LED芯片制程工艺培训课件.ppt

1、 LED LED：Light Emitting DiodeLight Emitting Diode的简称，即发光二极管，是一种将电转化为可见光的物质，的简称，即发光二极管，是一种将电转化为可见光的物质，其核心是其核心是PNPN结，当结，当P P区的空穴和区的空穴和N N区的电子复合，将多余的电势能以辐射光子的形区的电子复合，将多余的电势能以辐射光子的形式释放出来。式释放出来。LED LED芯片分二元，三元，四元芯片的主要是看：芯片分二元，三元，四元芯片的主要是看：所用的材料里含几种元素所用的材料里含几种元素两个元素，称二元片（两个元素，称二元片（GaPGaP磷化镓）磷化镓）,三个元素称三元片（

2、三个元素称三元片（GaAlAs GaAlAs 镓铝砷镓铝砷 ），四个元素称四元片（四个元素称四元片（InGaAsP InGaAsP 磷化铝铟镓），现目前磷化铝铟镓），现目前LEDLED主要使用四元片主要使用四元片半导体介绍：P型 空穴 N型 电子 PN结 厚度约为10-7 m E=通电后，电子、空穴复合 发光跟材料有关系能带工程，大原子结合能带小如InSn、GaP、GaAs 小原子结合能带大如GaN、AlGaN+一 载流子PN+一一一一 h=h c供体硅光发射的电子跃迁7*910*2312*13图片解析1、尺寸大小不同2、图形不同光刻版的选择光刻版的选择1023多一层互补SIO2N电极电极P电

3、极电极沟槽沟槽ITO铟锡氧化物半导体透明导电膜扩流层上：上：SIO2下：下：N-GaNP-GaNSIO2圈圈ITO圈圈互补SIO2层SI02氧化硅氧化硅SIO2ITO铟锡氧化物ITOGaN缓冲层缓冲层MQW量子阱AlGaNP-GaNn-GaNn-GaNSI02SI02互补SIO2层俯视图一俯视图二切面图三外延片清洗外延片清洗去胶、清洗去胶、清洗去胶、清洗去胶、清洗SiO2沉积沉积下游下游 封装封装外延片清洗外延片清洗ITO蒸镀蒸镀ITO光刻（甩胶、曝光刻（甩胶、曝光、显影）光、显影）ITO腐蚀腐蚀ITO合金合金N光刻（甩胶、曝光、光刻（甩胶、曝光、显影）显影）ICP刻蚀刻蚀SiO2腐蚀腐蚀P/

4、N电极蒸镀电极蒸镀金属剥离金属剥离COW测试测试研磨（减薄、抛光）研磨（减薄、抛光）划片、裂片划片、裂片点测点测中游成品中游成品SiO2光刻（甩胶、曝光刻（甩胶、曝光、显影）光、显影）手选手选蓝宝石基板蓝宝石基板 Al2O3(430um)PSS外延片外延片500倍正常表面倍正常表面平面外延片平面外延片500倍正常表面倍正常表面蓝宝石目测体蓝宝石目测体Al2O3(430um)GaN缓冲层缓冲层n-GaNMQW-发光层发光层AlGaN应力释反晶格层（防止高温应力损坏）应力释反晶格层（防止高温应力损坏）P-GaNGaN缓冲层缓冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaN设备：清洗机台 甩干机 超声器工艺

5、：丙酮超声5min，无水乙醇超声2min，冲DI水，BOE泡5min，冲水甩干目的：杂质会影响光刻及镀膜等工艺的质量，导致显影不良或接触不牢。Al2O3(430um)GaN缓冲层缓冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaNITO铟锡氧化物铟锡氧化物InGaN MQWp-GaN(Mg)0.3mp-AlGaN(Mg)0.02-0.15mGaN缓冲层缓冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaNITO设备：富临蒸发台工艺：真空度：3.0e-6Torr，温度310，005程序，蒸镀时每个行星盘搭蒸1片BK7测试参数：BK7玻璃T%90%，方块RS10欧姆Al2O3(430um)GaN缓冲层缓冲层n-GaNM

6、QWAlGaNP-GaNITOInGaN MQWp-GaN(Mg)0.3mp-AlGaN(Mg)0.02-0.15mGaN缓冲层缓冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaN光刻胶光刻胶设备：甩胶机 烘箱工艺：手动甩胶：正胶、前烘 100 20min 自动甩胶：粘胶剂、正胶、前烘 100 20min注意项：1、光刻需注意甩胶时外延片与甩胶头之间不能偏移太多，否则会导致光刻胶甩不均匀，直接影响曝光显影；2、前烘温度时间一定要控制好，不能变化，否则会导致光刻胶太软或太硬，影响曝光显影；3、对版容易出现失误，导致对偏、破胶、显影不干净等不良现象，所以对版后需要进行仔细检验;4、显影液温度和更换频率也会影

