LED芯片制程 ppt课件
合集下载
LED芯片制造工艺基础培训-PPT
加厚产品剖面2
PR
EPI
匀负胶
前烘
曝光
后烘
显影
16
合理条件的O2 plasma对蒸镀PN前的产品进行清洗，能 够有效去除待镀PN处外延表面的有机杂质，从而提高电 极与外延间的牢固性，过洗与欠洗都会影响到PN电极的 牢固性，该步同样及其重要！
O2 Plasma机
离子化O2
17
蒸镀速率、功率、转盘速率、腔体温度等条件都 会影响到产品的外观与品位。
外延清洗不干净导致缺陷
ITO蚀刻液
去膜剂
511
稀HCl
外延清洗干净与否直接影响到ITO与外延的粘附力！及其关键！
6
匀胶台
曝光台
软烤、坚膜
365nm紫外光
匀正胶
软烘
曝光
显影
坚膜
7
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
8
光刻知识：
光刻胶的主要成分： •Resin : Film material (Polymer) :酚醛树脂，提供光刻胶的粘附性、 化 学抗蚀性，当没有溶解抑制剂存在时，线性酚醛树脂会溶解在 显影液中的 •PAC : Photo Active Compound,光敏化合物，最常见的是重氮萘醌 （DNQ），在曝光前，DNQ是 一种强烈的溶解抑制剂，降低树脂 的溶解速度。在紫外曝光后，DNQ在光刻胶中化学 分解，成为溶 解度增强剂，大幅提高显影液中的溶解度因子至100或者更高。这 种曝光反应会在DNQ中产生羧酸，它在显影液中溶解度很高。 •Solvent ::醋酸溶剂，提高流动性
去胶、清洗
去膜剂
刻蚀深度测试
11
为了电流更好地扩展到芯片的整个面域，增加发光区，并且不能挡住光的射出，需要蒸 镀一层导电且透光的薄膜——ITO.
LED芯片制程ppt课件
扩膜
精品课件
▪ 划片,裂片工作流程图
划片前晶片背面
划片后背面
划片后,侧视图 裂片后,侧视图
精品课件
扩膜后,正视图
测试分检
精品课件
LED:What’s inside?
A packaged LED
Different parts of an LED
epoxy dome
bond wires
semiconductor chip
“silver cup” reflector
Process flow: Design Growth
Proce精s品s课in件g
electrodes
Packaging Characteriza
光学知识
Power Power per unit area Power per unit solid angle
LED工艺简介
精品课件ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
LED 发光管是怎样练成的
Sapphire 蓝宝石 2-inch
衬底材料 生长或购 买衬底
芯片切割 芯片加工
LED结构 MOCVD生长
精品课件
器件封装
衬底片
精品课件
氮化物LED发光管的器件结构及发光机理
electrons
N 欧姆 接触
P 欧姆接 触
电子空穴 复合发光
蓝宝石或碳化硅 精品课件
MOCVD外延
p-GaN
N-GaN 缓冲层
蓝宝石 精品课件
MQW
金属离子
第一步 清洗
有机物
精品课件
第二步n区光刻
精品课件
刻蚀
Cl2+Bcl3+Ar
精品课件
去胶
LED芯片制程简介PPT课件
型
及绿色荧光粉
高,光色及色温可调
晕现象,但较不明显
UV-LED配合红、绿、 兰三色荧光粉
高演色性,光色及色温可调, 使用高效率荧光粉提先发光 效率,光色不均不随电流变化
粉体混合数为因难，高效率 粉体不易寻找
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不 要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
周期 2 3 4 5 6
II
镁 Mg 锌 Zn 镉 Cd 汞 Hg
III 硼B 铝 A1 镓 Ga 铟 IN
IV 碳C 矽 Si 锗 Ge 锡 Sn 铅 Pb
V 氮N 磷P 砷 As 锑 Sb 鈊 Bi
VI 氧O 硫S 硒 Se 碲 Te
单晶成长
①柴可拉斯基液封式长晶法 (LEC)
②布吉曼水平式长晶法 (HB)
磊晶法
MOCVD LPE
MOCVD MOCVD MOCVD MOCVD MOCVD
MBE LPE LPE VPE CVD
元件形成
DH DH DH MQW MQW DH MQW DH SH SH SH SH
备注
晶片电极制作
金属化制程
①热阻式蒸镀 用于取低溶点的金属,如铝(AL)、金(AU)、镍（NI）
②电子枪蒸镀 (右图) 目前LED制程最普遍使用
③电浆溅镀(PLasma) 广泛应用于半导体制程
金属蒸气
晶圆
坩锅
电子束 金属
电子束产生器
抽真空
大电流
微影制程(光罩,蚀刻)
光源(汞弧光灯)
LED芯片制程_五邑大学课件
2019/12/5
系列讲座-LED
2、发光二极管的基本结构
