LED芯片制造工藝基礎培訓ppt課件

1、1身邊的LED2LED種類3LED構(gòu)造4認識制造二部去膠、清洗、濕法腐蝕在外延片表面形成指定圖形的光刻膠保護膜薄膜、干刻、熔合產(chǎn)品光電參數(shù)、外觀、打線、推力、熱膜等測試研研磨磨（制造三部）5LED芯片制程簡表前處理前處理Mesa工工藝藝ITO工藝工藝P/N Pad工工藝藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合綜合站站6ITO蒸鍍蒸鍍14SiO2沉積沉積18電性電性19打線打線20推力推力21拉膜拉膜22外觀外觀黃光黃光站站3Mesa光光刻刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻15光刻光刻SiO2化學化學站站1去銦球去銦球8ITO蝕刻、蝕刻、去膠去膠11Plasma清清洗洗16 SiO2蝕刻、蝕刻

2、、去膠去膠綜合綜合站站4Mesa刻刻蝕蝕9ITO熔合熔合12 P/N Pad蒸鍍蒸鍍17金屬熔合金屬熔合化學化學站站2外延清洗外延清洗5去膠、去膠、清洗清洗13金屬剝離金屬剝離去膠去膠 實物圖EPIEPIEPIEPI注：以上制程適合部分版型，實際已制程單為準pNMQW襯底效果圖6為了確保ITO薄膜與外延片的充分接觸，在鍍膜前需要進行銦球剔除與一系列的清洗作業(yè)（1）ITO蝕刻液去除銦球（2）511具有極強的氧化性，能夠有效去除外延表面的有機雜質(zhì)與金屬離子（3）稀HCl外延表面去除金屬離子去膜劑511稀HCl沖水甩干ITO蝕刻液外延清洗干凈與否直接影響到外延清洗干凈與否直接影響到ITO與外延的粘附

3、力！及其關鍵！與外延的粘附力！及其關鍵！點有銦球的外延片外延清洗不干凈導致缺陷前處理前處理Mesa工工藝藝ITO工藝工藝P/N Pad工工藝藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合綜合站站黃光黃光站站化學化學站站1去銦球去銦球綜合綜合站站化學化學站站2外延清洗外延清洗7軟烘曝光顯影堅膜勻正膠365nm紫紫外光外光勻膠臺勻膠臺曝光臺曝光臺軟烤、堅軟烤、堅膜膜前處理前處理Mesa工工藝藝ITO工藝工藝P/N Pad工工藝藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合綜合站站黃光黃光站站3Mesa光光刻刻化學化學站站1去銦球去銦球綜合綜合站站化學化學站站2外延清洗外延清洗8光刻膠的主要成分：Resin : Film mate

4、rial (Polymer) :酚醛樹脂，提供光刻膠的粘附性、化 學抗蝕性，當沒有溶解抑制劑存在時，線性酚醛樹脂會溶解在顯影液中的PAC : Photo Active Compound,光敏化合物，最常見的是重氮萘醌（DNQ），在曝光前，DNQ是 一種強烈的溶解抑制劑，降低樹脂的溶解速度。在紫外曝光后，DNQ在光刻膠中化學 分解，成為溶解度增強劑，大幅提高顯影液中的溶解度因子至100或者更高。這種曝光反應會在DNQ中產(chǎn)生羧酸，它在顯影液中溶解度很高。Solvent :醋酸溶劑，提高流動性i-Line PR Photo reactionin PR/airketenehvH2OOH-Carboxy

5、lic Acid黃光站濕度、溫度的重要性光刻知識：光刻知識：前處理前處理Mesa工工藝藝ITO工藝工藝P/N Pad工工藝藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合綜合站站黃光黃光站站3Mesa光光刻刻化學化學站站1去銦球去銦球綜合綜合站站化學化學站站2外延清洗外延清洗9離子化Cl2+BCl3RF源ICP刻刻蝕蝕通過ICP(感應耦合等離子體)干刻，去除不需要的P-GaN和MQW,露出N-GaN。前處理前處理Mesa工工藝藝ITO工藝工藝P/N Pad工工藝藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合綜合站站黃光黃光站站3Mesa光光刻刻化學化學站站1去銦球去銦球綜合綜合站站4Mesa刻刻蝕蝕化學化學站站2外延清洗外延清

