CN103779453A - 一种控制半导体led外延片内应力的装置 - Google Patents
一种控制半导体led外延片内应力的装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103779453A CN103779453A CN201410028207.XA CN201410028207A CN103779453A CN 103779453 A CN103779453 A CN 103779453A CN 201410028207 A CN201410028207 A CN 201410028207A CN 103779453 A CN103779453 A CN 103779453A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sample holder
- epitaxial wafer
- led epitaxial
- semiconductor led
- lifting platform
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 8
- 230000010287 polarization Effects 0.000 abstract description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000005428 wave function Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/12—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a stress relaxation structure, e.g. buffer layer
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种控制半导体LED外延片内应力的装置，该装置包括：圆形或多边形结构的承载台(7)；安装于承载台(7)表面中心位置的升降台(5)；安装于升降台(5)上的应力机械手(6)；安装于承载台(7)表面升降台(5)两侧的第一样品支架垂直支柱(3)和第二样品支架垂直支柱(4)；安装于第一样品支架垂直支柱(3)顶端的第一样品支架水平夹(1)；以及安装于第二样品支架垂直支柱(4)顶端的第二样品支架水平夹(2)。利用本发明，可以改变LED外延片内的应力状态，提高LED发光效率；本设备也可以用来辅助测试LED内极化电场的强度。
Description
技术领域
本发明涉及半导体LED外延片加工测试设备，特别涉及一种控制半导体LED外延片内应力的装置。
背景技术
现有照明技术中，LED半导体固态照明正在更多的照明领域获得应用，但外延片内较大的极化电场严重制约着LED亮度的提升，最终影响到GaN基LED的应用范围。
以GaN为代表的宽禁带材料，是正在发展起来的第三代半导体材料。由于外延技术的突破，在不到20年的时间内，GaN基LED从无到有，并且实现了大规模的产业化，在半导体照明市场中占有越来越大的份额。
目前市场化的GaN基LED是在C面的蓝宝石衬底上外延获得的，获得GaN基材料沿生长方向也是C轴方向。由于三五族氮化物材料的晶体结构是不具备空间反演对称性，并且金属原子与氮原子之间的电负性相差较大，晶胞内沿生长方向产生电偶极子，并且该随外加应力的变化，该电偶极子的强度也发生较大的变化，在宏观上表现为极化电场。极化电场的存在使得有源区的能带发生弯曲，导致同一量子阱内电子与空穴的是能极值点相分离，载流子波函数空间重合率降低，最终使得复合发光波长发生红移，发光效率降低。
目前控制GaN基LED量子阱内极化电场的方案有两种：一种是设计新的量子阱有源区，减小阱垒失配或载流子的空间分离，最终实现发光效率的提升；第二种方案是选取非极性或半极性衬底外延GaN基LED结构，实现极化场方向与外延方向的偏离，最终获得较高的复合效率。
发明内容
(一)要解决的技术问题
有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种控制半导体LED外延片内应力的装置，以通过采用外加应力来减小LED外延片材料中的应力。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种控制半导体LED外延片内应力的装置，该装置包括：圆形或多边形结构的承载台7；安装于承载台7表面中心位置的升降台5；安装于升降台5上的应力机械手6；安装于承载台7表面升降台5两侧的第一样品支架垂直支柱3和第二样品支架垂直支柱4；安装于第一样品支架垂直支柱3顶端的第一样品支架水平夹1；以及安装于第二样品支架垂直支柱4顶端的第二样品支架水平夹2。
(三)有益效果
本发明提供的控制半导体LED外延片内应力的装置，通过外加应力的方式改变外延片内的应力态，减少异质结中的极化电场的强度，提高LED外延片内载流子的之间重合率，提高辐射复合效率。本发明还可用于辅助测试LED外延片内的压电极化电场的强度，为极化表征提供了新一种的表征手段。
附图说明
为了使审查员能进一步了解本发明的结构、特征及目的，以下结合附图及较佳具体实施例的详细说明如后，其中：
图1为本发明提供的控制半导体LED外延片内应力的装置的结构示意图；
图2为图1中承载台7的正面与侧面的结构示意图；
图3为图1中样品支架垂直支柱(3、4)的正面、侧面与顶侧的结构示意图；
图4为图1中样品支架水平夹(1、2)的正面、侧面与顶侧的结构示意图；
