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LED晶粒/芯片制造流程



随着技术的发展,LED的效率有了非常大的进步。在不久的未来LED会代替现有的照明灯泡。近几年人们制造LED晶粒/芯片过程中首先在衬底上制作氮化镓(GaN)基的晶圆(外延片),晶圆所需的材料源(碳化硅SiC)和各种高纯的气体如氢气H2或氩气Ar等惰性气体作为载体之后,按照制程的要求就可以逐步把晶圆做好。接下来是对LED-PN结的两个电极进行加工,并对LED毛片进行减薄,划片。然后对毛片进行测试和分选,就可以得到所需的LED晶粒。具体的工艺做法,不作详细的说明。

 

总的来说,LED制作流程分为两大部分:

 

首先在衬低上制作氮化镓(GaN)基的晶圆,这个过程主要是在金属有机化学气相沉积晶圆炉(MOCVD)中完成的。准备好制作GaN基晶圆所需的材料源和各种高纯的气体之后,按照工艺的要求就可以逐步把外延片做好。常用的衬底主要有蓝宝石、碳化硅和硅衬底,还有GaAs、AlN、ZnO等材料。

 

MOCVD是利用气相反应物(前驱物)及Ⅲ族的有机金属和Ⅴ族的NH3在衬底表面进行反应,将所需的产物沉积在衬底表面。通过控制温度、压力、反应物浓度和种类比例,从而控制镀膜成分、晶相等质量。MOCVD外延炉是制作LED外延片最常用的设备。

 

然后是对LED PN结的两个电极进行加工,电极加工也是制作LED芯片的关键工序,包括清洗、蒸镀、黄光、化学蚀刻、熔合、研磨;然后对LED毛片进行划片、测试和分选,就可以得到所需的LED芯片。如果芯片清洗不够干净,蒸镀系统不正常,会导致蒸镀出来的金属层(指蚀刻后的电极)会有脱落,金属层外观变色,金泡等异常。

 

蒸镀过程中有时需用弹簧夹固定芯片,因此会产生夹痕(在目检必须挑除)。黄光作业内容包括烘烤、上光阻、照相曝光、显影等,若显影不完全及光罩有破洞会有发光区残多出金属。

 

晶粒在前段制程中,各项制程如清洗、蒸镀、黄光、化学蚀刻、熔合、研磨等作业都必须使用镊子及花篮、载具等,因此会有晶粒电极刮伤情形发生。

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