LED芯片制作流程

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,LED,芯片制作流程,报告内容,1.,概况,2.,外延,3.,管芯,LED,芯片结构,MQW=Multi-quantum well,多量子阱,LED,制造过程,衬底材料生长,LED,结构,MOCVD,生长,芯片加工,芯片切割,器件封装,Sapphire,蓝宝石,LED,制程工艺,步骤,内容,前段,外延片衬底及外延层生长,中段,蒸镀、光刻、研磨、切割过程,后段,将做好的,LED,芯片进行封装,LED,三个过程：材料生长、芯片制备、器件封装。,外延片制作,衬底,外延,可用,LED,衬底,1.GaAs,衬底,2.Al,2,O,3,衬底,3.SiC,衬底,4.Si,衬底,GaAs,衬底,GaAs,衬底：在使用,LPE(,液相磊晶,),生长红光,LED,时，一般使用,AlGaAs,外延层，而使用,MOCVD,生长红黄光,LED,时，一般生长,AlInGaP,外延结构。,优点,晶格匹配，容易生长出较好的材料,不足,吸收光子,蓝宝石,Al,2,O,3,衬底,优点,化学稳定性好,不吸收可见光,价格适中,制造技术相对成熟,不足,导电性能差,坚硬，不易切割,导热性差,SiC,衬底,优点,化学稳定性好,导电性能好,导热性能好,不吸收可见光,不足,价格高,晶体品质难以达到,Al,2,O,3,和,Si,那么好,机械加工性能比较差,吸收,380 nm,以下的紫外光，不适合用来研发,380 nm,以下紫外,LED,目前国际上能提供商用的高品质的,SiC,衬底的厂家只有美国,CREE,公司。,Si,衬底,优点,晶体品质高,尺寸大,成本低,易加工,良好的导电性,良好的导热性和热稳定性,不足,由于,GaN,外延层与,Si,衬底之间存在巨大的晶格失配和热失配，以 及在,GaN,的生长过程中容易形成非晶氮化硅，所以在,Si,衬底上很难得到无龟裂及器件级品质的,GaN,材料。,硅衬底对光的吸收严重，,LED,出光效率低。,Si,衬底制备流程,长晶,切片,抛光,退火,外延生长,蓝宝石,缓冲层,N-GaN,p-GaN,MQW,在半导体基片上形成一个与基片结晶轴同晶向的半导体薄层，称为半导体外延生长技术，所形成的薄层称为外延层,P,、,N,极的分离表现为元素掺杂度的不同,外延生长方法,依制程的不同，可分为,LPE(,液相磊晶,),、,MOCVD(,有机金属气相磊晶,),及,MBE(,分子束磊晶,),。,LPE,的技术较低，主要用于一般的发光二极管,MBE,的技术层次较高，容易成长极薄的磊晶，且纯度高，平整性好，但量产能力低，磊晶成长速度慢。,MOCVD,除了纯度高，平整性好外，量产能力及磊晶成长速度亦较,MBE,为快，所以现在大都以,MOCVD,来生产。,MOCVD,其过程首先是将,GaN,衬底放入昂贵的有机化学汽相沉积炉（简,MOCVD,，又称外延炉），再通入,III,、,II,族金属元素的烷基化合物（甲基或乙基化物）蒸气与非金属,(V,或,VI,族元素）的氢化物（或烷基物）气体，在高温下，发生热解反应，生成,III-V,或,II-VI,族化合物沉积在衬底上，生长出一层厚度仅几微米（,1,毫米,1000,微米）的化合物半导体外延层。长有外延层的,GaN,片也就是常称的外延片。,双,气流,MOCVD,生长,GaN,装置,MOCVD,MOCVD,英国,Thomas Swan,公司制造，具有世界先进水平的商用金属有机源汽相外延,(MOCVD),材料生长系统，可用于制备以,GaN,为代表的第三代半导体材料,第一代,-Ge,、,Si,半导体材料,第二代,-GaAs,、,InP,化合物半导体材料,第三代,-SiC,、金刚石、,GaN,等半导体材料,外延片,绿光外延片,为什么有个缺口呢？