led芯片制造过程详解.ppt

LED 芯片制造工艺简介 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 波長與顏色的關係光依人眼可察覺程度可區分為可見光 波長介於760nm與380nm不可見光 波長大於760nm或小於380nm 目前我司生产的LED 目前我司生产的LED主要以波长为440 460nm之间的蓝光LED芯片 2020 1 17 湘能华磊光电股份有限公司 5 外延生长 芯片前工艺 研磨 切割 点测 分选 检测入库 工艺流程图 2020 1 17 6 外延生长 2020 1 17 7 外延生长 MO源及NH3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 主要设备有MOCVD 2020 1 17 8 蓝宝石衬底 GaN缓冲层 N型GaN Si 发光层 InGaN GaN P型GaN Mg P型InGaN 金属接触层 外延生长示意图 2020 1 17 9 芯片制造 芯片制造工艺流程图 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 外延片清洗采用H2SO4 H2O2 H2O 5 1 1 60 水浴 30sec ITO蒸镀 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 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 将欲刻蚀区域采用ITO腐蚀液 水浴33 腐蚀10min P mesa刻蚀 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 去光阻后片上图形 紫红色区域为ITO ITO光罩作业 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 原理同N ITO蚀刻前预处理 ITO蚀刻 将欲刻蚀区域采用ITO腐蚀液 水浴33 腐蚀7min 去光阻 N区P区均显露出来 为下步蒸镀电极做准备 ITO熔合 熔合目的 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 熔合条件 温度 500 10min N P电极光罩作业 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 采用蒸镀机 电极分三层 Cr Pt Au 厚度分别为 200 300 12000 SiO2沉积 采用设备 PECVD主要气体 SiH4 N2OSiO2作用 保护芯片 增加亮度 金属熔合 熔合目的 增强欧姆接触 提高稳定性熔合条件 温度 250 5min 开双孔光罩作业 将N P电极区域的SiO2露出 以便下步蚀刻 SiO2蚀刻 将电极上的SiO2用BOE NH4F HF 混酸腐蚀35sec 露出电极 去光阻 左图绿色阴影区域为SiO2 黄色阴影区域为金属电极 2020 1 17 30 单颗晶粒前工艺后成品图 2020 1 17 31 点亮后 点亮后 点亮后 点亮后 ITO蒸镀机 Tempera