LED芯片制造工藝基礎(chǔ)培訓(xùn)技巧

1、身邊的LEDLED種類LED構(gòu)造認(rèn)識制造二部去膠、清洗、濕法腐蝕在外延片表面形成指定圖形的光刻膠保護(hù)膜薄膜、干刻、熔合產(chǎn)品光電參數(shù)、外觀、打線、推力、熱膜等測試研研磨磨（制造三部）LED芯片制程簡表前處理前處理Mesa工藝工藝ITO工藝工藝P/N Pad工藝工藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合站綜合站6ITO蒸鍍蒸鍍14SiO2沉積沉積18電性電性19打線打線20推力推力21拉膜拉膜22外觀外觀黃光站黃光站3Mesa光刻光刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻15光刻光刻SiO2化學(xué)站化學(xué)站1去銦球去銦球8ITO蝕刻、去膠蝕刻、去膠11Plasma清洗清洗16 SiO2蝕刻、去膠蝕刻、去膠

2、綜合站綜合站4Mesa刻蝕刻蝕9ITO熔合熔合12 P/N Pad蒸鍍蒸鍍17金屬熔合金屬熔合化學(xué)站化學(xué)站2外延外延清洗清洗5去膠、清洗去膠、清洗13金屬剝離去膠金屬剝離去膠 實(shí)物圖EPIEPIEPIEPI注：以上制程適合部分版型，實(shí)際已制程單為準(zhǔn)pNMQW襯底效果圖為了確保ITO薄膜與外延片的充分接觸，在鍍膜前需要進(jìn)行銦球剔除與一系列的清洗作業(yè)（1）ITO蝕刻液去除銦球（2）511具有極強(qiáng)的氧化性，能夠有效去除外延表面的有機(jī)雜質(zhì)與金屬離子（3）稀HCl外延表面去除金屬離子去膜劑511稀HCl沖水甩干ITO蝕刻液外延清洗干凈與否直接影響到外延清洗干凈與否直接影響到ITO與外延的粘附力！及其關(guān)鍵

3、！與外延的粘附力！及其關(guān)鍵！點(diǎn)有銦球的外延片外延清洗不干凈導(dǎo)致缺陷前處理前處理Mesa工藝工藝ITO工藝工藝P/N Pad工藝工藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合站綜合站黃光站黃光站化學(xué)站化學(xué)站1去銦球去銦球綜合站綜合站化學(xué)站化學(xué)站2外延外延清洗清洗軟烘曝光顯影堅(jiān)膜勻正膠365nm紫外光紫外光勻膠臺勻膠臺曝光臺曝光臺軟烤、堅(jiān)膜軟烤、堅(jiān)膜前處理前處理Mesa工藝工藝ITO工藝工藝P/N Pad工藝工藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合站綜合站黃光站黃光站3Mesa光刻光刻化學(xué)站化學(xué)站1去銦球去銦球綜合站綜合站化學(xué)站化學(xué)站2外延外延清洗清洗光刻膠的主要成分：Resin : Film material (Po

4、lymer) :酚醛樹脂，提供光刻膠的粘附性、化 學(xué)抗蝕性，當(dāng)沒有溶解抑制劑存在時(shí)，線性酚醛樹脂會溶解在顯影液中的PAC : Photo Active Compound,光敏化合物，最常見的是重氮萘醌（DNQ），在曝光前，DNQ是 一種強(qiáng)烈的溶解抑制劑，降低樹脂的溶解速度。在紫外曝光后，DNQ在光刻膠中化學(xué) 分解，成為溶解度增強(qiáng)劑，大幅提高顯影液中的溶解度因子至100或者更高。這種曝光反應(yīng)會在DNQ中產(chǎn)生羧酸，它在顯影液中溶解度很高。Solvent :醋酸溶劑，提高流動性i-Line PR Photo reactionin PR/airketenehvH2OOH-Carboxylic Acid

5、黃光站濕度、溫度的重要性光刻知識：光刻知識：前處理前處理Mesa工藝工藝ITO工藝工藝P/N Pad工藝工藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合站綜合站黃光站黃光站3Mesa光刻光刻化學(xué)站化學(xué)站1去銦球去銦球綜合站綜合站化學(xué)站化學(xué)站2外延外延清洗清洗離子化Cl2+BCl3RF源ICP刻蝕刻蝕通過ICP(感應(yīng)耦合等離子體)干刻，去除不需要的P-GaN和MQW,露出N-GaN。前處理前處理Mesa工藝工藝ITO工藝工藝P/N Pad工藝工藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合站綜合站黃光站黃光站3Mesa光刻光刻化學(xué)站化學(xué)站1去銦球去銦球綜合站綜合站4Mesa刻蝕刻蝕化學(xué)站化學(xué)站2外延外延清洗清洗去膠、清洗去膠、

