LED外延片生产工艺流程
LED外延片生产工艺流程
LED外延片生产工艺流程首先是单晶制备。
LED外延片制备的起点是高纯度的单晶材料，通常采用的是蓝宝石基底。
首先将蓝宝石片放入高温炉中进行加热，之后再加入适量的金刚石微粉，通过物理或化学气相沉积的方法，使其在蓝宝石片上生长出具有一定晶格结构的单晶蓝宝石。
接下来是外延片生长。
外延片生长是指在蓝宝石片上生长出LED芯片所需要的材料层，通常采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)技术。
首先将所需的金属有机物与氢气进行混合，然后通过氢气扩散到蓝宝石基底上，使其在高温高压的环境下发生化学反应，从而使材料层逐渐增厚。
然后是切割。
切割是将外延片切割成多个小块的过程，每个小块即为一个LED芯片。
切割通常使用钢片或硬质合金切割盘进行，切割盘表面涂有金刚石颗粒。
外延片放在切割盘上，通过旋转切割盘快速切割，使外延片切割成小块。
切割后要注意去除切割盘表面的金属和外延片上的硅胶。
然后是抛光。
抛光是为了去除外延片表面的缺陷和提高光学性能。
首先将切割好的小块放在抛光机上，将外延片的表面与抛光盘的表面摩擦，使外延片的表面逐渐变平。
然后使用不同颗粒的抛光液进行多次抛光，直到外延片表面达到所需的平整度和光学性能。
最后是检测。
检测是为了保证外延片的质量和性能。
检测通常包括外观检测、电学性能测试和光学性能测试。
外观检测主要是检查外延片表面的缺陷和污染情况；电学性能测试主要是检测外延片的电阻、电容等电学性能指标；光学性能测试主要是检测外延片的发光效率、发光波长等光学性能指标。
综上所述，LED外延片生产工艺流程包括单晶制备、外延片生长、切割、抛光和检测等步骤。
这些步骤在完整的制造工艺中相互关联，每一步都至关重要，对于制造高质量的LED芯片至关重要。
LED外延片工艺流程
LED外延片工艺流程：LED外延片工艺流程如下：衬底- 结构设计- 缓冲层生长- N型GaN层生长- 多量子阱发光层生- P型GaN层生长- 退火- 检测（光荧光、X射线）- 外延片外延片- 设计、加工掩模版- 光刻- 离子刻蚀- N型电极（镀膜、退火、刻蚀）- P型电极（镀膜、退火、刻蚀）- 划片- 芯片分检、分级具体介绍如下：固定：将单晶硅棒固定在加工台上。
切片：将单晶硅棒切成具有精确几何尺寸的薄硅片。
此过程中产生的硅粉采用水淋，产生废水和硅渣。
退火：双工位热氧化炉经氮气吹扫后，用红外加热至300~500℃，硅片表面和氧气发生反应，使硅片表面形成二氧化硅保护层。
倒角：将退火的硅片进行修整成圆弧形，防止硅片边缘破裂及晶格缺陷产生，增加磊晶层及光阻层的平坦度。
此过程中产生的硅粉采用水淋，产生废水和硅渣。
分档检测：为保证硅片的规格和质量，对其进行检测。
此处会产生废品。
研磨：用磨片剂除去切片和轮磨所造的锯痕及表面损伤层，有效改善单晶硅片的曲度、平坦度与平行度，达到一个抛光过程可以处理的规格。
此过程产生废磨片剂。
清洗：通过有机溶剂的溶解作用，结合超声波清洗技术去除硅片表面的有机杂质。
此工序产生有机废气和废有机溶剂。
RCA清洗：通过多道清洗去除硅片表面的颗粒物质和金属离子。
具体工艺流程如下：SPM清洗：用H2SO4溶液和H2O2溶液按比例配成SPM溶液，SPM溶液具有很强的氧化能力，可将金属氧化后溶于清洗液，并将有机污染物氧化成CO2和H2O。
用SPM清洗硅片可去除硅片表面的有机污物和部分金属。
此工序会产生硫酸雾和废硫酸。
DHF清洗：用一定浓度的氢氟酸去除硅片表面的自然氧化膜，而附着在自然氧化膜上的金属也被溶解到清洗液中，同时DHF抑制了氧化膜的形成。
此过程产生氟化氢和废氢氟酸。
