著再從傳輸區(qū)域?qū)⒕腿氲诙磻?yīng)腔室120之中。也可以采用上述圖2所示MOCVD設(shè)備生產(chǎn)白光LED時，晶片順序地通過各個反應(yīng)腔室。在本發(fā)明的一些示例中，例如晶片為硅或者藍寶石，第一半導(dǎo)體材料層包括晶片緩沖層，第二半導(dǎo)體材料層包括藍光發(fā)光層，第三半導(dǎo)體材料層包括綠光發(fā)光層，第四半導(dǎo)體材料層包括材料緩沖層，第五半導(dǎo)體材料層包括紅光發(fā)光層。如上所述，可選地，綠光發(fā)光層和藍光發(fā)光層可以在同一腔室內(nèi)進行，由此可以進一步簡化工藝。更優(yōu)選地，晶片緩沖層、綠光發(fā)光層和藍光發(fā)光層可以在同一腔室內(nèi)進行，由此進一步簡化工藝。當(dāng)處理的晶片為硅或者藍寶石時，優(yōu)選地，可使用GaN形成藍光發(fā)光層和綠光發(fā)光層的外延生長，可使用GaP形成紅光發(fā)光層的外延生長。但是，本發(fā)明的實施例并不限于此，例如，還可使用GaAsP三元素材料或者InGaAlN四元素材料進行晶片的外延生長。根據(jù)本發(fā)明的實施例，襯底緩沖層例如為GaN，材料緩沖層例如為GaP。如上所述，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，第一至第五半導(dǎo)體材料層的形成順序可變，只需保證藍光發(fā)光層或綠光發(fā)光層與紅光發(fā)光層之間形成有緩沖層即可。另外，本 發(fā)明并不限于此，例如，晶片還可以為Sic、S1、ZnO或ZnSe材料。本發(fā)明實施例的形成白光LED的方法，工藝簡單，晶片傳輸控制簡單，生產(chǎn)效率聞。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種MOCVD設(shè)備，其特征在于，包括本體；第一至第五反應(yīng)腔室，所述第一和第五反應(yīng)腔室分別形成在所述本體中，所述第一反應(yīng)腔室用于在晶片上形成第一半導(dǎo)體材料層，所述第二反應(yīng)腔室用于在所述第一半導(dǎo)體材料層上形成第二半導(dǎo)體材料層，所述第三反應(yīng)腔室用于在所述第二半導(dǎo)體材料層上形成第三半導(dǎo)體材料層，所述第四反應(yīng)腔室用于在所述第三半導(dǎo)體材料層上形成第四半導(dǎo)體材料層，所述第五反應(yīng)腔室用于在所述第四半導(dǎo)體材料層上形成第五半導(dǎo)體材料層，其中所述第一至第五半導(dǎo)體材料層和所述晶片組合以形成白光LED ；晶片裝卸裝置，所述晶片裝卸裝置用于臨時存放晶片；和傳輸裝置，所述傳輸裝置設(shè)在所述本體內(nèi)用于在所述第一至第五反應(yīng)腔室以及所述晶片裝卸裝置之間傳輸晶片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MOCVD設(shè)備，其特征在于，所述本體內(nèi)設(shè)有傳輸區(qū)域，所述傳輸裝置設(shè)在所述傳輸區(qū)域內(nèi)，所述第一至第五反應(yīng)腔室和所述晶片裝卸裝置圍繞所述傳輸區(qū)域成集蔟式排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反應(yīng)腔，其特征在于，所述傳輸裝置為機械手。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MOCVD設(shè)備，其特征在于，所述晶片裝卸裝置包括第一晶片裝卸裝置和第二晶片裝卸裝置，所述第一晶片裝卸裝置、所述第一至第五反應(yīng)腔室和所述第二晶片裝卸裝置依次成直線式排列。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的MOCVD設(shè)備，其特征在于，所述傳輸裝置為直線式傳輸裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MOCVD設(shè)備，其特征在于，所述晶片為藍寶石晶片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MOCVD設(shè)備，其特征在于，所述第一至第五半導(dǎo)體材料層依次為晶片緩沖層、藍光發(fā)光層、綠光發(fā)光層、材料緩沖層和紅光發(fā)光層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MOCVD設(shè)備，其特征在于，所述第一至第五半導(dǎo)體材料層依次為晶片緩沖層、綠光發(fā)光層、藍光發(fā)光層、材料緩沖層和紅光發(fā)光層。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的MOCVD設(shè)備，其特征在于，所述第二和第三腔室為同一腔室。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的MOCVD設(shè)備，其特征在于，所述第一至第三腔室為同一腔室。
11.一種利用權(quán)利要求1-10中任一項所述的MOCVD設(shè)備形成白光LED的方法，其特征在于，包括以下步驟通過所述傳輸裝置將晶片從所述晶片裝卸裝置內(nèi)放入所述第一反應(yīng)腔室以在所述晶片上形成第一半導(dǎo)體材料層；通過所述傳輸裝置將所述晶片放入所述第二反應(yīng)腔室以在所述第一半導(dǎo)體材料層上形成第二半導(dǎo)體材料層；通過所述傳輸裝置將所述晶片放入所述第三反應(yīng)腔室以在所述第二半導(dǎo)體材料層上形成第三半導(dǎo)體材料層；通過所述傳輸裝置將所述晶片放入所述第四反應(yīng)腔室以在所述第三半導(dǎo)體材料層上形成第四半導(dǎo)體材料層；通過所述傳輸裝置將所述晶片放入所述第五反應(yīng)腔室以在所述第四半導(dǎo)體材料層上形成第五半導(dǎo)體材料層，從而所述第一至所述第五半導(dǎo)體材料層和所述晶片組合以形成白光LED ;和將所述晶片從所述第五反應(yīng)腔室放入所述晶片裝卸裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述晶片為藍寶石晶片。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一至第五半導(dǎo)體材料層依次為晶片緩沖層、藍光發(fā)光層、綠光發(fā)光層、材料緩沖層和紅光發(fā)光層。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一至第五半導(dǎo)體材料層依次為晶片緩沖層、綠光發(fā)光層、藍光發(fā)光層、材料緩沖層和紅光發(fā)光層。
全文摘要
本發(fā)明提出一種MOCVD設(shè)備包括本體；分別形成在所述本體中的第一至第五反應(yīng)腔室，所述第一至第五反應(yīng)腔室分別用于在晶片上形成第一至第五半導(dǎo)體材料層，其中所述第一至第五半導(dǎo)體材料層和所述晶片組合以形成白光LED；晶片裝卸裝置，所述晶片裝卸裝置用于臨時存放晶片；和傳輸裝置，所述傳輸裝置設(shè)在所述本體內(nèi)用于在所述第一至第五反應(yīng)腔室以及所述晶片裝卸裝置之間傳輸晶片。根據(jù)本發(fā)明的MOCVD設(shè)備，成本低、產(chǎn)能效率高。本發(fā)明還提出一種形成白光LED的方法。
文檔編號C23C16/54GK102994983SQ20111027457
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者張秀川, 徐亞偉 申請人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司