6、清洗刻蝕深度測試刻蝕深度測試去膠后每批抽1片進(jìn)行刻蝕深度測試，確保已經(jīng)刻到N-GaN重?fù)綄?，刻蝕過深或過淺都會影響到芯片的多項(xiàng)光電參數(shù)（Vf1等）。去膜劑前處理前處理Mesa工藝工藝ITO工藝工藝P/N Pad工藝工藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合站綜合站黃光站黃光站3Mesa光刻光刻化學(xué)站化學(xué)站1去銦球去銦球綜合站綜合站4Mesa刻蝕刻蝕化學(xué)站化學(xué)站2外延外延清洗清洗5去膠、清洗去膠、清洗為了電流更好地?cái)U(kuò)展到芯片的整個(gè)面域，增加發(fā)光區(qū)，并且不能擋住光的射出，需要蒸鍍一層導(dǎo)電且透光的薄膜ITO.E-beamITO靶材ITO蒸鍍機(jī)透光率、面阻測試ITO為以摻Sn的In2O3材料，屬于N型氧化物半導(dǎo)

7、體材料，通常Sn2O3:In2O3=1:9。監(jiān)控參數(shù)：監(jiān)控參數(shù)：面電阻、透光率、膜厚、蝕刻率，整體評價(jià)面電阻、透光率、膜厚、蝕刻率，整體評價(jià)ITO膜質(zhì)量。膜質(zhì)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前處理前處理Mesa工藝工藝ITO工藝工藝P/N Pad工藝工藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合站綜合站6ITO蒸鍍蒸鍍黃光站黃光站3Mesa光刻光刻化學(xué)站化學(xué)站1去銦球去銦球綜合站綜合站4Mesa刻蝕刻蝕化學(xué)站化學(xué)站2外延外延清洗清洗5去膠、清洗去膠、清洗勻正膠軟烤曝光顯影堅(jiān)膜365nm紫外光紫外光勻膠臺勻膠臺曝光臺曝光臺軟烤、堅(jiān)膜軟烤、堅(jiān)膜前處理前處理M

8、esa工藝工藝ITO工藝工藝P/N Pad工藝工藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合站綜合站6ITO蒸鍍蒸鍍黃光站黃光站3Mesa光刻光刻7ITO光刻光刻化學(xué)站化學(xué)站1去銦球去銦球綜合站綜合站4Mesa刻蝕刻蝕化學(xué)站化學(xué)站2外延外延清洗清洗5去膠、清洗去膠、清洗ITO蝕刻液去膜劑該步的目的是：通過化學(xué)腐蝕方法，清除因ICP刻蝕所濺出的ITO殘粉， 避免MQW處因ITO殘粉粘附而導(dǎo)致漏電或者ESD不良。Mesa側(cè)壁殘留側(cè)壁殘留前處理前處理Mesa工藝工藝ITO工藝工藝P/N Pad工藝工藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合站綜合站6ITO蒸鍍蒸鍍黃光站黃光站3Mesa光刻光刻7ITO光刻光刻化學(xué)站化學(xué)站1去

9、銦球去銦球8ITO蝕刻、去膠蝕刻、去膠綜合站綜合站4Mesa刻蝕刻蝕化學(xué)站化學(xué)站2外延外延清洗清洗5去膠、清洗去膠、清洗E-Gun蒸鍍出來的ITO薄膜存在晶格缺陷，在N2氣保護(hù)下進(jìn)行高溫退火處理，可有效修復(fù)ITO薄膜中的晶格缺陷，消除內(nèi)應(yīng)力，改善膜的透光率與面阻值N2N2高溫ITO熔合爐熔合爐Frenkel缺陷線l缺陷完整晶格熔合前處理前處理Mesa工藝工藝ITO工藝工藝P/N Pad工藝工藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合站綜合站6ITO蒸鍍蒸鍍黃光站黃光站3Mesa光刻光刻7ITO光刻光刻化學(xué)站化學(xué)站1去銦球去銦球8ITO蝕刻、去膠蝕刻、去膠綜合站綜合站4Mesa刻蝕刻蝕9ITO熔合熔合化學(xué)站