,管芯制作,蒸发,光刻,划片裂片,分拣,外延片,磊晶,清洗,生长,ITO,光刻,ITO,ICP,刻蚀,光刻电极,蒸镀电极,剥离,合金,减薄,切割,测试,目检,分拣,黄光区,光刻,ITO,ICP,刻蚀,光刻电极,蒸镀电极,剥离、合金,光刻胶,ITO,P-GaN,金电极,衬底,缓冲层,N-GaN,MQW,外延片,ITO,光刻,ITO,甩 胶,前 烘,曝 光,显 影,坚 膜,腐 蚀,ITO,氧化铟锡是,Indium Tin Oxides,的缩写。,作为纳米铟锡金属氧化物，具有很好的导电性和透明性，可以切断对人体有害的电子辐射，紫外线及远红外线。因此，喷涂在玻璃，塑料及电子显示屏上后，在增强导电性和透明性的同时切断对人体有害的电子辐射及紫外线、红外线。,甩胶：将少许光刻胶滴在外延片上，用匀胶台在高速旋转,后形成均匀的胶膜。,前烘：使光刻胶的溶剂挥发，用于改善光刻胶与样品表面的,粘附性。,曝光：用紫外光通过光刻板曝光，曝光的区域发生化学变化。,掩膜板,光刻,ITO,曝光原理图,手动曝光机,显影后的图形,腐蚀：用,36%-38%,的盐酸腐蚀,ITO,显影：用显影液除去应去掉部分的光刻胶，已获得腐蚀时由,胶膜保护的图形。,后烘：使光刻胶更坚固，避免被保护的地方发生腐蚀,掩膜板,光刻电极,显影后的图形,蒸发,剥离,合金,减薄,蒸发：,在芯片表面镀上一层或多层金属（,Au,、,Ni,、,Al,等），一般将芯片置于高温真空下，将熔化的金属蒸着在芯片上,剥离：,去掉发光区域的金,合金,：,使蒸镀过程中蒸镀的多层金属分子间更紧密结合，减少接触电阻。,.,减薄,：,减小衬底厚度，利于切割、散热,激光划片,蒸发原理图,白膜：宽度为,16cm,粘性随温度的升,.,高增加,;,贴膜,激光打在蓝宝石衬底上，所用激光为紫外光，波长为,355nm,。,划片,为了更好的把圆片裂开，需要让激光打在管芯轨道的中央位置，调节激光的焦距，使激光聚焦在片子上表面，激光的划痕深度尽量在,25-30um,。,蓝膜：宽度,22cm,倒膜时衬底朝上，有电极的一面朝下。,倒膜,裂片前我们在片子上贴一层玻璃纸，防止裂片时刀对管芯的破坏。,裂 片 设 备,裂片,把裂片后直径为两英寸的片子扩成三英寸，便于后序的分拣工作,扩膜,测试分拣,测试,分拣,VF,（正向电压）,IR,（反向漏电流）,WLD,（波长）,LOP,（光输出）,经过分拣的管芯就可以进行封装，成为一个个的,LED.,以上就是,LED,芯片制作的一般过程，不同厂家的芯片在制程上可能有一些差别,Thanks!,谢谢观看,/,欢迎下载,BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH,内容总结,LED芯片制作流程。外延片衬底及外延层生长。蒸镀、光刻、研磨、切割过程。LED三个过程：材料生长、芯片制备、器件封装。吸收380 nm以下的紫外光，不适合用来研发380 nm以下紫外。目前国际上能提供商用的高品质的SiC衬底的厂家只有美国CREE。P、N极的分离表现为元素掺杂度的不同。依制程的不同，可分为LPE(液相磊晶)、MOCVD(有机金属气相磊晶)及MBE(分子束磊晶)。LPE的技术较低，主要用于一般的发光二极管。MOCVD除了纯度高，平整性好外，量产能力及磊晶成长速度亦较MBE为快，所以现在大都以MOCVD来生产。英国Thomas Swan公司制造，具有世界先进水平的商用金属有机源汽相外延(MOCVD)材料生长系统，可用于制备以GaN为代表的第三代半导体材料。第三代-SiC、金刚石、GaN等半导体材料。腐 蚀。ITO氧化铟锡是Indium Tin Oxides的缩写。腐蚀：用36%-38%的盐酸腐蚀ITO,