LED芯片制造(刘军林).ppt

LED芯片制造 刘军林 LED基础知识 LED LightEmittingDiode 发光二极管 GaN基LED GaN材料的外延生长 衬底材料 SiC 蓝宝石 AL2O3 Si Si衬底GaN基LED的芯片制造 外延片 P电极蒸发合金 粘结层蒸发 bonding 去Si衬底 去边 钝化 N电极蒸发 N电极光刻 点测 划片 自动分选 手动分选 芯片制造的基础知识 1 蒸发蒸发是利用真空泵将淀积室抽成 真空 然后用高熔点材料制成的坩埚将淀积材料加热 蒸发 淀积于芯片上 制膜过程包括下述几个物理阶段 1 淀积材料蒸发或升华为气态 2 原子 或分子 从蒸发源输运到芯片上 3 蒸气粒子在基片上淀积并重新排列形成薄膜 目前常用的蒸发有两种 电子束蒸发和热阻蒸发 1 电子束蒸发 2 热阻蒸发 2 光刻光刻是一个整体概念 它包括以下几个过程 以正胶为例 1 涂光刻胶 2 前烘 3 曝光 使用光刻版掩膜 4 显影 5 坚膜 6 腐蚀 7 去胶 涂光刻胶并前烘 曝光 曝光后 显影并坚膜 腐蚀 去胶 3 射频设备与技术 目前用到的有 PECVD RIE ICP 等离子去胶机以上设备一个共同特点就是均涉及到等离子体 等离子体是由中性原子或分子 电子 和正电离子所组成等离子体的产生 1 离子化 气体中存在少量的自由电子 e 这些自由电子在射频电场中获得高能量 这些具有高能量的电子 e 与原子或者分子发生碰撞 使原子或者分子中的电子脱离原子核的束缚 这样就产生更多的电子并同时产生正电离子e A A 2e 2 激发与松弛e A A eA A h Photos 不同的原子或分子有不同的轨道结构和能级 它们的发光頻率也就不同 所以不同气体等离子体呈现的颜色不同 3 分解当高能电子和分子碰撞时 可以打断化学键 并产生自由基 e AB A B e自由基至少有一个未成对电子 具有很高的化学活性 PECVD PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition 以SiO2生长为例说明反应过程生长使用SiH4和NO2 笑气 e SiH4 SiH2 2H ee N2O N2 O eSiH2 3O SiO2 H2O RIE ReactiveIonEtching ICP InducedCoupledPlasma 以CF4刻蚀SiO2为例说明刻蚀包括化学过程和物理过程 化学过程是指反应气体与被刻蚀物质的化学反应 物理过程是指离子在电场作用下对被刻蚀物质的物理轰击e CF4 CF3 F e4F SiO2 s SiF4 g 2O 等离子去胶机 BONDING 压力 温度 压头 石墨 外延片与基板 硅衬底400 GaN外延层 粘贴面金层 双面镀金基板200 动画 3 衬底转移技术 去Si衬底 N型层 化学腐蚀 硅腐蚀液 硅衬底 硅衬底 芯片制造工艺流程 外延片 P型接触层蒸发合金 粘结层蒸发 粘结层光刻 衬底转移 1 BONDINGBONDING前BONDING后 衬底转移 2 去Si衬底 去边 1 SiO2掩膜生长 去边 2 SiO2掩膜光刻 去边 3 去边腐蚀 去边 4 去Pt P型接触层 去边 5 去SiO2 钝化 1 SiN生长 钝化 2 SiN光刻 N电极蒸发 Al N电极光刻 Al 点测 划片 自动分选 手动分选 Si衬底芯片与蓝宝石芯片对比 蓝宝石 双电极 档光严重 对芯片最小尺寸有较大限制衬底透明 封装后类似于做了反射镜 光强高 侧出光贡献大 不用衬底转移 芯片很结实 可操作性好衬底不导电 封装焊接不容易出现短路现象衬底导热性差 不能胜任大电流工作专利限制 对一般厂家都有此问题成本高硅 单电极 档光面积小 做小尺寸芯片有优势衬底不透明 很大部分光被吸收 光强低需要衬底转移 转移后芯片与基板之间结合不好 容易裂衬底导电 焊接时容易出现短路现象 比如尾丝太长时衬底导热性好 可胜任大电流有自主知识产权成本低 我公司小芯片特色 单电极 可节约焊接成本 在有些应用领域有独特的优势 如点阵屏自主知识产权 可免去很多专利方面的影响 对客户有益处售价低 也算是一个和别人竞争的利器光强低 由于芯片本身的特征 导致比别人的光强偏低可操作性不如蓝宝石 容易裂 容易短路 电极粘附性不理想等 我公司小芯片使用中所出现的问题 掉电极 掉GaN GaN裂 Au电极产品悬臂 对客服工程师的一些建议 1 对公司的产品充满信心 这一点至关重要2 充分认识我公司产品与蓝宝石产品的优缺点 做到扬长避短 但不是一味的说我们的产品好 让客户也知道我们产品的特色3 懂得如何在使用过程中优化工艺来避免芯片缺点所带来的问题4 加强与客户的沟通 及时帮助客户解决使用过程中的问题