球透镜
P层
环氧树脂
有源层
L
N层
发光区
(a)正面发光型
N型限制层
有源层
P型限制层
波导层
微透镜
(b)侧面发光型
2019/12/5
系列讲座-LED
3、发光二极管的工作特性-光谱特性
相
Δ λ =70nm
对
光
强
1300
波长/nm
发光二极管发射的是自发辐射光，没有光学谐振腔对
Ve
( Thomas Swan)
E)
NH 3
TM G
Hor izontalQuar t z F)
TMG NH
3
Principle of MOCVD H 2
gas blending
reactor
scrubbing system
H , N P=10-200 mbar 22
TMGa, AsH 3
Ga (CH ) + AsH
2019/12/5
系列讲座-LED
MOCVD反應原理
• MOCVD内部反应过程 Ⅲ 族的(CH3)3Ga TMGa (三甲基镓) 、(CH3)3In TMIn (三
甲基铟)等，与Ⅴ族特殊气体如：AsH3 (arsine) 砷化氢、 PH3 (phosphine)磷化氢、NH3等，通过特殊载体气流送到 高温的GaAs晶片、人造蓝宝石等晶片上，在Reactor反应 器內的高温下，這些材料发生化学反应，並使反应物沉积 在晶片上，而得到磊晶片上形成一层半导体结晶膜，这样 就能做成半导体发光材料，如发光二极管等
• 长有外延层的GaN片也就是常称的外延片，长完外延片， 接下来就在外延片做测试，符合要求的就是良品，其余为 不良品（电压偏差很大，波长偏短或偏长等）。这样就完 成了LED产业链条的上游部分。
LED制造工艺流程PPT演示文稿
•19
P型接触层蒸发合金
•20
粘结层蒸发
•21
粘结层光刻
•22
薄膜转移
bonding
双面镀金基板
压力/温度
压头 石墨 外延片与基板
•23
灌蜡 堵住沟槽，保护Ag
•24
金锡邦定 金金邦定不牢，表面不干净，因在邦定前不能用
H2SO4泡（Ag不允许）
•25
去Si衬底
522( HNO3:HF:冰乙酸)
S u b s tra te S u s c e p to r H2 TM G bubbler
氢气H2 三甲基镓源 TMG
Ga(CH3)3(v)+NH3(v)一GaN(s)+3CH4(v)
衬底 石墨支撑盘
NH3 TMG
•15
外延层结构
200nm
2nm=0.002um 8nm=0.008um
3~4um
•44
封装形式有Lamp-LED、 TOP-LED、SideLED、SMD-LED、High-Power-LED等。
LAMP
食人鱼
TOP LED
大功率LED
•45
封装工艺说明
芯片检验 镜检：材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑（lockhill） 芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求电极图案是否 完整
•11
RIE (Reactive Ion Etching)反应离子刻蚀
•12
ICP (Induced Coupled Plasma)
电感耦合等离子体
•13
外延材料生长
MOCVD 记编号 放片子
•14
反应原理、反应方程式 反应管
氨气NH3
Reactor cham ber (CH3 )3 G a + NH 3 --> GaN + 3 CH4 NH3
P型接触层蒸发合金
•20
粘结层蒸发
•21
粘结层光刻
•22
薄膜转移
bonding
双面镀金基板
压力/温度
压头 石墨 外延片与基板
•23
灌蜡 堵住沟槽，保护Ag
•24
金锡邦定 金金邦定不牢，表面不干净，因在邦定前不能用
H2SO4泡（Ag不允许）
•25
去Si衬底
522( HNO3:HF:冰乙酸)
S u b s tra te S u s c e p to r H2 TM G bubbler
氢气H2 三甲基镓源 TMG
Ga(CH3)3(v)+NH3(v)一GaN(s)+3CH4(v)
衬底 石墨支撑盘
NH3 TMG
•15
外延层结构
200nm
2nm=0.002um 8nm=0.008um
3~4um
•44
封装形式有Lamp-LED、 TOP-LED、SideLED、SMD-LED、High-Power-LED等。
LAMP
食人鱼
TOP LED
大功率LED
•45
封装工艺说明
芯片检验 镜检：材料表面是否有机械损伤及麻点麻坑（lockhill） 芯片尺寸及电极大小是否符合工艺要求电极图案是否 完整
•11
RIE (Reactive Ion Etching)反应离子刻蚀
•12
ICP (Induced Coupled Plasma)
电感耦合等离子体
•13
外延材料生长
MOCVD 记编号 放片子
•14
反应原理、反应方程式 反应管
氨气NH3
Reactor cham ber (CH3 )3 G a + NH 3 --> GaN + 3 CH4 NH3
LED芯片制程PPT课件
.