图5为图1中应力机械手6的正面与侧面的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
如图1所示，图1为本发明提供的控制半导体LED外延片内应力的装置的结构示意图，该装置包括：圆形或多边形结构的承载台7；安装于承载台7表面中心位置的升降台5；安装于升降台5上的应力机械手6；安装于承载台7表面升降台5两侧的第一样品支架垂直支柱3和第二样品支架垂直支柱4；安装于第一样品支架垂直支柱3顶端的第一样品支架水平夹1；以及安装于第二样品支架垂直支柱4顶端的第二样品支架水平夹2。
其中，承载台7可以为圆形或多边形结构，当承载台7为多边形时其边数为4-12个，当承载台7为圆形时其直径为50mm-150mm，承载台7的厚度一般为10mm-40mm。升降台5可以为手动升降台或机械升降台，其台面尺寸为40mm×40mm-140mm×140mm。第一样品支架垂直支柱3和第二样品支架垂直支柱4处于升降台5两侧对称的位置。
第一样品支架水平夹1和第二样品支架水平夹2位于第一样品支架垂直支柱3和第二样品支架垂直支柱4的顶端，并且其轴心连线位于同一条水平直线上。第一样品支架水平夹1和第二样品支架水平夹2水平固定住半导体外延片，使半导体外延片下表面与应力机械手6上表面保持平行。应力机械手6的上表面可以为柱面、平面或刃，并且可上下伸缩。
请结合图1、图2、图3、图4及图5，LED外延片正面向外被第一样品支架水平夹1和第二样品支架水平夹2所固定，当升降台5升起时，带动应力机械手6向上移动，应力机械手6在外延片的内侧施加应力，改变外延片的翘曲形态及内部的应力态，最终影响到外延片内的极化电场与发光效率。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种控制半导体LED外延片内应力的装置，其特征在于，该装置包括：
圆形或多边形结构的承载台(7)；
安装于承载台(7)表面中心位置的升降台(5)；
安装于升降台(5)上的应力机械手(6)；
安装于承载台(7)表面升降台(5)两侧的第一样品支架垂直支柱(3)和第二样品支架垂直支柱(4)；
安装于第一样品支架垂直支柱(3)顶端的第一样品支架水平夹(1)；以及
安装于第二样品支架垂直支柱(4)顶端的第二样品支架水平夹(2)。
2.根据权利要求1所述的控制半导体LED外延片内应力的装置，其特征在于，所述承载台(7)为多边形，其边数为4-12个，厚度为10mm-40mm。
3.根据权利要求1所述的控制半导体LED外延片内应力的装置，其特征在于，所述承载台(7)为圆形，其直径为50mm-150mm，厚度为10mm-40mm。
4.根据权利要求1所述的控制半导体LED外延片内应力的装置，其特征在于，所述升降台(5)为手动升降台或机械升降台，其台面尺寸为40mm×40mm-140mm×140mm。
5.根据权利要求1所述的控制半导体LED外延片内应力的装置，其特征在于，所述第一样品支架垂直支柱(3)和第二样品支架垂直支柱(4)处于升降台(5)两侧对称的位置。
6.根据权利要求1所述的控制半导体LED外延片内应力的装置，其特征在于，所述第一样品支架水平夹(1)和第二样品支架水平夹(2)位于第一样品支架垂直支柱(3)和第二样品支架垂直支柱(4)的顶端，并且其轴心连线位于同一条水平直线上。
7.根据权利要求1所述的控制半导体LED外延片内应力的装置，其特征在于，所述第一样品支架水平夹(1)和第二样品支架水平夹(2)水平固定住半导体外延片，使半导体外延片下表面与应力机械手(6)上表面保持平行。
8.根据权利要求1所述的控制半导体LED外延片内应力的装置，其特征在于，所述应力机械手(6)的上表面为柱面、平面或刃，并且可上下伸缩。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410028207.XA CN103779453B (zh) | 2014-01-21 | 2014-01-21 | 一种控制半导体led外延片内应力的装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410028207.XA CN103779453B (zh) | 2014-01-21 | 2014-01-21 | 一种控制半导体led外延片内应力的装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103779453A true CN103779453A (zh) | 2014-05-07 |
| CN103779453B CN103779453B (zh) | 2016-09-14 |
Family
ID=50571493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410028207.XA Active CN103779453B (zh) | 2014-01-21 | 2014-01-21 | 一种控制半导体led外延片内应力的装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103779453B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112880737A (zh) * | 2021-01-14 | 2021-06-01 | 四川雅吉芯电子科技有限公司 | 一种单晶硅外延片检测用集成系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1422791A (zh) * | 2001-12-03 | 2003-06-11 | 日东电工株式会社 | 半导体晶片传输方法及采用该方法的半导体晶片传输装置 |
