LED芯片制造工艺基础培训ppt课件

1、1身边的LED2LED种类3LED构造4认识制造二部去胶、清洗、湿法腐蚀在外延片表面形成指定图形的光刻胶保护膜薄膜、干刻、熔合产品光电参数、外观、打线、推力、热膜等测试研研磨磨（制造三部）5LED芯片制程简表前处理前处理Mesa工工艺艺ITO工艺工艺P/N Pad工工艺艺SiO2工艺工艺检测检测综合综合站站6ITO蒸镀蒸镀14SiO2沉积沉积18电性电性19打线打线20推力推力21拉膜拉膜22外观外观黄光黄光站站3Mesa光光刻刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻15光刻光刻SiO2化学化学站站1去铟球去铟球8ITO蚀刻、蚀刻、去胶去胶11Plasma清清洗洗16 SiO2蚀刻、蚀刻

2、、去胶去胶综合综合站站4Mesa刻刻蚀蚀9ITO熔合熔合12 P/N Pad蒸镀蒸镀17金属熔合金属熔合化学化学站站2外延清洗外延清洗5去胶、去胶、清洗清洗13金属剥离金属剥离去胶去胶 实物图EPIEPIEPIEPI注：以上制程适合部分版型，实际已制程单为准pNMQW衬底效果图6为了确保ITO薄膜与外延片的充分接触，在镀膜前需要进行铟球剔除与一系列的清洗作业（1）ITO蚀刻液去除铟球（2）511具有极强的氧化性，能够有效去除外延表面的有机杂质与金属离子（3）稀HCl外延表面去除金属离子去膜剂511稀HCl冲水甩干ITO蚀刻液外延清洗干净与否直接影响到外延清洗干净与否直接影响到ITO与外延的粘附

3、力！及其关键！与外延的粘附力！及其关键！点有铟球的外延片外延清洗不干净导致缺陷前处理前处理Mesa工工艺艺ITO工艺工艺P/N Pad工工艺艺SiO2工艺工艺检测检测综合综合站站黄光黄光站站化学化学站站1去铟球去铟球综合综合站站化学化学站站2外延清洗外延清洗7软烘曝光显影坚膜匀正胶365nm紫紫外光外光匀胶台匀胶台曝光台曝光台软烤、坚软烤、坚膜膜前处理前处理Mesa工工艺艺ITO工艺工艺P/N Pad工工艺艺SiO2工艺工艺检测检测综合综合站站黄光黄光站站3Mesa光光刻刻化学化学站站1去铟球去铟球综合综合站站化学化学站站2外延清洗外延清洗8光刻胶的主要成分：Resin : Film mate

4、rial (Polymer) :酚醛树脂，提供光刻胶的粘附性、化 学抗蚀性，当没有溶解抑制剂存在时，线性酚醛树脂会溶解在显影液中的PAC : Photo Active Compound,光敏化合物，最常见的是重氮萘醌（DNQ），在曝光前，DNQ是 一种强烈的溶解抑制剂，降低树脂的溶解速度。在紫外曝光后，DNQ在光刻胶中化学 分解，成为溶解度增强剂，大幅提高显影液中的溶解度因子至100或者更高。这种曝光反应会在DNQ中产生羧酸，它在显影液中溶解度很高。Solvent :醋酸溶剂，提高流动性i-Line PR Photo reactionin PR/airketenehvH2OOH-Carboxy

5、lic Acid黄光站湿度、温度的重要性光刻知识：光刻知识：前处理前处理Mesa工工艺艺ITO工艺工艺P/N Pad工工艺艺SiO2工艺工艺检测检测综合综合站站黄光黄光站站3Mesa光光刻刻化学化学站站1去铟球去铟球综合综合站站化学化学站站2外延清洗外延清洗9离子化Cl2+BCl3RF源ICP刻刻蚀蚀通过ICP(感应耦合等离子体)干刻，去除不需要的P-GaN和MQW,露出N-GaN。前处理前处理Mesa工工艺艺ITO工艺工艺P/N Pad工工艺艺SiO2工艺工艺检测检测综合综合站站黄光黄光站站3Mesa光光刻刻化学化学站站1去铟球去铟球综合综合站站4Mesa刻刻蚀蚀化学化学站站2外延清洗外延清