6、洗10去膠、去膠、清洗清洗刻蝕深刻蝕深度測試度測試去膠后每批抽1片進行刻蝕深度測試，確保已經(jīng)刻到N-GaN重摻層，刻蝕過深或過淺都會影響到芯片的多項光電參數(shù)（Vf1等）。去膜劑前處理前處理Mesa工工藝藝ITO工藝工藝P/N Pad工工藝藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合綜合站站黃光黃光站站3Mesa光光刻刻化學化學站站1去銦球去銦球綜合綜合站站4Mesa刻刻蝕蝕化學化學站站2外延清洗外延清洗5去膠、去膠、清洗清洗11為了電流更好地擴展到芯片的整個面域，增加發(fā)光區(qū)，并且不能擋住光的射出，需要蒸鍍一層導電且透光的薄膜ITO.E-beamITO靶材ITO蒸鍍機透光率、面阻測試ITO為以摻Sn的In2O

7、3材料，屬于N型氧化物半導體材料，通常Sn2O3:In2O3=1:9。監(jiān)控參數(shù)：監(jiān)控參數(shù)：面電阻、透光率、膜厚、蝕刻率，整體評價面電阻、透光率、膜厚、蝕刻率，整體評價ITO膜質(zhì)量。膜質(zhì)量。熔合后合格透光率熔合后合格透光率92%,面租值面租值535,膜厚：膜厚：2400A前處理前處理Mesa工工藝藝ITO工藝工藝P/N Pad工工藝藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合綜合站站6ITO蒸鍍蒸鍍黃光黃光站站3Mesa光光刻刻化學化學站站1去銦球去銦球綜合綜合站站4Mesa刻刻蝕蝕化學化學站站2外延清洗外延清洗5去膠、去膠、清洗清洗12勻正膠軟烤曝光顯影堅膜365nm紫紫外光外光勻膠臺勻膠臺曝光臺曝光臺軟烤

8、、堅軟烤、堅膜膜前處理前處理Mesa工工藝藝ITO工藝工藝P/N Pad工工藝藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合綜合站站6ITO蒸鍍蒸鍍黃光黃光站站3Mesa光光刻刻7ITO光刻光刻化學化學站站1去銦球去銦球綜合綜合站站4Mesa刻刻蝕蝕化學化學站站2外延清洗外延清洗5去膠、去膠、清洗清洗13ITO蝕刻液去膜劑該步的目的是：通過化學腐蝕方法，清除因ICP刻蝕所濺出的ITO殘粉， 避免MQW處因ITO殘粉粘附而導致漏電或者ESD不良。Mesa側(cè)側(cè)壁殘留壁殘留前處理前處理Mesa工工藝藝ITO工藝工藝P/N Pad工工藝藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合綜合站站6ITO蒸鍍蒸鍍黃光黃光站站3Mesa光光刻

9、刻7ITO光刻光刻化學化學站站1去銦球去銦球8ITO蝕刻、蝕刻、去膠去膠綜合綜合站站4Mesa刻刻蝕蝕化學化學站站2外延清洗外延清洗5去膠、去膠、清洗清洗14E-Gun蒸鍍出來的ITO薄膜存在晶格缺陷，在N2氣保護下進行高溫退火處理，可有效修復ITO薄膜中的晶格缺陷，消除內(nèi)應力，改善膜的透光率與面阻值N2N2高溫ITO熔合熔合爐爐Frenkel缺陷線l缺陷完整晶格熔合前處理前處理Mesa工工藝藝ITO工藝工藝P/N Pad工工藝藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合綜合站站6ITO蒸鍍蒸鍍黃光黃光站站3Mesa光光刻刻7ITO光刻光刻化學化學站站1去銦球去銦球8ITO蝕刻、蝕刻、去膠去膠綜合綜合站站4

10、Mesa刻刻蝕蝕9ITO熔合熔合化學化學站站2外延清洗外延清洗5去膠、去膠、清洗清洗15勻負膠前烘后烘曝光顯影365nm紫紫外光外光1、負膠與正膠相反，被紫外照射的區(qū)域，經(jīng)后烘后交聯(lián)，不能被顯影2、負膠顯影后形成倒八字的圖形，有利于Lift-off工藝（如右圖）3、負膠工藝及其重要，直接影響到殘金、殘膠、掉電極等致命問題！Cr/Pt/AuPREPI加厚產(chǎn)品加厚產(chǎn)品剖面剖面1加厚產(chǎn)品加厚產(chǎn)品剖面剖面2EPIPR前處理前處理Mesa工工藝藝ITO工藝工藝P/N Pad工工藝藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合綜合站站6ITO蒸鍍蒸鍍黃光黃光站站3Mesa光光刻刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光