7、响显影，故亦需进行监控光刻胶光刻胶ITOAl2O3(430um)GaN缓冲层缓冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaNITOGaN缓冲层缓冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaN光刻胶光刻胶ITO光刻胶光刻胶光刻胶（感光胶体）光刻胶（感光胶体）设备：尼康曝光机25s、ABM曝光机15s工艺：手动曝光：光刻版：LP-0709A-2E 自动曝光：光刻版：LP-LBS-0709C-2A-1010 ，坚膜110 10minAl2O3(430um)GaN缓冲层缓冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaNITOGaN缓冲层缓冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaN工艺：90s，每次只显25片ITO光刻胶光刻

8、胶光刻胶光刻胶Al2O3(430um)GaN缓冲层缓冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaNGaN缓冲层缓冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaN工艺：腐蚀前过氧100s，浸泡稀释王水前放置5min再泡12分钟（王水配比：HCl：HNO3：H2O=2：1：2）过氧目的：原理是氧等离子和光刻胶反应生成气态的CO2和H2O2，便于后面工序去除光刻胶。（光刻胶在显影后会留下一层底膜，这层底膜粘在金属上会影响腐蚀的均匀性，有时甚至有底膜的区域很难腐蚀动。）ITO光刻胶光刻胶光刻胶光刻胶ITOITOAl2O3(430um)GaN缓冲层缓冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaN工艺：85度去胶液泡10mi

9、n，80度去胶液泡10min，冲水，甩干，过氧120sITOITOGaN缓冲层缓冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaNITOAl2O3(430um)GaN缓冲层缓冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaNGaN缓冲层缓冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaN光刻胶光刻胶设备：聚智合金退火炉 P001上管工艺：560度合金20min（543/550/576）N2流量开（同ITO BK7玻璃一起合金）注意项：合金操作时不能用橡胶手套，防止因温度过高使橡胶手套熔化而污染；合金时合金炉内测温为550，氧气和氮气流量是否符合要求（PV值是否达到SV值）。ITOITOAl2O3(430um)GaN缓冲层缓

10、冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaN设备：甩胶机工艺参数：正胶 P5程序 1000转/分 10秒、3500转/分 20秒ITO光刻胶光刻胶光刻胶光刻胶GaN缓冲层缓冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaNITOITO光刻胶光刻胶光刻胶光刻胶Al2O3(430um)GaN缓冲层缓冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaN设备：ABM曝光机工艺参数：手动曝光：前烘 100 20分，光刻版LP-0709A-1A，曝光17s，不坚膜，整片甩干 自动曝光：光刻版LP-LBS-0709C-1A-1010，坚膜11010min测试：测前三片胶厚的中心点，胶厚度2.90.3um注意项：刻蚀应该也会对胶有损伤

11、，所以胶的厚度要大于刻蚀厚度ITO光刻胶光刻胶光刻胶光刻胶GaN缓冲层缓冲层n-GaNMQWAlGaNP-GaNITOITO光刻胶光刻胶Al2O3(430um)GaN缓冲层缓冲层n-GaNn-GaN7、ICP刻蚀刻蚀干法蚀刻：利用射频电源使反应干法蚀刻：利用射频电源使反应气体生成高德活性电子和离子，气体生成高德活性电子和离子，MQWAlGaNP-GaNITOGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaN设备：爱发科ICP、牛津ICP干蚀刻工艺：GaN ETCH-TS程序光刻胶光刻胶ITOITO光刻胶光刻胶Al2O3(430um)GaN缓冲层缓冲层n-GaNn-GaNMQWAl

12、GaNP-GaNGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaN工艺：85度去胶液泡10min，80度去胶液泡10min，冲水，甩干，过氧120s测试：取三片中心点测GaN深度，刻蚀深度：110002000埃ITOITOITOSI02Al2O3(430um)GaN缓冲层缓冲层n-GaNn-GaNMQWAlGaNP-GaNSIO2SIO2SI02SIO2ITOITOGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaN设备：PEVCD工艺：260，TS-SIO2-100712，沉积时每RUN放一硅片测试：SIO2厚度标准：1100200埃注意事项：生长前确保晶片上无水迹