6、洗10去胶、去胶、清洗清洗刻蚀深刻蚀深度测试度测试去胶后每批抽1片进行刻蚀深度测试，确保已经刻到N-GaN重掺层，刻蚀过深或过浅都会影响到芯片的多项光电参数（Vf1等）。去膜剂前处理前处理Mesa工工艺艺ITO工艺工艺P/N Pad工工艺艺SiO2工艺工艺检测检测综合综合站站黄光黄光站站3Mesa光光刻刻化学化学站站1去铟球去铟球综合综合站站4Mesa刻刻蚀蚀化学化学站站2外延清洗外延清洗5去胶、去胶、清洗清洗11为了电流更好地扩展到芯片的整个面域，增加发光区，并且不能挡住光的射出，需要蒸镀一层导电且透光的薄膜ITO.E-beamITO靶材ITO蒸镀机透光率、面阻测试ITO为以掺Sn的In2O

7、3材料，属于N型氧化物半导体材料，通常Sn2O3:In2O3=1:9。监控参数：监控参数：面电阻、透光率、膜厚、蚀刻率，整体评价面电阻、透光率、膜厚、蚀刻率，整体评价ITO膜质量。膜质量。熔合后合格透光率熔合后合格透光率92%,面租值面租值535,膜厚：膜厚：2400A前处理前处理Mesa工工艺艺ITO工艺工艺P/N Pad工工艺艺SiO2工艺工艺检测检测综合综合站站6ITO蒸镀蒸镀黄光黄光站站3Mesa光光刻刻化学化学站站1去铟球去铟球综合综合站站4Mesa刻刻蚀蚀化学化学站站2外延清洗外延清洗5去胶、去胶、清洗清洗12匀正胶软烤曝光显影坚膜365nm紫紫外光外光匀胶台匀胶台曝光台曝光台软烤

8、、坚软烤、坚膜膜前处理前处理Mesa工工艺艺ITO工艺工艺P/N Pad工工艺艺SiO2工艺工艺检测检测综合综合站站6ITO蒸镀蒸镀黄光黄光站站3Mesa光光刻刻7ITO光刻光刻化学化学站站1去铟球去铟球综合综合站站4Mesa刻刻蚀蚀化学化学站站2外延清洗外延清洗5去胶、去胶、清洗清洗13ITO蚀刻液去膜剂该步的目的是：通过化学腐蚀方法，清除因ICP刻蚀所溅出的ITO残粉， 避免MQW处因ITO残粉粘附而导致漏电或者ESD不良。Mesa侧侧壁残留壁残留前处理前处理Mesa工工艺艺ITO工艺工艺P/N Pad工工艺艺SiO2工艺工艺检测检测综合综合站站6ITO蒸镀蒸镀黄光黄光站站3Mesa光光刻

9、刻7ITO光刻光刻化学化学站站1去铟球去铟球8ITO蚀刻、蚀刻、去胶去胶综合综合站站4Mesa刻刻蚀蚀化学化学站站2外延清洗外延清洗5去胶、去胶、清洗清洗14E-Gun蒸镀出来的ITO薄膜存在晶格缺陷，在N2气保护下进行高温退火处理，可有效修复ITO薄膜中的晶格缺陷，消除内应力，改善膜的透光率与面阻值N2N2高温ITO熔合熔合炉炉Frenkel缺陷线l缺陷完整晶格熔合前处理前处理Mesa工工艺艺ITO工艺工艺P/N Pad工工艺艺SiO2工艺工艺检测检测综合综合站站6ITO蒸镀蒸镀黄光黄光站站3Mesa光光刻刻7ITO光刻光刻化学化学站站1去铟球去铟球8ITO蚀刻、蚀刻、去胶去胶综合综合站站4

10、Mesa刻刻蚀蚀9ITO熔合熔合化学化学站站2外延清洗外延清洗5去胶、去胶、清洗清洗15匀负胶前烘后烘曝光显影365nm紫紫外光外光1、负胶与正胶相反，被紫外照射的区域，经后烘后交联，不能被显影2、负胶显影后形成倒八字的图形，有利于Lift-off工艺（如右图）3、负胶工艺及其重要，直接影响到残金、残胶、掉电极等致命问题！Cr/Pt/AuPREPI加厚产品加厚产品剖面剖面1加厚产品加厚产品剖面剖面2EPIPR前处理前处理Mesa工工艺艺ITO工艺工艺P/N Pad工工艺艺SiO2工艺工艺检测检测综合综合站站6ITO蒸镀蒸镀黄光黄光站站3Mesa光光刻刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光