23
23
钝化层光刻
.
24
24
钝化层刻蚀
.
25
25
钝化层去胶
.
26
26
检验
.
27
27
减薄
.
28
28
划片
.
29
29
裂片
.
30
30
▪ 划片,裂片工作流程图
划片前晶片背面
划片后背面
划片后,侧视图 裂片后,侧视图
.
31
31
测试分检
.
32
32
LED:What’s inside?
封装好的LED
.
5
5
2 . LED发光原理
n型
形成结
p型
空间电荷区
导带
自由电子
EF
VD 禁带
空穴 价带
VD：扩散电位
n型 —
空间电荷区 形成结
正向电压
自由电子
EF
p型
+
VD-V
未施加外电压的平衡状态
发光层
空穴
施加p型为正、n型为负的电压后
.
6
6 参考文献：《LED照明设计与应用》作者：(日)LED照明推进协会|译者:李农//杨燕
1、光刻胶：正胶和负胶
2、曝光：光学曝光就可分为接触式、接近式、投影式、直接分步重 复触式，此外，还有电子束曝光和X射线曝光等。
3、显影：湿法去胶，非金属用浓硫酸去胶，金属用有机溶剂去胶。
干法去胶，等离子去胶和紫外光分解去胶。
紫外线
显
光刻掩 膜板
正性光刻胶
影
.
15
15
刻蚀技术
【精品】LED晶片、芯片及制造工艺流程PPT课件
芯片晶粒种类表
晶粒种类 类别 颜色 波长 结构
红
高亮度红 橙 高亮度橙
645nm~655nm
630nm~645nm 605nm~622nm
AlGaAs/GaAs
AlGaInP/GaAs GaAsP/GaP AlGaInP/GaAs
黄
可见光 高亮度黄 黄绿 高亮度黄绿
585nm~600nm
GaAsP/GaP
芯片按组成元素可分为：
☆ 二元晶片(磷﹑镓)：H﹑G等；
☆ 三元晶片(磷﹑镓 ﹑砷)：SR(较亮红色GaA/AS 660nm)、 HR (超亮红色 GaAlAs 660nm)、UR(最亮红色GaAlAs 660nm)等；
☆ 四元晶片(磷﹑铝﹑镓﹑铟)：SRF( 较亮红色 AlGalnP )、HRF(超亮红色 AlGalnP)、URF(最亮红色 AlGalnP 630nm)、VY(较亮黄色GaAsP/GaP 585nm)、 HY(超亮黄色 AlGalnP 595nm)、UY(最亮黄色 AlGalnP 595nm)、UYS(最亮黄色 AlGalnP 587nm)、UE(最亮桔色 AlGalnP 620nm)、HE(超亮桔色 AlGalnP 620nm)、 UG (最亮绿色 AIGalnP 574nm) LED等。
Chip Size： 14mil×14mil±0.5mil Emitting Area： 12mil×12mil±0.5mil Bonding Pad : 3.8mil±0.5mil Chip Thickness： 7mil±0.5mil Electrode material ：Au 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Cathode N-Cladding CART MQW* P-Cladding Transparent layer Reflective layer Substrate Anode
LED芯片制造的工艺流程PPT教学课件
二、LED芯片衬底材料的选用
• LED芯片首要考虑的问题：衬底材料的选用。 • 选择衬底依据：根据设备和LED器件的要求进行选择。
二、LED第芯16片页衬/共底6材5页料的选用
三种衬底材料
目前市面上一般有三种材料可作为衬底 • 蓝宝石（Al2O3） • 硅 (Si) • 碳化硅（SiC）
除了以上三种常用的衬底材料之外，还有GaAs、AlN、ZnO等材料。 下面分别介绍三种材料的特点
• 蓝宝石的硬度非常高，在自然材料中其硬度仅次于
二、LED第芯22片页衬/共底6材5页料的选用
1、蓝宝石作为衬底存的一些问题
• （4）导热性能不是很好（在100℃约为25W/（m·K））。 为了克服以上困难，很多人试图将GaN光电器件直接生长在硅衬底上，从而改善导热和导电性能。