10、化學(xué)站2外延外延清洗清洗5去膠、清洗去膠、清洗勻負(fù)膠前烘后烘曝光顯影365nm紫外光紫外光1、負(fù)膠與正膠相反，被紫外照射的區(qū)域，經(jīng)后烘后交聯(lián)，不能被顯影2、負(fù)膠顯影后形成倒八字的圖形，有利于Lift-off工藝（如右圖）3、負(fù)膠工藝及其重要，直接影響到殘金、殘膠、掉電極等致命問題！Cr/Pt/AuPREPI加厚產(chǎn)品剖面加厚產(chǎn)品剖面1加厚產(chǎn)品剖面加厚產(chǎn)品剖面2EPIPR前處理前處理Mesa工藝工藝ITO工藝工藝P/N Pad工藝工藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合站綜合站6ITO蒸鍍蒸鍍黃光站黃光站3Mesa光刻光刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻化學(xué)站化學(xué)站1去銦球去銦球8ITO蝕刻、

11、去膠蝕刻、去膠綜合站綜合站4Mesa刻蝕刻蝕9ITO熔合熔合化學(xué)站化學(xué)站2外延外延清洗清洗5去膠、清洗去膠、清洗離子化O2合理?xiàng)l件的O2 plasma對蒸鍍PN前的產(chǎn)品進(jìn)行清洗，能夠有效去除待鍍PN處外延表面的有機(jī)雜質(zhì)，從而提高電極與外延間的牢固性，過洗與欠洗都會影響到PN電極的牢固性，該步同樣及其重要！O2 Plasma機(jī)機(jī)前處理前處理Mesa工藝工藝ITO工藝工藝P/N Pad工藝工藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合站綜合站6ITO蒸鍍蒸鍍黃光站黃光站3Mesa光刻光刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻化學(xué)站化學(xué)站1去銦球去銦球8ITO蝕刻、去膠蝕刻、去膠11Plasma清洗清洗綜合

12、站綜合站4Mesa刻蝕刻蝕9ITO熔合熔合化學(xué)站化學(xué)站2外延外延清洗清洗5去膠、清洗去膠、清洗蒸鍍速率、功率、轉(zhuǎn)盤速率、腔體溫度等條件都會影響到產(chǎn)品的外觀與品位。金屬蒸鍍機(jī)金屬蒸鍍機(jī)E-beamCr/Pt/Au電極斷面電極斷面3電極斷面電極斷面4PRPR電極斷面電極斷面1電極斷面電極斷面2Cr/Pt/Au前處理前處理Mesa工藝工藝ITO工藝工藝P/N Pad工藝工藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合站綜合站6ITO蒸鍍蒸鍍黃光站黃光站3Mesa光刻光刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻化學(xué)站化學(xué)站1去銦球去銦球8ITO蝕刻、去膠蝕刻、去膠11Plasma清洗清洗綜合站綜合站4Mesa刻蝕

13、刻蝕9ITO熔合熔合12 P/N Pad蒸鍍蒸鍍化學(xué)站化學(xué)站2外延外延清洗清洗5去膠、清洗去膠、清洗采用藍(lán)膜粘附剝離，剝離過程中易產(chǎn)生靜電，因此操作中配有2臺離子風(fēng)扇與靜電手環(huán)。撥金機(jī)撥金機(jī)超聲超聲去膜劑超聲去膠超聲去膠前處理前處理Mesa工藝工藝ITO工藝工藝P/N Pad工藝工藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合站綜合站6ITO蒸鍍蒸鍍黃光站黃光站3Mesa光刻光刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻化學(xué)站化學(xué)站1去銦球去銦球8ITO蝕刻、去膠蝕刻、去膠11Plasma清洗清洗綜合站綜合站4Mesa刻蝕刻蝕9ITO熔合熔合12 P/N Pad蒸鍍蒸鍍化學(xué)站化學(xué)站2外延外延清洗清洗5去膠、

14、清洗去膠、清洗13金屬剝離去膠金屬剝離去膠離子化SiH4+N2O2、SiO2膜對膜對LED表面進(jìn)行保護(hù)，避免惡劣環(huán)境對表面進(jìn)行保護(hù)，避免惡劣環(huán)境對LED使用造成影響使用造成影響PECVD1、制約傳統(tǒng)、制約傳統(tǒng)LED取光效率的主要問題是出射角錐問題，取光效率的主要問題是出射角錐問題， SiO2膜的折射率介于空氣與膜的折射率介于空氣與ITO之間，從而調(diào)大了臨界角（之間，從而調(diào)大了臨界角（c=arcsin 1/n），這樣能有更多的光從），這樣能有更多的光從LED發(fā)光區(qū)照射出發(fā)光區(qū)照射出來（來（n空氣空氣=1、nSiO21.5、nITO 2.0 ）。）。根據(jù)光學(xué)原理增透介質(zhì)層的折射率和厚度都有最佳值：

