(1) 국산 MOCVD 장비는 여전히 기술 추적 단계에 있으며, 설비 산업화 수준은 생산 요구를 충족시키지 못한다. 현재 국내에서 개발한 MOCVD 장비의 최대 용량은 6 장 (48 GaN-MOCVD) 이다. 하지만 2007 년 6 월 5438+2 월 현재 해외에서 도입된 최신 MOCVD 장비 중 에스강은 42 대의 행성형 리액터 (AIX2800G4 HT) 와 30 대의 CCS 리액터 (CRIUS) 를 도입했다.
생산력의 차이로 인해 소량 MOCVD 장비 외연판의 생산 비용이 높아 설비의 가격 대비 성능이 크게 낮아져 국산 설비가 개발되자마자 뒤떨어졌다. 대량 생산 기업의 단일 배치 능력에 대한 최소 요구 사항은 30 건 이상이다.
(2) 장비 비용이 높고 적용 위험이 크다. 대부분의 제조사들은 기술이 성숙한 수입 설비를 구매하는 경향이 있다. MOCVD 장비는 비용이 많이 들고 MOCVD 장비 생산 가격이 1000 ~ 2000 만원에 달한다. 제조사들은 이런 설비의 구매에 대해 매우 신중하며, 기술이 성숙하고 애프터서비스가 완비된 수입 설비를 구매할 의향이 있어 국산 MOCVD 설비의 보급이 난감한 상황에 처해 있다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 예술명언)
(3) 자주혁신은 강화되어야 하고, 국산 MOCVD 설비는 특허 장벽에 직면해 있다.
현재 국내 MOCVD 설비의 R&D 는 아직' 소화 흡수' 단계에 있으며, 해외 주류 상용 모델은 모두 엄격한 특허 보호를 확립하고 있다. 에스강 행성형 리액터, 토마스 소의 CCS, VEECO 의 터빈 디스크 리액터, 일본 SANSO 의 이중/다단 기류 (TF) 리액터 등 독특한 특허 기술로 국산 MOCVD 설비 산업화가 특허 장벽의 시험에 직면하고 있다.
셋째, 발전 추세와 생산 효율성
1, 생산성 및 비용 개요
MOCVD 기술은 국제적으로 상당히 성숙했다. 주류 설비는 이미 2003 년 6 ~ 8 편, 2004 년 12 편, 2005 년 15 편, 2006 년 2 1-24 편 외연로 생산능력의 부단한 확대로 LED 외연판 생산업체의 단위 생산비용이 급격히 하락했다. 현재 양산기업의 단일 생산능력에 대한 최소 요구는 30 건 이상이다.
2, 4 인치 MOCVD 장치가 주류가 될 것입니다.
현재 대만성 외연 업체들은 이미 4 인치와 6 인치를 생산할 수 있는 기술 능력을 갖추고 있지만, 대부분의 대만 주 업체들은 여전히 2 인치 MOVCD 설비를 주요 생산 라인으로 삼고 있다. 대부분의 유럽과 미국 한국 업체들은 이미 4 인치 MOVCD 설비를 사용하고 있다.
시장은 일단 4 인치 에피 택셜 시트의 재료 비용이 크게 무너지면 (현재 4 인치 에피 택셜 시트의 비용은 약 2 인치 에피 택셜 시트의 4 배) 2 인치 MOCVD 장비가 점차 4 인치로 대체될 것으로 전망했다.
에스강과 SemiLEDs 는 2009 년 5 월 공동으로 6 인치 블루 LED 칩을 개발했습니다. 6x6 인치 AIX 2800G4 HT MOCVD 리액터의 구조에서 생산량이 약 30% 정도 증가하여 (기존의 42x2 인치 구조에 비해) 균일성이 좋을 뿐만 아니라 가장자리 효과도 줄었습니다. 그러나 이 단계에서 대부분의 어려움은 여전히 6 인치 베이스보드의 높은 가격과 외연 슬라이스 절단 기술의 도전에 있다.
사실, MOCVD 와 MBE 기술의 경우, 그들이 준비한 에피 택셜 구조와 소자 성능은 크게 다르지 않습니다. MOCVD 기술의 가장 매력적인 점은 적절한 금속 유기원을 선택하기만 하면 외연 성장을 할 수 있다는 점이다. 또한 기류와 온도의 균일 한 분포를 보장하는 한 대규모 산업 생산에 적합한 넓은 지역의 균일 한 재료를 얻을 수 있습니다.