二、LED第芯23片页衬/共底6材5页料的选用
LED芯片制造的工艺流程 属LED上游产业 靠设备
第1页/共65页
引言
• LED是二极管，是半导体。 • 本节讨论的LED的制造=LED的芯片制造。 • LED的制造工艺和其它半导体器件的制造工艺有很多相同之处。 • 除个别设备外，多数半导体设备经过改进可以用于LED的制造。
第2页/共65页
引言
一ledled芯片制造设备芯片制造设备mocvd金属有机物化学气相淀积metalorganicchemicalvapordeposition一ledled芯片制造设备芯片制造设备一ledled芯片制造设备芯片制造设备一ledled芯片制造设备芯片制造设备一ledled芯片制造设备芯片制造设备一ledled芯片制造设备芯片制造设备第10页共65页6清洗机一ledled芯片制造设备芯片制造设备第11页共65页7划片机一ledled芯片制造设备芯片制造设备第12页共65页7划片机一ledled芯片制造设备芯片制造设备同一功能有不同型号设备选择第13页共65页8芯片分选机一ledled芯片制造设备芯片制造设备第14页共65页9led芯片的制造一ledled芯片制造设备芯片制造设备第15页共65页二led芯片衬底材料的选用二ledled芯片衬底材料的选用芯片衬底材料的选用第16页共65页三种衬底材料目前市面上一般有三种材料可作为衬底碳化硅sic除了以上三种常用的衬底材料之外还有gaasalnzno等材料
LED芯片制造的工艺流程课件
长寿命
LED芯片的使用寿命长，可达到 数万小时，减少了更换灯具的频
率和维护成本。
多样化设计
LED芯片可以制作成各种形状和 大小，方便应用于各种照明场景，
满足不同的设计需求。
显示领域
高亮度
LED芯片能够产生高亮度，使得显示屏幕在强光下 也能清晰可见。
色彩鲜艳
LED芯片可以发出多种颜色的光，使得显示屏幕能 够呈现更加鲜艳和真实的色彩。
详细描述
封装与测试阶段包括将LED芯片粘贴到散热基板上，然后进行必要的焊接和引脚连接。最后进行性能 测试，如亮度、色温、稳定性等，以确保产品符合规格要求。这一阶段也是对前面工艺流程质量的最 终检验。
03
LED芯片制造的关键技术
MOCVD技术
MOCVD技术是制造LED芯片的核心技术之一，它通过将金属有机物和气 相化合物输送到反应室内，在衬底表面进行化学反应，形成所需的薄膜。
可靠性和稳定性。
改进封装工艺
02
通过改进封装工艺，降低封装成本，提高产品的质量和一致性。
强化测试环节
03
对外延片、芯片、封装品等各个阶段进行严格的质量检测和控
制，确保产品的性能和质量。
05
LED芯片制造的应用与前景
照明领域
节能环保
LED芯片具有高效节能和环保的 特点，能够替代传统照明灯具， 降低能源消耗和减少环境污染。
LED芯片的特点
LED芯片具有高效、节能、环保、寿命长等优点，广泛应用于照明、显示、指 示等领域。
LED芯片制造的重要性
推动产业发展
满足市场需求
LED芯片制造是LED产业的核心环节， 其技术水平和产能直接决定了整个 LED产业的发展水平。
随着人们对LED照明和显示需求的增 加，LED芯片制造能够满足市场对高 效、节能、环保照明产品的需求。
LED芯片制作流程ppt课件
分拣
经过分拣的管芯就可以进行封装，成为一个个的LED.
.
38
以上就是LED芯片制作的一般过程，不同厂家的芯片在制程上可能 有一些差别
.
39
.
40
LED芯片制作流程
.
1
1.概况 2.外延 3.管芯
报告内容
.
2
LED芯片结构
MQW=Multi-quantum well,多量子阱
.
3
LED 制造过程
Sapphire 蓝宝石
衬底材料生长
LED结构 MOCVD生长
芯片加工
芯片切割
.
器件封装
4
LED制程工艺
LED三个过程：材料生长、芯片制备、器件封装。
.
18
外延片
.