15、n最佳=sqrt(n1n2)太厚的膜不能起到提高亮度的作用，未封裝的帶有增透膜芯片光提取效率比無增透膜芯片亮度提高很多，但是封裝后差距并不大一般生長SiO2薄膜后，藍(lán)光能提高10%左右，綠光6%左右。SiO2作用作用前處理前處理Mesa工藝工藝ITO工藝工藝P/N Pad工藝工藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合站綜合站6ITO蒸鍍蒸鍍14SiO2沉積沉積黃光站黃光站3Mesa光刻光刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻化學(xué)站化學(xué)站1去銦球去銦球8ITO蝕刻、去膠蝕刻、去膠11Plasma清洗清洗綜合站綜合站4Mesa刻蝕刻蝕9ITO熔合熔合12 P/N Pad蒸鍍蒸鍍化學(xué)站化學(xué)站2外延外延

16、清洗清洗5去膠、清洗去膠、清洗13金屬剝離去膠金屬剝離去膠 勻正膠軟烘曝光顯影堅(jiān)膜365nm紫外光紫外光勻增粘劑為了增加光刻膠與為了增加光刻膠與SiO2的粘附力，需要旋涂一層增粘劑的粘附力，需要旋涂一層增粘劑前處理前處理Mesa工藝工藝ITO工藝工藝P/N Pad工藝工藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合站綜合站6ITO蒸鍍蒸鍍14SiO2沉積沉積黃光站黃光站3Mesa光刻光刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻15光刻光刻SiO2化學(xué)站化學(xué)站1去銦球去銦球8ITO蝕刻、去膠蝕刻、去膠11Plasma清洗清洗綜合站綜合站4Mesa刻蝕刻蝕9ITO熔合熔合12 P/N Pad蒸鍍蒸鍍化學(xué)站化學(xué)

17、站2外延外延清洗清洗5去膠、清洗去膠、清洗13金屬剝離去膠金屬剝離去膠 BOE去膜劑BOE：NH4F與與HF的混合物溶液，其中的混合物溶液，其中NH4F 溶液起到緩沖液的作用，能夠及溶液起到緩沖液的作用，能夠及時(shí)通過水解（時(shí)通過水解（NH4F + H2O=NH3.H2O + HF）來補(bǔ)充反應(yīng)掉的）來補(bǔ)充反應(yīng)掉的HF,穩(wěn)定濃度穩(wěn)定濃度前處理前處理Mesa工藝工藝ITO工藝工藝P/N Pad工藝工藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合站綜合站6ITO蒸鍍蒸鍍14SiO2沉積沉積黃光站黃光站3Mesa光刻光刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻15光刻光刻SiO2化學(xué)站化學(xué)站1去銦球去銦球8ITO蝕

18、刻、去膠蝕刻、去膠11Plasma清洗清洗16 SiO2蝕刻、去膠蝕刻、去膠綜合站綜合站4Mesa刻蝕刻蝕9ITO熔合熔合12 P/N Pad蒸鍍蒸鍍化學(xué)站化學(xué)站2外延外延清洗清洗5去膠、清洗去膠、清洗13金屬剝離去膠金屬剝離去膠 前處理前處理Mesa工藝工藝ITO工藝工藝P/N Pad工藝工藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合站綜合站6ITO蒸鍍蒸鍍14SiO2沉積沉積18電性電性19打線打線20推力推力21拉膜拉膜22外觀外觀黃光站黃光站3Mesa光刻光刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻15光刻光刻SiO2化學(xué)站化學(xué)站1去銦球去銦球8ITO蝕刻、去膠蝕刻、去膠11Plasma清洗清洗

19、16 SiO2蝕刻、去膠蝕刻、去膠綜合站綜合站4Mesa刻蝕刻蝕9ITO熔合熔合12 P/N Pad蒸鍍蒸鍍17金屬熔合金屬熔合化學(xué)站化學(xué)站2外延外延清洗清洗5去膠、清洗去膠、清洗13金屬剝離去膠金屬剝離去膠 N2N2高溫金屬熔合增強(qiáng)了金屬電極與半導(dǎo)體間的歐姆接觸金屬熔合增強(qiáng)了金屬電極與半導(dǎo)體間的歐姆接觸金屬合金爐金屬合金爐檢測項(xiàng)目：1、光電參數(shù)是否正常2、電極的牢固性3、電極與焊球的剪切力4、SiO2的粘附力5、全檢外觀是否存在缺陷打線、推力測試打線、推力測試熱膜測試熱膜測試前處理前處理Mesa工藝工藝ITO工藝工藝P/N Pad工藝工藝SiO2工藝工藝檢測檢測綜合站綜合站6ITO蒸鍍蒸鍍14SiO2沉積沉積18電性電性19打線打線20推力推力21拉膜拉膜22外觀外觀黃光站黃光站3Mesa光刻光刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻15光刻光刻SiO2化學(xué)站化學(xué)站1去銦球去銦球8ITO蝕刻、去膠蝕刻、去膠1