白光LED制程原理

白光 LED 制程原理一、制程、量测与封装设备。1 MOCVD 有机金属化学气相沉积。（制程设备）。2 DC Sputter 一直流式高功率溅镀机。（制程设备）。3 PL 光激发光谱仪。（量测设备）。4 LED测试机。（量测设备）。5金线焊接机。（封装设备）二、磊芯片制程芯片清洗完毕后放入Sputter溅镀第一层材料，溅镀第一层Buffer layer再将其取出放入MOCVD反应炉内，开始成长量子 井的 Thin Film Layer。 MOCVD 因为可以控制金属有机的化学材料系数的多寡，进而控制电子跃迁时的能隙大小，且磊晶成 长出来的Thin Film膜厚质量佳，且MOCVD的操作较容易，因此在磊芯片所用的制程设备中目前业界在长晶方面皆使用MO CVD 较多；因此接下来向大家说明目前实验室常使用的制程、量测设备工作原理：1、MOCVD （Metal Organic Chemical Vapor Deposition）:是一种利用化学反应来沉积磊晶Thin Film的制程方式。以LED制程为例，将金属有机的化学材料置入Boat内，再将Boat放入加热槽内，每一种 金属有机的化学材料皆放入一个加热槽内，再将加热槽内的金属有机化学材料加热，使其产生分解形成气体分子的金属有机化 学材料，并通入Ar Gas同时将MOCVD内的电子节流阀开启，让被分解成气体分子的金属有机化学材料接受以Ar作为载子 气体的方式将金属有机化学材料送入以在恒温加热的反应炉内，并使之附着于基板表面上，最后再由电子节流阀来控制每一层T hin Film成长的时间，即可形成一层一层的Thin Film Layer卩.量子井结构就是利用此设备来成长。（图一）中MOCVD 的工作原理如下：当通入金属有机化学材料，如：图一中。1 。7可知为金属有机化学材料离子，由Ar Gas载入到MOCVD 反应炉内，因炉管为水平式；因此金属离子在行进的过程中，离子会往下附着于基板上，由3 。5可以得知，如果金属有机材 料反应物种附着于基板的表面上则形成结晶体，而未附着于基板上的反应物种，则被带离开反应炉内，由图中。6 o7即被带离 反应炉。2、DC Sputter （直流式功率溅镀机）：是一种利用物理反应来沉积磊晶Thin Film 白光发光二极管设计2VteiviEk.kL-uodc/foiKi fdhjdrlWm HIxmhi ； inckriHederSlfCiJinQQWaterirundtpirtlnnnF cjm InlM图一： MOCVD Chamber 图二： Sputter Chamber【Reference： Silicon VLSI Technology Figure 9-5 and Figure 9-22】 的制程方式（图二）。当外加电压，使溅镀鎗内的蜂巢式磁铁产生极性（阴极），而Ar被吹入Sputter Cavity内，因Ar气体为电中性，且因外加电压的影响，而使的Ar产生离子化高速往上和负离子结 合，而在正Ar离子撞击溅镀鎗上的金属靶材，将金属蒸气撞击出来，而使得金属蒸气往基板附着。这时金属原子附着于Wafe r 表面而形成薄膜层。3、Photo Luminescene （光激发光谱仪）：是一种利用光学物理特性式量测材料结构的发光光谱（图三）。将待测Samp le固定在Sample Chamber上，再调整其角度使He-Cd Laser （波长入=325nm）能够准确的打到Sample待测面上， 并调整Sample之角度使He-Cd Laser能产生全反射进入分光仪中，来进行材料结构的发光光谱特性分析。由图三来说明 PL如何产生反射光波来进行分光，分析材料的发光光谱。当入射光波角度为6时，光行进到Sample界面时，会产生一道反 射光，而这道光是由UV波段的He-Cd Laser产生的。您送刮至的踽到 电闊上 龄瀏燧輕器圖二：PL測試程圖4、LED测试机（LED Tester）:主要是用来测试发光二极管的电气特性，其特性有：顺向电压、电流、逆向电压、电流、漏电流、发光亮度、 CIE 色坐标图、 LED 发光波长、 LED 发光颜色纯度等。