19
为什么 有个缺 口呢？
绿光外延片
.
20
管芯制作
蒸发 光刻 划片裂片 分拣
.
21
外延片
蒸镀电极
剥离
黄光区
磊晶
光刻 电极
合金
分拣
清洗
ICP刻蚀
减薄
目检
生长ITO
光刻
切割
测试
ITO
.
22
光刻ITO
ICP刻蚀
光刻电极
蒸镀电极
剥离、合金
光刻胶 ITO
P-GaN
金电极
.
MQW
N-GaN
显影后的图形
后烘：使光刻胶更坚固，避免被保护的地方发生腐蚀 腐蚀：用36%-38%的盐酸腐蚀ITO
.
28
光刻电极
掩膜板
.
29
显影后的图形
蒸发
剥离
《LED工艺制程》课件
V. 晶圆切割技术
晶圆切割技术对于生产高效可靠的LED至关重要。常用方法有激光切割和研 磨切割，以获取所需的芯片大小。
VI. 荧光粉涂敷技术
荧光粉涂敷技术是改善LED发光效率的关键步骤。了解不同涂敷方法和材料将帮助提高LED的色彩还原 度和亮度。
VII. 封装技术
封装技术是将LED芯片与基板、引线等元器件连接起来，保护芯片并提供电 连接。了解封装技术对于设计高性能LED灯具至关重要。
《LED工艺制程》PPT课 件
通过本PPT课件，您将了解LED工艺制程的基本原理、生产流程、质量控制 以及未来发展趋势。
I. 介绍LED工艺制程
LED工艺制程是指LED芯片的生产过程，涵盖了衬底生长、晶圆切割、荧光 粉涂敷、封装、热处理等关键技术。
II. LED基本原理
LED通过半导体材料的载流子复合释放能量，将电能转化为可见光。了解LED基本原理是理解工艺制程 的基础。
III. LED生产流程概述
1
衬底生长技术Biblioteka 介绍衬底生长技术，如金属有机化合物气相沉积（MOCVD）。
2
晶圆切割技术
探讨LED晶圆的切割方法，如激光切割和研磨切割。
3
荧光粉涂敷技术
说明荧光粉的涂敷过程，以提高LED的发光效率。
IV. 衬底生长技术
衬底生长技术是生产LED晶片的关键步骤。常用技术包括金属有机化合物气相沉积（MOCVD）和分子 束外延（MBE）。
VIII. 热处理技术
热处理技术主要用于提高LED晶片的结晶质量和提高发光效率。了解热处理 的原理和方法对于优化工艺制程非常重要。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
electrodes
Packaging Characterization
光学知识
Power Power per unit area Power per unit solid angle
Radiometry Watt (W) W/m2 W/sr
Photometry lumen (lm) lm/m2 = lux (lx)
LED芯片制程
LED 发光管是怎样练成的
Sapphire 蓝宝石
2-inch
衬底材料 生长或购
买衬底
芯片切割 芯片加工
LED结构 MOCVD生长
器件封装
LED芯片制程
氮化物LED发光管的器件结构及发光机理
electrons
N 欧姆 接触
P 欧姆接触
电子空穴 复合发光Fra bibliotek蓝宝石或碳化硅
LED芯片制程
p-GaN
N-GaN 缓冲层
蓝宝石
MQW
金属离子
LED芯片制程
有机物
LED芯片制程
刻蚀
Cl2+Bcl3+Ar
LED芯片制程
3#液
LED芯片制程
LED芯片制程
LED芯片制程
KI+I2
LED芯片制程
丙酮+酒精
LED芯片制程 O2
LED芯片制程
LED芯片制程
LED芯片制程
LED芯片制程
N2
LED芯片制程
LED芯片制程
LED芯片制程
气体，功率
LED芯片制程
LED芯片制程
LED芯片制程
LED芯片制程
丙酮
LED芯片制程
LED芯片制程
LED芯片制程
LED芯片制程
LED芯片制程
▪ 划片,裂片工作流程图
划片前晶片背面
划片后背面
划片后,侧视图 裂片后,侧视图
扩膜后,正视图
Photometry is just like radiometry except that everything is weighted by
the spectral response of the eye
lm/sr = candela (cd)
立体角:
Solid angle: sr = 2 (1 - cos(θ/2))
LED芯片制程
LED芯片制程
A packaged LED
Different parts of an LED
epoxy dome
bond wires
semiconductor chip
“silver cup” reflector
Process flow: Design Growth
Processing