led芯片制造过程详解.ppt

LED-芯片制造芯片制造工艺简介工艺简介LED本质LED的本质就是一个PN结，通过P区空穴和N区电子的复合而释放光子，是由电能直接到光能的转换，所以LED又被称为冷光源，传统的白炽灯是有电能加热灯丝，及由电能到热能，再由热辐射出光，这也是LED发光效率高的根本原因。顏色區別波長與顏色的關係波長與顏色的關係光依人眼可察覺程度可區分為光依人眼可察覺程度可區分為l可見光：波長介於可見光：波長介於760nm與與380nml不可見光：波長大於不可見光：波長大於760nm或小於或小於380nm紅外紫外700650550450400380760目前我司生产的LEDl目前我司生产的LED主要以波长为440-460nm之间的蓝光LED芯片2022-5-25湘能华磊光电股份有限公司湘能华磊光电股份有限公司5外延生长外延生长芯片前工艺芯片前工艺研磨、切割研磨、切割点测、分选点测、分选检测入库检测入库2022-5-2562022-5-257l 外延生长：外延生长：MO源及源及NH3由载气传输到反应室，以质量流量计控制气体由载气传输到反应室，以质量流量计控制气体流量，反应物进入反应室后经载气传输到衬底表面反应形成外延薄膜。流量，反应物进入反应室后经载气传输到衬底表面反应形成外延薄膜。l 主要设备有主要设备有MOCVD. 2022-5-258蓝宝石衬底蓝宝石衬底GaNGaN缓冲层缓冲层N N型型GaN GaN : Si: Si发光层（发光层（InGaN/GaNInGaN/GaN）P P型型GaNGaN：MgMgP P型型InGaNInGaN- -金属接触层金属接触层2022-5-259芯片制造工艺流程图芯片制造工艺流程图l去铟球清洗去铟球清洗采用ITO（氧化铟锡）腐蚀液，33水浴下30min左右。外延片清洗表面污垢外延片清洗采用H2SO4：H2O2：H2O=5：1：1，60水浴，30secITO蒸镀蓝宝石衬底层层层层蓝宝石衬底层ITO层既导电层和透光层P-Mesa光罩作业阴影部分为铬，紫外光无法透过，被光照区域光刻胶被显影液除去，留下刻蚀区域。N-ITO蚀刻前预处理l 利用氧气加射频将ITO欲蚀刻区域轰击干净，防止留有残胶，影响蚀刻效果。ITO蚀刻（不去光阻）l 将欲刻蚀区域采用ITO腐蚀液，水浴33，腐蚀10minP-mesa刻蚀l 利用ICP刻蚀机，主要气体为CL2和BCL3,主要作用离子为氯离子，现刻蚀深度带ITO测量为12000左右。去光阻l去光阻后片上图形，紫红色区域为ITO。ITO光罩作业l 将所需P区图形留出，待下一步去除P区ITO。P-ITO蚀刻前预处理l原理同N-ITO蚀刻前预处理ITO蚀刻l 将欲刻蚀区域采用ITO腐蚀液，水浴33，腐蚀7min去光阻l N区P区均显露出来，为下步蒸镀电极做准备ITO熔合l熔合目的：l主要使ITO材料更加密实，透光率增加，降低电压，使ITO层与GaN衬底形成良好的欧姆接触。l熔合条件：l温度：500，10minN/P电极光罩作业l采用负性胶，未光照区域光刻胶被显影液去掉，留下电极蒸镀区域。N/P电极蒸镀&金属剥离l采用蒸镀机，电极分三层：CrPtAu,厚度分别为：200 300 12000SiO2沉积l采用设备：PECVDl主要气体：SiH4/N2OlSiO2作用：保护芯片，增加亮度金属熔合l熔合目的：l增强欧姆接触，提高稳定性l熔合条件：l温度：250，5min开双孔光罩作业l将N/P电极区域的SiO2露出，以便下步蚀刻SiO2蚀刻l将电极上的SiO2用BOE（NH4F+HF）混酸腐蚀35sec,露出电极。去光阻l左图绿色阴影区域为SiO2，黄色阴影区域为金属电极。2022-5-2530 单颗晶粒前工艺后成品图单颗晶粒前工艺后成品图2022-5-2531ITO蒸镀机蒸镀机Temperature：200 O2：8.52022-5-25湘能华磊光电股份有限公司湘能华磊光电股份有限公司33ICP曝光机曝光机2022-5-2534PECVD蒸镀机蒸镀机