11、刻化學化學站站1去銦球去銦球8ITO蝕刻、蝕刻、去膠去膠綜合綜合站站4Mesa刻刻蝕蝕9ITO熔合熔合化學化學站站2外延清洗外延清洗5去膠、去膠、清洗清洗16離子化O2合理條件的O2 plasma對蒸鍍PN前的產(chǎn)品進行清洗，能夠有效去除待鍍PN處外延表面的有機雜質(zhì)，從而提高電極與外延間的牢固性，過洗與欠洗都會影響到PN電極的牢固性，該步同樣及其重要！O2 Plasma機機前處理前處理Mesa工工藝藝ITO工藝工藝P/N Pad工工藝藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合綜合站站6ITO蒸鍍蒸鍍黃光黃光站站3Mesa光光刻刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻化學化學站站1去銦球去銦球8ITO蝕

12、刻、蝕刻、去膠去膠11Plasma清清洗洗綜合綜合站站4Mesa刻刻蝕蝕9ITO熔合熔合化學化學站站2外延清洗外延清洗5去膠、去膠、清洗清洗17蒸鍍速率、功率、轉(zhuǎn)盤速率、腔體溫度等條件都會影響到產(chǎn)品的外觀與品位。金屬蒸金屬蒸鍍機鍍機E-beamCr/Pt/Au電極電極斷面斷面3電極電極斷面斷面4PRPR電極電極斷面斷面1電極電極斷面斷面2Cr/Pt/Au前處理前處理Mesa工工藝藝ITO工藝工藝P/N Pad工工藝藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合綜合站站6ITO蒸鍍蒸鍍黃光黃光站站3Mesa光光刻刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻化學化學站站1去銦球去銦球8ITO蝕刻、蝕刻、去膠去膠

13、11Plasma清清洗洗綜合綜合站站4Mesa刻刻蝕蝕9ITO熔合熔合12 P/N Pad蒸鍍蒸鍍化學化學站站2外延清洗外延清洗5去膠、去膠、清洗清洗18采用藍膜粘附剝離，剝離過程中易產(chǎn)生靜電，因此操作中配有2臺離子風扇與靜電手環(huán)。撥撥金金機機超聲超聲去膜劑超聲超聲去膠去膠前處理前處理Mesa工工藝藝ITO工藝工藝P/N Pad工工藝藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合綜合站站6ITO蒸鍍蒸鍍黃光黃光站站3Mesa光光刻刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻化學化學站站1去銦球去銦球8ITO蝕刻、蝕刻、去膠去膠11Plasma清清洗洗綜合綜合站站4Mesa刻刻蝕蝕9ITO熔合熔合12 P/N

14、 Pad蒸鍍蒸鍍化學化學站站2外延清洗外延清洗5去膠、去膠、清洗清洗13金屬剝離金屬剝離去膠去膠19離子化SiH4+N2O2、SiO2膜對膜對LED表面進行保護，避免惡劣環(huán)境對表面進行保護，避免惡劣環(huán)境對LED使用造成影響使用造成影響PECVD1、制約傳統(tǒng)、制約傳統(tǒng)LED取光效率的主要問題是出射角錐問題，取光效率的主要問題是出射角錐問題， SiO2膜的折射率介于空氣與膜的折射率介于空氣與ITO之間，從而調(diào)大了臨界角之間，從而調(diào)大了臨界角（c=arcsin 1/n），這樣能有更多的光從），這樣能有更多的光從LED發(fā)光區(qū)照射出發(fā)光區(qū)照射出來（來（n空氣空氣=1、nSiO21.5、nITO 2.0

