LED芯片制作流程

1、LED芯片制作流程報(bào)告內(nèi)容 1.概況 2.外延 3.管芯LED芯片結(jié)構(gòu) MQW=Multi-quantum well,多量子阱LED 制造過(guò)程襯底材料生長(zhǎng)襯底材料生長(zhǎng)LED結(jié)構(gòu)MOCVD生長(zhǎng)生長(zhǎng)芯片加工芯片加工芯片切割芯片切割器件封裝器件封裝Sapphire藍(lán)寶石藍(lán)寶石LED制程工藝步驟內(nèi)容前段外延片襯底及外延層生長(zhǎng)中段蒸鍍、光刻、研磨、切割過(guò)程后段將做好的LED芯片進(jìn)行封裝LED三個(gè)過(guò)程：材料生長(zhǎng)、芯片制備、器件封裝。外延片制作襯底外延可用LED襯底1.GaAs襯底 2.Al2O3襯底3.SiC襯底4.Si襯底GaAs襯底 GaAs襯底：在使用LPE (液相磊晶)生長(zhǎng)紅光LED時(shí)，一般使用A

2、lGaAs外延層，而使用MOCVD生長(zhǎng)紅黃光LED時(shí)，一般生長(zhǎng)AlInGaP外延結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)晶格匹配，容易生長(zhǎng)出較好的材料不足吸收光子藍(lán)寶石Al2O3襯底優(yōu)點(diǎn)化學(xué)穩(wěn)定性好不吸收可見(jiàn)光價(jià)格適中制造技術(shù)相對(duì)成熟不足導(dǎo)電性能差堅(jiān)硬，不易切割導(dǎo)熱性差SiC襯底優(yōu)點(diǎn)化學(xué)穩(wěn)定性好導(dǎo)電性能好導(dǎo)熱性能好不吸收可見(jiàn)光不足價(jià)格高晶體品質(zhì)難以達(dá)到Al2O3和Si那么好機(jī)械加工性能比較差吸收380 nm以下的紫外光，不適合用來(lái)研發(fā)380 nm以下紫外LED目前國(guó)際上能提供商用的高品質(zhì)的SiC襯底的廠家只有美國(guó)CREE公司。 Si襯底 優(yōu)點(diǎn) 晶體品質(zhì)高 尺寸大 成本低 易加工 良好的導(dǎo)電性 良好的導(dǎo)熱性和熱穩(wěn)定性 不足

3、由于GaN外延層與Si襯底之間存在巨大的晶格失配和熱失配，以 及在GaN的生長(zhǎng)過(guò)程中容易形成非晶氮化硅，所以在Si 襯底上很難得到無(wú)龜裂及器件級(jí)品質(zhì)的GaN材料。 硅襯底對(duì)光的吸收嚴(yán)重，LED出光效率低。 Si襯底制備流程長(zhǎng)晶切片拋光退火外延生長(zhǎng)藍(lán)寶石藍(lán)寶石緩沖層緩沖層N-GaNp-GaNMQW在半導(dǎo)體基片上形成一個(gè)與基片結(jié)晶軸同晶向的半導(dǎo)體薄層，稱(chēng)為半導(dǎo)體外延生長(zhǎng)技術(shù)，所形成的薄層稱(chēng)為外延層P、N極的分離表現(xiàn)為元素?fù)诫s度的不同外延生長(zhǎng)方法依制程的不同，可分為L(zhǎng)PE(液相磊晶)、MOCVD(有機(jī)金屬氣相磊晶)及MBE(分子束磊晶)。LPE的技術(shù)較低，主要用于一般的發(fā)光二極管MBE的技術(shù)層次較高

4、，容易成長(zhǎng)極薄的磊晶，且純度高，平整性好，但量產(chǎn)能力低，磊晶成長(zhǎng)速度慢。MOCVD除了純度高，平整性好外，量產(chǎn)能力及磊晶成長(zhǎng)速度亦較MBE為快，所以現(xiàn)在大都以MOCVD來(lái)生產(chǎn)。MOCVD 其過(guò)程首先是將GaN襯底放入昂貴的有機(jī)化學(xué)汽相沉積爐（簡(jiǎn)MOCVD，又稱(chēng)外延爐），再通入III、II族金屬元素的烷基化合物（甲基或乙基化物）蒸氣與非金屬(V或VI族元素）的氫化物（或烷基物）氣體，在高溫下，發(fā)生熱解反應(yīng)，生成III-V或II-VI族化合物沉積在襯底上，生長(zhǎng)出一層厚度僅幾微米（1毫米1000微米）的化合物半導(dǎo)體外延層。長(zhǎng)有外延層的GaN片也就是常稱(chēng)的外延片。雙氣流MOCVD生長(zhǎng)GaN裝置MOCV