APM清洗：APM溶液由一定比例的NH4OH溶液、H2O2溶液组成，硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜（约6nm呈亲水性），该氧化膜又被NH4OH腐蚀，腐蚀后立即又发生氧化，氧化和腐蚀反复进行，因此附着在硅片表面的颗粒和金属也随腐蚀层而落入清洗液内。
LED外延片工艺流程
LED外延片工艺流程
第一步：材料准备
材料准备是整个工艺流程的第一步，主要包括液态外延源材料的配制，包括金属有机气相外延（MOVPE）的源气体、溶液或粉末，以及外延基片
的选择。
材料的选取和配制在工艺中起着至关重要的作用，决定了外延片
的质量和性能。
第二步：晶体生长
晶体生长是外延片工艺的核心步骤，它包括将材料加热到适当的温度，使其在外延基片上生长出晶体。
晶体生长的方法有多种，如流体外延法（MOCVD）、气相外延法（VPE）等。
晶体生长的条件和参数需要根据具体
材料和器件要求进行调整。
第三步：原始外延片加工
在晶体生长完成后，外延片需要进行一系列的加工步骤，以得到符合
要求的外延片。
这些加工步骤包括外延片去掉残留的外延材料、切割成适
当大小的片状、进行化学机械抛光（CMP）等。
第四步：表面处理
表面处理是为了提高外延片的表面质量和电学特性。
它包括去除表面
污染物、改善表面平整度、提高表面光洁度等。
常用的表面处理方法有氧化、化学溶液处理、离子注入、聚焦离子激活、成键等。
第五步：测试
测试是对外延片进行性能测量和质量检验的过程。
通过测试，可以评估外延片的电学特性、光电特性和可靠性，以确保其质量符合产品要求。
常用的测试方法包括IV测试、光谱测试、X射线衍射、显微镜观察等。
以上是一个大致的LED外延片工艺流程，不同的企业和研究机构可能会有一些微小的差异。
随着科技的进步和工艺的不断优化，LED外延片工艺流程也在不断演变，以提高LED器件的性能和可靠性。
led外延片生产流程
近十几年来，为了开发蓝色高亮度发光二极管，世界各地相关研究的人员无不全力投入。
而商业化的产品如蓝光及绿光发光二级管LED 及激光二级管LD 的应用无不说明了III－V 族元素所蕴藏的潜能。
在目前商品化LED 之材料及其外延技术中，红色及绿色发光二极管之外延技术大多为液相外延成长法为主，而黄色、橙色发光二极管目前仍以气相外延成长法成长磷砷化镓GaAsP 材料为主。
一般来说，GaN 的成长须要很高的温度来打断NH3 之N-H 的键解，另外一方面由动力学仿真也得知NH3 和MO Gas 会进行反应产生没有挥发性的副产物。
LED 外延片工艺流程如下：衬底 - 结构设计- 缓冲层生长- N型GaN 层生长- 多量子阱发光层生- P 型GaN 层生长- 退火- 检测（光荧光、X 射线） - 外延片；外延片- 设计、加工掩模版- 光刻- 离子刻蚀- N 型电极（镀膜、退火、刻蚀） - P型电极（镀膜、退火、刻蚀） - 划片- 芯片分检、分级具体介绍如下：固定：将单晶硅棒固定在加工台上。
切片：将单晶硅棒切成具有精确几何尺寸的薄硅片。
此过程中产生的硅粉采用水淋，产生废水和硅渣。
退火：双工位热氧化炉经氮气吹扫后，用红外加热至300~500℃，硅片表面和氧气发生反应，使硅片表面形成二氧化硅保护层。
倒角：将退火的硅片进行修整成圆弧形，防止硅片边缘破裂及晶格缺陷产生，增加磊晶层及光阻层的平坦度。
此过程中产生的硅粉采用水淋，产生废水和硅渣。
分档检测：为保证硅片的规格和质量，对其进行检测。
此处会产生废品。
研磨：用磨片剂除去切片和轮磨所造的锯痕及表面损伤层，有效改善单晶硅片的曲度、平坦度与平行度，达到一个抛光过程可以处理的规格。
此过程产生废磨片剂。
清洗：通过有机溶剂的溶解作用，结合超声波清洗技术去除硅片表面的有机杂质。
此工序产生有机废气和废有机溶剂。
RCA清洗：通过多道清洗去除硅片表面的颗粒物质和金属离子。
具体工艺流程如下：SPM 清洗：用H2SO4 溶液和H2O2 溶液按比例配成SPM 溶液，SPM 溶液具有很强的氧化能力，可将金属氧化后溶于清洗液，并将有机污染物氧化成CO2 和H2O。
LED的生产工艺流程及其设备ppt课件
LED衬底材料制作--研磨和蚀刻
晶面研磨
通以特定粒度及粘性的研磨液，加 外研磨盘的公转和自转，达到均匀 磨平晶片切片时留下的锯痕、损伤 等不均匀表面。
晶片蚀刻
蚀刻的目的在于除去先前各步机械 加工所造成的损伤，同时获得干净 且光亮的表面，刻蚀化学作用可区 分为酸性及碱性反应。
晶片研磨机
LED衬底材料制作--退火与抛光
按着淀积过程中发生化学的种类不同可以分为热解法 、氧化法、还原法、水解法、混合反应等。
LED外延制作--CVD的优缺点
CVD制备的薄膜最大的特点是致密性好、高效率、良好的台阶 覆、孔盖能力、可以实现厚膜淀积、以及相对的低成本；
缺点是淀积过程容易对薄膜表面形成污染、对环境的污染等 常压CVD（APCVD）的特点是不需要很好的真空度、淀积速度
蓝宝石衬底紫外LED
LED生产工艺流程
蓝宝石衬底白光LED
LED生产工艺流程
所举例子只是一种LED制作工艺， 不同的厂家都有自己独到的一套制作工 艺，各厂家所使用的设备都可能不一样 ，各道工序的作业方式、化学配方等也 不一样，甚至不同的厂家其各道制作工 序都有可能是互相颠倒的。
但是万变不离其宗，其主要的思想 都是一样的：外延片的生长（PN结的 形成）---电极的制作（有金电极，铝电 极，并形成欧姆接触）---封装。
LED外延制作--液相外延的缺点
当外延层与衬底的晶格失配大于1%时生ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ长发生困难。
由于生长速率较快，难以得到纳米厚度 的外延材料。
外延层的表面形貌一般不如汽相外延的 好。
LED外延制作液相外延的生长原理
LED外延制作
液相外延示意图
LED外延制作
实 际 液 相 外 延 设 备
外延片工艺流程
外延片工艺流程外延片工艺流程是指在制备半导体外延片时所需的一系列工艺步骤，它是半导体制造过程中至关重要的一环。
下面将详细介绍外延片工艺的主要流程。
首先，需要准备硅基片。
硅基片是外延片生长的基材，通常是单晶硅。
在准备硅基片的过程中，首先需要清洗硅片表面，去除其中的杂质和污染物。
然后，对硅片进行化学、物理上的处理，以提高其晶格结构和表面平整度。
接着，进行外延层的生长。
外延层是半导体基片上新生成的材料层，可以是单晶硅、氮化镓、磷化镓等。
外延层的生长常采用化学气相沉积（CVD）的方法。
在这个过程中，需要将原料气体注入到管道中，然后经加热和反应，形成所需的外延材料。
通过控制温度、气压、气体流量等参数，可以获得特定组分和厚度的外延层。
在外延层生长完毕后，需要进行表面处理。
这个步骤的目的是去除外延层表面的氧化物和杂质，使其变得平整、洁净。
常用的表面处理方法包括化学机械抛光、溶液腐蚀等。
通过表面处理，可以提高外延层的光电性能和表面平整度。
接下来是特征加工的步骤。
这个过程中，需要利用光刻、干蚀刻等技术，在外延层表面形成特定的结构和图案。
通过特征加工，可以制备出半导体器件的组成结构，如晶体管、二极管等。
特征加工中的光刻工艺是其中最重要的一环，它需要使用光刻胶将图案转移到外延层表面，然后通过蚀刻等方法将不需要的材料移除。
最后是器件制造和封装的过程。
在这个阶段，需要利用金属电极、介质等材料对外延层进行加工和封装，形成成品器件。
制造过程中需要进行各种测试，确保器件的质量和性能达到设计要求。
外延片工艺流程是一个复杂而精细的制造过程，需要高度的专业知识和严格的操作控制。