11、刻化学化学站站1去铟球去铟球8ITO蚀刻、蚀刻、去胶去胶综合综合站站4Mesa刻刻蚀蚀9ITO熔合熔合化学化学站站2外延清洗外延清洗5去胶、去胶、清洗清洗16离子化O2合理条件的O2 plasma对蒸镀PN前的产品进行清洗，能够有效去除待镀PN处外延表面的有机杂质，从而提高电极与外延间的牢固性，过洗与欠洗都会影响到PN电极的牢固性，该步同样及其重要！O2 Plasma机机前处理前处理Mesa工工艺艺ITO工艺工艺P/N Pad工工艺艺SiO2工艺工艺检测检测综合综合站站6ITO蒸镀蒸镀黄光黄光站站3Mesa光光刻刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻化学化学站站1去铟球去铟球8ITO蚀

12、刻、蚀刻、去胶去胶11Plasma清清洗洗综合综合站站4Mesa刻刻蚀蚀9ITO熔合熔合化学化学站站2外延清洗外延清洗5去胶、去胶、清洗清洗17蒸镀速率、功率、转盘速率、腔体温度等条件都会影响到产品的外观与品位。金属蒸金属蒸镀机镀机E-beamCr/Pt/Au电极电极断面断面3电极电极断面断面4PRPR电极电极断面断面1电极电极断面断面2Cr/Pt/Au前处理前处理Mesa工工艺艺ITO工艺工艺P/N Pad工工艺艺SiO2工艺工艺检测检测综合综合站站6ITO蒸镀蒸镀黄光黄光站站3Mesa光光刻刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻化学化学站站1去铟球去铟球8ITO蚀刻、蚀刻、去胶去胶

13、11Plasma清清洗洗综合综合站站4Mesa刻刻蚀蚀9ITO熔合熔合12 P/N Pad蒸镀蒸镀化学化学站站2外延清洗外延清洗5去胶、去胶、清洗清洗18采用蓝膜粘附剥离，剥离过程中易产生静电，因此操作中配有2台离子风扇与静电手环。拨拨金金机机超声超声去膜剂超声超声去胶去胶前处理前处理Mesa工工艺艺ITO工艺工艺P/N Pad工工艺艺SiO2工艺工艺检测检测综合综合站站6ITO蒸镀蒸镀黄光黄光站站3Mesa光光刻刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻化学化学站站1去铟球去铟球8ITO蚀刻、蚀刻、去胶去胶11Plasma清清洗洗综合综合站站4Mesa刻刻蚀蚀9ITO熔合熔合12 P/N

14、 Pad蒸镀蒸镀化学化学站站2外延清洗外延清洗5去胶、去胶、清洗清洗13金属剥离金属剥离去胶去胶19离子化SiH4+N2O2、SiO2膜对膜对LED表面进行保护，避免恶劣环境对表面进行保护，避免恶劣环境对LED使用造成影响使用造成影响PECVD1、制约传统、制约传统LED取光效率的主要问题是出射角锥问题，取光效率的主要问题是出射角锥问题， SiO2膜的折射率介于空气与膜的折射率介于空气与ITO之间，从而调大了临界角之间，从而调大了临界角（c=arcsin 1/n），这样能有更多的光从），这样能有更多的光从LED发光区照射出发光区照射出来（来（n空气空气=1、nSiO21.5、nITO 2.0

15、）。）。根据光学原理增透介质层的折射率和厚度都有最佳值：n最佳=sqrt(n1n2)太厚的膜不能起到提高亮度的作用，未封装的带有增透膜芯片光提取效率比无增透膜芯片亮度提高很多，但是封装后差距并不大一般生长SiO2薄膜后，蓝光能提高10%左右，绿光6%左右。SiO2作用作用前处理前处理Mesa工工艺艺ITO工艺工艺P/N Pad工工艺艺SiO2工艺工艺检测检测综合综合站站6ITO蒸镀蒸镀14SiO2沉积沉积黄光黄光站站3Mesa光光刻刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻化学化学站站1去铟球去铟球8ITO蚀刻、蚀刻、去胶去胶11Plasma清清洗洗综合综合站站4Mesa刻刻蚀蚀9ITO熔