5、DMOCVD 英國(guó)Thomas Swan公司制造，具有世界先進(jìn)水平的商用金屬有機(jī)源汽相外延(MOCVD)材料生長(zhǎng)系統(tǒng)，可用于制備以GaN為代表的第三代半導(dǎo)體材料第一代-Ge、Si半導(dǎo)體材料第二代-GaAs、 InP化合物半導(dǎo)體材料第三代-SiC、金剛石、GaN等半導(dǎo)體材料外延片綠光外延片為什么為什么有個(gè)缺有個(gè)缺口呢？口呢？管芯制作 蒸發(fā)光刻劃片裂片分揀黃光區(qū)黃光區(qū)光刻ITOICP刻蝕光刻電極蒸鍍電極剝離、合金光刻膠ITOP-GaN金電極襯底緩沖層N-GaNMQW外延片ITO光刻ITO甩 膠前 烘曝 光顯 影堅(jiān) 膜腐 蝕ITO氧化銦錫是Indium Tin Oxides的縮寫(xiě)。 作為納米銦錫金屬

6、氧化物，具有很好的導(dǎo)電性和透明性，可以切斷對(duì)人體有害的電子輻射，紫外線(xiàn)及遠(yuǎn)紅外線(xiàn)。因此，噴涂在玻璃，塑料及電子顯示屏上后，在增強(qiáng)導(dǎo)電性和透明性的同時(shí)切斷對(duì)人體有害的電子輻射及紫外線(xiàn)、紅外線(xiàn)。甩膠：將少許光刻膠滴在外延片上，用勻膠臺(tái)在高速旋轉(zhuǎn) 后形成均勻的膠膜。前烘：使光刻膠的溶劑揮發(fā)，用于改善光刻膠與樣品表面的 粘附性。曝光：用紫外光通過(guò)光刻板曝光，曝光的區(qū)域發(fā)生化學(xué)變化。掩膜板光刻ITO曝光原理圖手動(dòng)曝光機(jī)顯影后的圖形腐蝕：用36%-38%的鹽酸腐蝕ITO顯影：用顯影液除去應(yīng)去掉部分的光刻膠，已獲得腐蝕時(shí)由 膠膜保護(hù)的圖形。后烘：使光刻膠更堅(jiān)固，避免被保護(hù)的地方發(fā)生腐蝕掩膜板光刻電極顯影后的

7、圖形蒸發(fā)剝離合金減薄蒸發(fā)：在芯片表面鍍上一層或多層金屬（Au、Ni、Al等），一般將芯片置于高溫真空下，將熔化的金屬蒸著在芯片上剝離：去掉發(fā)光區(qū)域的金合金：使蒸鍍過(guò)程中蒸鍍的多層金屬分子間更緊密結(jié)合，減少接觸電阻。 .減?。簻p小襯底厚度，利于切割、散熱激光劃片蒸發(fā)原理圖 白膜：寬度為16cm,粘性隨溫度的升.高增加; 貼膜 激光打在藍(lán)寶石襯底上，所用激光為紫外光，波長(zhǎng)為355nm。劃片 為了更好的把圓片裂開(kāi)，需要讓激光打在管芯軌道的中央位置，調(diào)節(jié)激光的焦距，使激光聚焦在片子上表面，激光的劃痕深度盡量在25-30um。 藍(lán)膜：寬度22cm 倒膜時(shí)襯底朝上，有電極的一面朝下。倒膜裂片前我們?cè)谄由腺N一層玻璃紙，防止裂片時(shí)刀對(duì)管芯的破壞。裂 片 設(shè) 備裂片 把裂片后直徑為兩英寸的片子擴(kuò)成三英