13、及其他污染，操作时不能戴乳胶手套或一次性手套，防止由于温度过高使上述手套熔化而污染晶片注意清洗炉次和维护保养。Al2O3(430um)GaN缓冲层缓冲层n-GaNn-GaNMQWSIO2AlGaNP-GaNITOSIO2光刻胶光刻胶光刻胶光刻胶设备:甩胶机工艺参数：正胶 前烘 100 20m SI02SIO2ITOITOGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaNSI02SIO2SI02SI02光刻胶光刻胶光刻胶光刻胶Al2O3(430um)GaN缓冲层缓冲层n-GaNn-GaNMQWSIO2AlGaNP-GaNITOSIO2光刻胶光刻胶SI02SIO2SI02ITOITO

14、GaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaN设备:曝光机工艺参数：曝光15s Al2O3(430um)GaN缓冲层缓冲层n-GaNn-GaNMQWSIO2AlGaNP-GaNITOSIO2光刻胶光刻胶设备:曝光机工艺参数：曝光15s SI02SIO2ITOITOGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaNSI02SIO2SI02设备:清洗机台工艺参数：浸泡BOE 60s 冲水 甩干 Al2O3(430um)GaN缓冲层缓冲层n-GaNn-GaNMQWSIO2AlGaNP-GaNITOSIO2光刻胶光刻胶SI02SIO2ITOITOGaN缓冲层缓冲层MQW

15、AlGaNP-GaNn-GaNn-GaNSI02SIO2SI02SI02Al2O3(430um)GaN缓冲层缓冲层n-GaNn-GaNMQWAlGaNP-GaNITOSIO2SIO2光刻胶光刻胶Cr-Pt-AuCr：200A（铬）（铬）Pt：1500A（铂）（铂）Au：10000A（金）（金）设备:蒸发台工艺：真空度4.0e-4Pa，冷蒸；程序名：TS-Cr-Pt-Au（Cr：200，Pt：1500，Au：10000A）SI02SIO2ITOITOGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaNSI02光刻胶光刻胶SI02Cr/Pt/AuCr-Pt-AuCr-Pt-Au设备:清

16、洗机工艺参数：丙酮超声3min，晾干后蓝膜拉，85度去胶液泡10min，80度去胶液泡10min，冲水，甩干，过氧10minAl2O3(430um)GaN缓冲层缓冲层n-GaNn-GaNMQWAlGaNP-GaNITOSIO2Cr-Pt-AuSIO2光刻胶光刻胶Cr-Pt-AuSI02SIO2ITOITOGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaNSI02光刻胶光刻胶SI02设备:清洗机工艺：测试：每炉测3片中心点厚度，厚度标准：95001000埃）SI02SIO2ITOITOGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaNSI02SI02Al2O3(430

17、um)GaN缓冲层缓冲层n-GaNn-GaNMQWAlGaNP-GaNITOSIO2Cr-Pt-AuSIO2Cr-Pt-Au不加ESD测试加ESD测试未拔丝已拔丝GaN缓冲层缓冲层n-GaNn-GaNMQWAlGaNP-GaNITOSIO2Cr-Pt-AuSIO2145ASI02SIO2SI02ITOITOGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaN蜡纸厚度25um设备：减薄机SOP：剪薄机作业指导书-蓝宝石C3-55-212注意项：减薄程序及机台点检表，油石、砂轮、减薄液，水泵有无正常喷水GaN缓冲层缓冲层n-GaNn-GaNMQWAlGaNP-GaNITOSIO2Cr-

18、Pt-AuSIO286ASI02SIO2SI02ITOITOGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaN设备：抛光机SOP：研磨机作业指导书-蓝宝石C3-55-213注意项：研磨程序及研磨时间确认、研磨液位确认SI02SIO2SI02ITOITOGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaNSI02SIO2SI02ITOITOGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaN深度：深度：312um宽度宽度:9-10um背面因经过研磨，所以划痕明显设备:划片机注意项：机台点检表及程序确认、X/Y轴划深校验、切割机滤芯更换周期SI02SIO2SI02ITOITOGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaNSI02SIO2SI02ITOITOGaN缓冲层缓冲层MQWAlGaNP-GaNn-GaNn-GaN沟槽中是否有SIO2,须看下光刻板深度：深度：312um宽度宽度:9-10um劈刀劈刀设备:裂片机工艺：机台点检表，产品裂偏及双胞确认。蓝膜顶针芯片制造完成成品芯片