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日期︰2019-11-20 / 人氣︰ / 來源︰未知

 
 

外延生長的基本原理是︰在一塊加熱至適當溫度的襯底基片(主要有藍寶石和、SiC、Si)上,氣態物質InGaAlP有控制的輸送到襯底表面,生長出特定單晶薄膜。目前LED外延片生長技術主要采用有機金屬化學氣相沉積方法。

朗蒂科小間距LED

  MOCVD介紹

  金屬有機物化學氣相澱積(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition,簡稱 MOCVD), 1968年由美國洛克威爾公司提出來的一項制備化合物半導體單品薄膜的新技術。該設備集精密機械、半導體材料、真空電子、流體力學、光學、化學、計算機多學科為一體,是一種自動化程度高、價格昂貴、技術集成度高的尖端光電子專用設備,主要用于GaN(氮化鎵)系半導體材料的外延生長和藍色、綠色或紫外發光二極管芯片的制造,也是光電子行業最有發展前途的專用設備之一。

  LED芯片的制造工藝流程

  外延片→清洗→鍍透明電極層→透明電極圖形光刻→腐蝕→去膠→平台圖形光刻→干法刻蝕→去膠→退火→SiO2沉積→窗口圖形光刻→SiO2腐蝕→去膠→N極圖形光刻→預清洗→鍍膜→剝離→退火→P極圖形光刻→鍍膜→剝離→研磨→切割→芯片→成品測試。

 

  其實外延片的生產制作過程是非常復雜的,在展完外延片後,下一步就開始對LED外延片做電極(P極,N極),接著就開始用激光機切割LED外延片(以前切割LED外延片主要用鑽石刀),制造成芯片後,在晶圓上的不同位置抽取九個點做參數測試︰

  1、主要對電壓、波長、亮度進行測試,能符合正常出貨標準參數的晶圓片再繼續做下一步的操作,如果這九點測試不符合相關要求的晶圓片,就放在一邊另外處理。

  2、晶圓切割成芯片後,100%的目檢(VI/VC),操作者要使用放大30倍數的顯微鏡下進行目測。

  3、接著使用全自動分類機根據不同的電壓,波長,亮度的預測參數對芯片進行全自動化挑選、測試和分類。

  4、最後對LED芯片進行檢查(VC)和貼標簽。芯片區域要在藍膜的中心,藍膜上最多有5000粒芯片,但必須保證每張藍膜上芯片的數量不得少于1000粒,芯片類型、批號、數量和光電測量統計數據記錄在標簽上,附在蠟光紙的背面。藍膜上的芯片將做最後的目檢測試與第一次目檢標準相同,確保芯片排列整齊和質量合格。這樣就制成LED芯片(目前市場上統稱方片)。

  在LED芯片制作過程中,把一些有缺陷的或者電極有磨損的芯片,分撿出來,這些就是後面的散晶,此時在藍膜上有一些不符合正常出貨要求的晶片,也就自然成了邊片。

  剛才談到在晶圓上的不同位置抽取九個點做參數測試,對于不符合相關要求的晶圓片作另外處理,這些晶圓片是不能直接用來做LED方片,也就不做任何分檢了,直接賣給客戶了,也就是目前市場上的LED大圓片(但是大圓片里也有好東西,如方片)。

  LED制作流程分為兩大部分。首先在襯低上制作氮化鎵(GaN)基的外延片,這個過程主要是在金屬有機化學氣相沉積外延爐中完成的。準備好制作GaN基外延片所需的材料源和各種高純的氣體之後,按照工藝的要求就可以逐步把外延片做好。常用的襯底主要有藍寶石、碳化 和 襯底,還有GaAs、AlN、ZnO等材料。MOCVD是利用氣相反應物(前驅物)及Ⅲ族的有機金屬和Ⅴ族的NH3在襯底表面進行反應,將所需的產物沉積在襯底表面。通過控制溫度、壓力、反應物濃度和種類比例,從而控制鍍膜成分、晶相等品質。MOCVD外延爐是制作LED外延片最常用的設備。

  接下來是對LED PN結的兩個電極進行加工,電極加工也是制作LED芯片的關鍵工序,包括清洗、蒸鍍、黃光、化學蝕刻、熔合、研磨;然後對襯底進行劃片、測試和分選,就可以得到所需的LED芯片。如果晶片清洗不夠干淨,蒸鍍系統不正常,會導致蒸鍍出來的金屬層(指蝕刻後的電極)會有脫落,金屬層外觀變色,金泡等異常。蒸鍍過程中有時需用彈簧夾固定晶片,因此會產生夾痕(在目檢必須挑除)。黃光作業內容包括烘烤、上光阻、照相曝光、顯影等,若顯影不完全及光罩有破洞會有發光區殘多出金屬。晶片在前段制程中,各項制程如清洗、蒸鍍、黃光、化學蝕刻、熔合、研磨等作業都必須使用鑷子及花籃、載具等,因此會有晶粒電極刮傷情形發生。

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作者︰朗蒂科中國


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