15、）。）。根據(jù)光學原理增透介質(zhì)層的折射率和厚度都有最佳值：n最佳=sqrt(n1n2)太厚的膜不能起到提高亮度的作用，未封裝的帶有增透膜芯片光提取效率比無增透膜芯片亮度提高很多，但是封裝后差距并不大一般生長SiO2薄膜后，藍光能提高10%左右，綠光6%左右。SiO2作用作用前處理前處理Mesa工工藝藝ITO工藝工藝P/N Pad工工藝藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合綜合站站6ITO蒸鍍蒸鍍14SiO2沉積沉積黃光黃光站站3Mesa光光刻刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻化學化學站站1去銦球去銦球8ITO蝕刻、蝕刻、去膠去膠11Plasma清清洗洗綜合綜合站站4Mesa刻刻蝕蝕9ITO熔

16、合熔合12 P/N Pad蒸鍍蒸鍍化學化學站站2外延清洗外延清洗5去膠、去膠、清洗清洗13金屬剝離金屬剝離去膠去膠 20勻正膠軟烘曝光顯影堅膜365nm紫紫外光外光勻增粘劑為了增加光刻膠與為了增加光刻膠與SiO2的粘附力，需要旋涂一層增粘劑的粘附力，需要旋涂一層增粘劑前處理前處理Mesa工工藝藝ITO工藝工藝P/N Pad工工藝藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合綜合站站6ITO蒸鍍蒸鍍14SiO2沉積沉積黃光黃光站站3Mesa光光刻刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻15光刻光刻SiO2化學化學站站1去銦球去銦球8ITO蝕刻、蝕刻、去膠去膠11Plasma清清洗洗綜合綜合站站4Mesa刻

17、刻蝕蝕9ITO熔合熔合12 P/N Pad蒸鍍蒸鍍化學化學站站2外延清洗外延清洗5去膠、去膠、清洗清洗13金屬剝離金屬剝離去膠去膠 21BOE去膜劑BOE：NH4F與與HF的混合物溶液，其中的混合物溶液，其中NH4F 溶液起到緩沖液的作用，能夠及溶液起到緩沖液的作用，能夠及時通過水解（時通過水解（NH4F + H2O=NH3.H2O + HF）來補充反應掉的）來補充反應掉的HF,穩(wěn)定濃度穩(wěn)定濃度前處理前處理Mesa工工藝藝ITO工藝工藝P/N Pad工工藝藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合綜合站站6ITO蒸鍍蒸鍍14SiO2沉積沉積黃光黃光站站3Mesa光光刻刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad

18、光刻光刻15光刻光刻SiO2化學化學站站1去銦球去銦球8ITO蝕刻、蝕刻、去膠去膠11Plasma清清洗洗16 SiO2蝕刻、蝕刻、去膠去膠綜合綜合站站4Mesa刻刻蝕蝕9ITO熔合熔合12 P/N Pad蒸鍍蒸鍍化學化學站站2外延清洗外延清洗5去膠、去膠、清洗清洗13金屬剝離金屬剝離去膠去膠 22前處理前處理Mesa工工藝藝ITO工藝工藝P/N Pad工工藝藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合綜合站站6ITO蒸鍍蒸鍍14SiO2沉積沉積18電性電性19打線打線20推力推力21拉膜拉膜22外觀外觀黃光黃光站站3Mesa光光刻刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻15光刻光刻SiO2化學化學站

19、站1去銦球去銦球8ITO蝕刻、蝕刻、去膠去膠11Plasma清清洗洗16 SiO2蝕刻、蝕刻、去膠去膠綜合綜合站站4Mesa刻刻蝕蝕9ITO熔合熔合12 P/N Pad蒸鍍蒸鍍17金屬熔合金屬熔合化學化學站站2外延清洗外延清洗5去膠、去膠、清洗清洗13金屬剝離金屬剝離去膠去膠 N2N2高溫金屬熔合增強了金屬電極與半導體間的歐姆接觸金屬熔合增強了金屬電極與半導體間的歐姆接觸金屬金屬合金合金爐爐23檢測項目：1、光電參數(shù)是否正常2、電極的牢固性3、電極與焊球的剪切力4、SiO2的粘附力5、全檢外觀是否存在缺陷打線、推打線、推力測試力測試熱膜熱膜測試測試前處理前處理Mesa工工藝藝ITO工藝工藝P/N Pad工工藝藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合綜合站站6ITO蒸鍍蒸鍍14SiO2沉積沉積18電性電性19打線打線20推力推力21拉膜拉膜22外觀外觀黃光黃光站站3Mesa光光刻刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻15光刻光刻SiO2化學化學站站1去銦球去銦球8ITO蝕刻、蝕刻、去膠去膠11Pla