16、合熔合12 P/N Pad蒸镀蒸镀化学化学站站2外延清洗外延清洗5去胶、去胶、清洗清洗13金属剥离金属剥离去胶去胶 20匀正胶软烘曝光显影坚膜365nm紫紫外光外光匀增粘剂为了增加光刻胶与为了增加光刻胶与SiO2的粘附力，需要旋涂一层增粘剂的粘附力，需要旋涂一层增粘剂前处理前处理Mesa工工艺艺ITO工艺工艺P/N Pad工工艺艺SiO2工艺工艺检测检测综合综合站站6ITO蒸镀蒸镀14SiO2沉积沉积黄光黄光站站3Mesa光光刻刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻15光刻光刻SiO2化学化学站站1去铟球去铟球8ITO蚀刻、蚀刻、去胶去胶11Plasma清清洗洗综合综合站站4Mesa刻

17、刻蚀蚀9ITO熔合熔合12 P/N Pad蒸镀蒸镀化学化学站站2外延清洗外延清洗5去胶、去胶、清洗清洗13金属剥离金属剥离去胶去胶 21BOE去膜剂BOE：NH4F与与HF的混合物溶液，其中的混合物溶液，其中NH4F 溶液起到缓冲液的作用，能够及溶液起到缓冲液的作用，能够及时通过水解（时通过水解（NH4F + H2O=NH3.H2O + HF）来补充反应掉的）来补充反应掉的HF,稳定浓度稳定浓度前处理前处理Mesa工工艺艺ITO工艺工艺P/N Pad工工艺艺SiO2工艺工艺检测检测综合综合站站6ITO蒸镀蒸镀14SiO2沉积沉积黄光黄光站站3Mesa光光刻刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad

18、光刻光刻15光刻光刻SiO2化学化学站站1去铟球去铟球8ITO蚀刻、蚀刻、去胶去胶11Plasma清清洗洗16 SiO2蚀刻、蚀刻、去胶去胶综合综合站站4Mesa刻刻蚀蚀9ITO熔合熔合12 P/N Pad蒸镀蒸镀化学化学站站2外延清洗外延清洗5去胶、去胶、清洗清洗13金属剥离金属剥离去胶去胶 22前处理前处理Mesa工工艺艺ITO工艺工艺P/N Pad工工艺艺SiO2工艺工艺检测检测综合综合站站6ITO蒸镀蒸镀14SiO2沉积沉积18电性电性19打线打线20推力推力21拉膜拉膜22外观外观黄光黄光站站3Mesa光光刻刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻15光刻光刻SiO2化学化学站

19、站1去铟球去铟球8ITO蚀刻、蚀刻、去胶去胶11Plasma清清洗洗16 SiO2蚀刻、蚀刻、去胶去胶综合综合站站4Mesa刻刻蚀蚀9ITO熔合熔合12 P/N Pad蒸镀蒸镀17金属熔合金属熔合化学化学站站2外延清洗外延清洗5去胶、去胶、清洗清洗13金属剥离金属剥离去胶去胶 N2N2高温金属熔合增强了金属电极与半导体间的欧姆接触金属熔合增强了金属电极与半导体间的欧姆接触金属金属合金合金炉炉23检测项目：1、光电参数是否正常2、电极的牢固性3、电极与焊球的剪切力4、SiO2的粘附力5、全检外观是否存在缺陷打线、推打线、推力测试力测试热膜热膜测试测试前处理前处理Mesa工工艺艺ITO工艺工艺P/N Pad工工艺艺SiO2工艺工艺检测检测综合综合站站6ITO蒸镀蒸镀14SiO2沉积沉积18电性电性19打线打线20推力推力21拉膜拉膜22外观外观黄光黄光站站3Mesa光光刻刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻15光刻光刻SiO2化学化学站站1去铟球去铟球8ITO蚀刻、蚀刻、去胶去胶11Pla