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剖析Mini/Micro/UV等LED领域不可或缺的技术：PVD-磁控溅射

MicroLEDDisplay

2022-05-07

导读：01产业在LED中应用介绍PVD AlN是LED领域中一款创新的、革命性的工艺设备。 AlN缓冲层的加入，可

产业在LED中应用介绍

PVD AlN是LED领域中一款创新的、革命性的工艺设备。 AlN缓冲层的加入，可以有效提升LED器件的光电性能、提高MOCVD设备的产能和降低整线生产成本。

1、设备厂商

当前国际主流PVD设备厂商为AMAT、北方华创、天虹科技

2、多种PVD工艺对比

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3、镀膜检测

在衬底材料上制备目标厚度的AlN薄膜，通过SEM、XRD和AFM的测试分析，AlN薄膜结构具有高度的C轴取向，结晶品质高，表面光滑平整

4、LED领域提升

在AlN表面外延生长GaN后，GaN FWHM的（002）/（102）可以达到90/140 arcsec，表面非常光洁、平整；根据对LED芯片TEM的观察和分析，GaN与AlN界面处的原子结合排布比较规则，GaN外延和MQW的生长过程中位错较少，原子排布整齐有序，这些均有利于减少器件的漏电流和提高器件的使用寿命，制备的LED器件性能较无AlN缓冲层的制程相比，亮度和Vf明显改善、Vr和ESD显著提高。

工艺介绍

1、工艺原理

溅射过程即为入射粒子经过一系列碰撞进行能量和动量交换的过程。这里磁场的主要作用是和一个与其垂直的电场交互作用，将电子束缚在靶材表面附近，使电子在靶表面附近成螺旋状运动（右手螺旋定则），电子撞击入射的氩原子产生带正电的Ar离子，Ar离子在电场作用下加速轰击靶材表面从而实现靶材溅射。磁场的束缚可以增大电子的运动路径，从而增大和氩原子的碰撞几率，提高溅射效率。另外电子经过多次碰撞后能量逐渐降低，最终摆脱磁力线的束缚，落在衬底上。薄膜的沉积速率受到很大限制。主要因为没有磁场辅助，电子在电场的作用下迅速飞向衬底，造成：

（1）电子与Ar原子碰撞几率低，带正电的Ar离子密度偏低，溅射效率低，成膜速度慢；

（2）电子运动路径短，轰击在衬底上时能量大，导致衬底温度升高。磁控溅射又分为直流磁控溅射（DC）和射频磁控溅射（RF）。

2、工艺过程演示：

往

期

精

彩

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