MOCVD 기술의 주요 단점은 대부분 사용된 반응원과 관련이 있다. 우선 사용된 금속 유기화합물과 수소화물원은 비싸다. 둘째로, 어떤 근원은 인화성, 폭발성, 독이 있기 때문에 위험하다. 그리고 반응 후의 산물은 환경 오염을 피하기 위해 무해화 처리가 필요하다. 또한 사용된 소스에 C, H 등과 같은 다른 요소가 포함되어 있기 때문입니다. ), 반응 과정은 의도하지 않은 불순물의 도입을 피하기 위해 조심스럽게 통제해야 한다.
일반적으로 MOCVD 성장 과정은 유속을 정확하게 제어하는 반응원 재료를 캐리어 (일반적으로 H2, 또는 일부 시스템의 N2) 의 작용으로 응시 또는 스테인리스강의 반응실에 도입하는 것으로 설명할 수 있습니다. 가열베이스에 놓인 기판 위에 표면이 반응한 후 외연층이 자란다. 반응이 끝난 후, 잔여 배기가스는 반응실에서 떠내려가 배기가스 처리 장치를 통해 입자와 독성을 제거한 후 시스템을 배출한다. MOCVD 는 그림과 같이 작동합니다.
MOCVD 성장 장치는 다음 네 부분으로 간단히 나눌 수 있습니다.
(1) 가스 운영 체제:
가스 운영 체제에는 공기 흐름을 제어하는 모든 밸브, 펌프, 다양한 장비 및 파이프, III 족 금속 유기원과 V 족 수소화물원의 혼합물이 포함됩니다. 이 가운데 가장 중요한 부분은 반응실로 들어가 반응하는 원료의 양을 정확하게 조절하는 부분이다. 여기에는 주로 흐름을 제어하는 질량 흐름 컨트롤러 (MFC), 압력을 제어하는 압력 컨트롤러 (PC) 및 금속 유기원 온도를 제어하는 thor malbath 가 포함됩니다.
(2) 반응실:
반응실은 MOCVD 성장 시스템의 핵심 부품이며, 반응실의 설계는 성장 효과에 매우 중요한 영향을 미친다. MOCVD 장비 제조업체에 따라 반응실에 대한 디자인이 다릅니다. 그러나 최종 목적은 반응실에 벽사류와 난류가 존재하는 것을 피하고 층류만 존재하도록 보장함으로써 반응실의 기류와 온도의 균일한 분포를 실현하여 넓은 면적의 균일한 성장에 도움이 된다는 것이다.
3) 난방 시스템:
MOCVD 시스템의 라이닝은 무선 주파수 난방, 적외선 복사 난방 및 저항 가열의 세 가지 주요 방법으로 가열됩니다. 무선 주파수 가열 모드에서 흑연 기체는 무선 주파수 코일에 의해 유도 커플링을 통해 가열됩니다. 이 가열 형식은 일반적으로 대형 반응실에서 사용되지만, 시스템은 일반적으로 너무 복잡하다. 시스템의 복잡성을 피하기 위해 일반적으로 약간 작은 반응실에서 적외선 복사 가열을 사용합니다. 할로겐 램프에 의해 생성 된 열은 적외선 복사 에너지로 변환되며, 흑연 기지는이 복사 에너지를 흡수하고 다시 열로 전환됩니다. 저항 가열 모드에서 열은 금속 베이스를 통해 흐르는 전류에 의해 공급됩니다.
(4) 배기 가스 처리 시스템:
MOCVD 시스템에서 사용하는 소스는 대부분 인화성 폭발성, 빗속의 수소화물원은 독성이 강하기 때문에 반응 후 배기가스를 처리해야 한다. 일반적인 처리 방법은 입자 (예: p 등) 를 제거하는 것입니다. ) 입자 필터를 통해 배기가스에서 분리한 다음 가스 세정기를 도입하여 해독 용액으로 해독한다. 해독의 또 다른 방법은 연소실을 이용하는 것이다. 연소실에는 고온로가 내장되어 있어 900 ~1000 C 열해산화 배기의 물질이 무해화될 수 있다. 반응으로 생긴 산물은 석영관의 내벽에 퇴적되어 쉽게 제거할 수 있다.