| JP2011222578A (ja) * | 2010-04-05 | 2011-11-04 | Murata Mfg Co Ltd | 電子部品製造装置及び電子部品製造方法 |
| CN202308022U (zh) * | 2011-10-25 | 2012-07-04 | 正恩科技有限公司 | 发光二极管晶圆的应力消除装置 |
-
2014
- 2014-01-21 CN CN201410028207.XA patent/CN103779453B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1422791A (zh) * | 2001-12-03 | 2003-06-11 | 日东电工株式会社 | 半导体晶片传输方法及采用该方法的半导体晶片传输装置 |
| JP2011222578A (ja) * | 2010-04-05 | 2011-11-04 | Murata Mfg Co Ltd | 電子部品製造装置及び電子部品製造方法 |
| CN202308022U (zh) * | 2011-10-25 | 2012-07-04 | 正恩科技有限公司 | 发光二极管晶圆的应力消除装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112880737A (zh) * | 2021-01-14 | 2021-06-01 | 四川雅吉芯电子科技有限公司 | 一种单晶硅外延片检测用集成系统 |
| CN112880737B (zh) * | 2021-01-14 | 2023-05-30 | 四川雅吉芯电子科技有限公司 | 一种单晶硅外延片检测用集成系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103779453B (zh) | 2016-09-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Høiaas et al. | GaN/AlGaN nanocolumn ultraviolet light-emitting diode using double-layer graphene as substrate and transparent electrode | |
| CN103137805B (zh) | 用于光电微型传感器的宽谱紫外发光二极管及其制作方法 | |
| WO2013019310A3 (en) | Led on silicon substrate using zinc-sulfide as buffer layer | |
| CN102945902B (zh) | 一种光子晶体结构的发光二极管及其应用 | |
| CN104733579B (zh) | 半导体发光器件及其制备方法 | |
| CN102969417A (zh) | 一种绿光氮化物led外延片及其生长方法 | |
| US20230040109A1 (en) | Epitaxial Wafer of Light-Emitting Chip, Method for Manufacturing Epitaxial Wafer, and Light-Emitting Chip | |
| CN103378233A (zh) | 发光二极管晶粒及使用该晶粒的发光二极管封装结构 | |
| CN105336821A (zh) | GaN基LED外延结构及其制备方法 | |
| CN103855263A (zh) | 一种具有极化隧道结的GaN基LED外延片及其制备方法 | |
| CN103594579B (zh) | 一种氮化物发光二极管的外延结构 | |
| Zhang et al. | Piezo‐Phototronic Matrix via a Nanowire Array | |
| CN105405942A (zh) | Si衬底LED外延片及其制备方法 | |
| Nguyen et al. | Phosphor-free InGaN/GaN dot-in-a-wire white light-emitting diodes on copper substrates | |
| CN103779274A (zh) | 一种恒电流二极管单元及其制作方法 | |
| CN110459628A (zh) | 一种多量子阱蓝光探测器及制备方法与应用 | |
| CN103178177B (zh) | 一种绿光GaN基LED外延结构 | |
| CN205092260U (zh) | GaN基LED外延结构 | |
| CN103779453A (zh) | 一种控制半导体led外延片内应力的装置 | |
| CN105304778A (zh) | 提高GaN基LED抗静电性能的外延结构及其制备方法 | |
| CN102176500B (zh) | 降低GaN外延生长位错集中的微纳米结构及其应用 | |
| CN106252480B (zh) | 一种发光二极管外延片及其生长方法 | |
| TWI466343B (zh) | 發光二極體裝置 | |
| CN104393088B (zh) | InGaN/AlInGaN多量子阱太阳能电池结构 | |
| CN103996766B (zh) | 氮化镓基发光二极管及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |