LED芯片前段流程介绍VOL

1、前段流程介紹1/21大綱五道前段製程說明進階版五道前段製程說明前段工程組織分布與目標Q & ABackup Material2/21晶粒製程說明定義：將磊晶片(Epitaxy wafer)加工成晶粒(Chip)之流程。依作業流程可分為：前段製程(Chip on wafer；厚片)：黃光、蝕刻、蒸鍍、合金 (MESA、CB 、 TCL、PN Pad、PSV layer)150 mA350 mA20 mA3/21五道前段製程說明SapphireN-GaNMQWP-GaNMesa PRMaskCB CB PRMASKITOPRITO MASKNP maskPV maskMESACBTCLNP Pad

2、PSV4/21五道前段製程說明-MESA主要機台：Auto Coater , Aligner , Developer , Auto Hotplate ,ICP Auto Coater ：在晶片上塗佈上光阻劑 (正光阻)Auto Coater軟烤：增加光阻劑在晶片表面附著力、去除多餘有機溶劑 。Aligner ：將在光罩上元件設計圖形轉移到光阻上 。Auto Hotplate ：降低駐波效應 。Developer ：光阻形成元件設計圖形。(TMAH 2.38% 酸鹼中和)烤箱：去除殘餘溶劑、增加光阻強度 抵抗 ICP 蝕刻。ICP ：非等向性蝕刻EPI 晶片(光阻未覆蓋地方)DEFECT5/21

3、光阻種類與Coater介紹光阻成份：樹指（Resin）感光劑（Sensitizer）溶劑（Solvent）添加劑（Additives）光阻評估：感光度（Sensitivity）附著性（Adhesion）抗蝕刻（Etch Resistance）解析度（Resolution）汞燈 365nm波長6/21Aligner介紹7/21ICP介紹Cl2 BCl3Physical-chemicalReactive Ion Etching（RIE）8/21五道前段製程說明-CB(Current Blocking)主要機台：Auto Coater , Aligner , Developer , Auto Hot

4、plate ,PECVD ,BOE Wet etchPECVD：電漿輔助化學氣相沉積以氣體方式反應生成SiO2 保護層膜BOE Wet etch ：BOE (NH4F：HF =20:1) 等向濕蝕刻9/21五道前段製程說明-TCL and NP Pad主要機台：Auto Coater , Aligner , Developer , Auto Hotplate ,E-Gun ,ITO Wet etchE-Gun： 以電子束加熱方式將銦錫氧化物(ITO ,Indium-Tin-Oxide)或金屬(Cr/Pt/Au)蒸鍍到晶片。ITO Wet etch ： HCl+FeCl3 溶液等向濕蝕刻ITO膜

5、10/21五道前段製程說明-TCL and NP PadTCL (Transparent Contact Layer): P型GaN透明接觸薄膜：1.為了改进光萃取率 (由於光是從P-GAN取出)2.使電流均勻擴散，防止電流壅塞進而造成電壓偏高3.低接觸電阻(TCL/P-Gan)早期使用含有低接觸電阻透明金屬層(Ni/Au)，直到ITO這個含有高導電率與低光吸收係數材料 及 磊晶開發出CIL LAYER後才開始改用ITO。11/21五道前段製程說明-PSV主要機台：Auto Coater , Aligner , Developer , Auto Hotplate ,PECVD ,BOE Wet

6、 etchPECVD：電漿輔助化學氣相沉積以氣體方式反應生成SiO2 保護層膜BOE Wet etch ：BOE (NH4F：HF =20:1) 等向濕蝕刻目：1.封裝打線需求，短路保護2.提升光取出效率無PSV時，當打線點偏移，PN短路，造成IR正常打線12/21進階版五道前段製程說明亮度提升方法DBR Distributed Bragg Reflector (布拉格反射)SWE Side Wall EtchingITO Sputter + RTP13/21DBR製程功效：增加正向光源 亮度提昇30%機台：離子助鍍機 背鍍 (SiO2+TiO2 Al2O3 27對半)缺点:成本增加 生產時間

7、長(4hrs) 背鍍剝落14/21SWE製程功效：增加側向光源 亮度提昇10%機台：高溫熱磷酸機 濕蝕刻 (磷酸加硫酸混合 製程溫度250oC)雷射切割後會造成chip上有焦痕，導致LED出光減少，所以為了將焦痕去除，導入了Side Etch製程，使用高溫酸將chip將焦痕蝕刻掉。缺点:破片率提升 側向蝕刻率不一样 15/21ITO Sputter + RTP製程功效：改變ITO薄膜結構 降低VF工作電壓機台：ITO Sputter（濺鍍機） + RTP（快速退火500oC）缺点: 成本提升(機台與靶材),ITO濕蝕刻條件調整E-GunSputter16/21Backup Material17/21前段Defect18/21前段工程量測工具可見光光譜儀正確異常橢圓測厚儀將雷射光源打向SiO2薄膜表面, 藉由接收器分析折射後繞射程度, 計算出SiO2薄膜厚度.19/21前段工程量測工具電性量測儀(Rp-p & Rn-n量測)-step 探針測