每个工艺步骤都对最终产品的质量和性能有着重要影响。
随着半导体技术的不断发展，外延片工艺也在不断地进步和改进，以满足不断增长的市场需求。
led外延方法原理
led外延方法原理LED外延方法原理LED（Light Emitting Diode）是一种能够发光的半导体器件，其发光原理是基于半导体材料的电致发光效应。
而实现LED器件生长的一种常用方法就是外延方法。
本文将介绍LED外延方法的原理和过程。
一、外延方法的定义和原理外延方法是指在已有晶片基片上，通过化学气相沉积或分子束外延等技术，沉积形成与晶片基片具有相同晶格结构的材料层。
在LED 制造中，外延方法用于在晶片基片上生长各种半导体材料层，从而形成LED器件的结构。
外延方法的基本原理是利用化学反应或物理沉积的方式，在晶片基片上沉积相应的半导体材料。
在LED制造中，常用的外延方法有金属有机化学气相沉积（MOCVD）和分子束外延（MBE）等。
二、外延方法的过程1. 晶片基片准备：选择适合LED生长的基片材料，如蓝宝石（sapphire）或碳化硅（SiC）等。
对基片进行表面处理，以提高生长质量。
2. 生长前处理：对基片进行预处理，如去除氧化物，清洗表面等，以确保生长过程中的杂质和缺陷尽可能少。
3. 生长材料选择：根据所需的LED器件结构和性能要求，选择适当的半导体材料进行生长。
常用的材料有氮化镓（GaN）、磷化镓（GaP）等。
4. 生长过程：将选择的材料以气体的形式输入到反应室中，通过化学气相沉积或分子束外延等方法，使材料在基片表面结晶生长。
控制生长条件，如温度、气压、流量等，以获得所需的材料结构和性能。
5. 生长结束和后处理：根据需要，可以进行退火、清洗、切割等后续处理，以优化材料的质量和器件的性能。
三、外延方法的优势和应用外延方法具有以下优势：1. 可控性高：外延方法可以精确控制材料的厚度、组分和结构，从而满足不同LED器件的要求。
2. 生长速度快：外延方法可以实现大面积、均匀的材料生长，提高生产效率。
3. 可扩展性强：外延方法适用于各种基片材料和材料组合，具有较强的可扩展性和适应性。
外延方法在LED制造中得到广泛应用。
深紫外发光二极管外延片及其制备方法、深紫外LED与流程
深紫外发光二极管外延片及其制备方法、深紫外LED与流程深紫外发光二极管（deep ultraviolet light-emitting diode，DUV-LED）是一种重要的光电器件，其波长在200到300纳米之间，可以用于水和空气的杀菌、紫外线化学反应、纳米技术以及通信技术等领域。
本文将介绍深紫外发光二极管的外延片制备方法以及制备流程。
深紫外发光二极管的外延片制备方法主要分为两种，一种是分子束外延（molecular beam epitaxy，MBE）法，一种是金属有机化学气相沉积（metal organic chemical vapor deposition，MOCVD）法。
下面将分别介绍这两种方法。
MBE法是一种高真空下使用分子束来沉积材料的一种外延方法。
该方法可以得到高质量的晶体，并且可以控制材料生长的方向和厚度。
MBE法制备深紫外发光二极管的外延片需要先制备好石英基板。
制备过程中需要先将石英基板放在超声波清洗机中清洗，然后用去离子水清洗干净，并放到电子束蒸发机中器中旋转蒸镀一层金牌（如NiCr，Au），其厚度大约为500 nm，然后再放到MBE装置中进行高温蒸发生长。
MOCVD法则是将金属有机化合物和气体分子一同送入反应室，通过化学反应沉积出二极管外延片，这种方法可以在较高的温度下使用，可以大规模生产。
制备深紫外发光二极管外延片需要先将蓝宝石基板放进反应管中，并用气体清洗反应室，然后用电子束蒸发机器将石英基板蒸镀一层金牌。
接着，在基板上沉积一层氧化铝作为绝缘层，并在顶部沉积一层厚度约为1μm的p型掺杂层和n型掺杂层。
接下来，将Ar和H2混合气体流入反应管中，并加入夹带材料，如铝、镁等。
打开反应管中心架上的氢氧化氨和三甲基镓，等到气体充分混合后，将反应管预设温度升高，开始产生所需的化学反应，并沉积光致发光材料。
将制备好的外延片进行成型后，就可以进行后续的加工-成品制作。
制造深紫外发光二极管的流程如下：首先，在成型之后，将制备好的外延片打薄，用化学蚀刻方法蚀除掉非光致发光材料，将光致发光材料露出来。
led外延片的主要工艺流程
led外延片的主要工艺流程LED外延片是LED芯片的重要组成部分，其质量和工艺直接影响LED芯片的性能和稳定性。
本文将重点介绍LED外延片的主要工艺流程，包括原料准备、衬底制备、外延生长、晶片切割等环节。
一、原料准备LED外延片的主要原料包括氮化镓片、掺杂气体和其他辅助材料。
首先需要对氮化镓片进行预处理，包括表面清洗、电化学抛光和化学机械抛光等工艺，以保证衬底表面的平整度和清洁度。
同时，需要对掺杂气体进行准备，以满足外延生长中对掺杂原子的需求。
此外，还需要准备其他辅助材料，如外延反应室、石英炉管、加热系统等设备。
二、衬底制备衬底制备是LED外延片制备的重要环节，包括表面处理和掺杂处理。
在表面处理过程中，需要采用化学气相沉积（CVD）等技术，对衬底表面进行原子级的处理，以消除缺陷和提高晶格完整性。
在掺杂处理过程中，需要向衬底中引入掺杂原子，以调节材料的导电性和发光性能。
三、外延生长外延生长是LED外延片制备的关键环节，主要包括氮化镓外延生长和掺杂外延生长两个过程。
在氮化镓外延生长过程中，需要将氮化镓晶体在高温环境下在衬底表面上沉积，形成外延层。
而在掺杂外延生长过程中，需要向外延层中引入掺杂原子，以调节LED芯片的电学特性。
四、晶片切割晶片切割是LED外延片制备的最后一道工艺环节，主要包括划线、切割和打磨三个步骤。
在划线过程中，需要在外延片表面进行划线，以确定晶片的大小和形状。
在切割过程中，需要使用磨刀将外延片切割成多个晶片。
而在打磨过程中，需要对切割后的晶片进行打磨，以去除切割产生的裂纹和瑕疵。
综上所述，LED外延片的制备主要包括原料准备、衬底制备、外延生长和晶片切割四个工艺环节。
这些工艺环节相互关联，相互作用，共同保障LED外延片的质量和性能。
通过不断优化工艺流程，提高生产技术水平，可以有效提高LED外延片的生产效率和质量稳定性，推动LED产业的健康发展。
LED外延片--外延工艺
由LED工作原理可知，外延材料是LED的核心部分，事实上，LED的波长、亮度、正向电压等主要光电参数基本上取决于外延材料。
发光二极管对外延片的技术主要有以下四条：①禁带宽度适合。
②可获得电导率高的P型和N型材料。
③可获得完整性好的优质晶体。
④发光复合几率大。
外延技术与设备是外延片制造技术的关键所在，金属有机物化学气相淀积(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition，简称MOCVD)技术生长III-V族，II-VI族化合物及合金的薄层单晶的主要方法。
II、III族金属有机化合物通常为甲基或乙基化合物，如：Ga(CH3)3，In(CH3)3，Al(CH3)3，Ga(C2H5)3，Zn(C2H5)3等，它们大多数是高蒸汽压的液体或固体。
用氢气或氮气作为载气，通入液体中携带出蒸汽，与V族的氢化物（如NH3，PH3，AsH3）混合，再通入反应室，在加热的衬底表面发生反应，外延生长化合物晶体薄膜。
MOCVD具有以下优点：用来生长化合物晶体的各组份和掺杂剂都可以以气态方式通入反应室中，可以通过控制各种气体的流量来控制外延层的组分，导电类型，载流子浓度，厚度等特性。
因有抽气装置，反应室中气体流速快，对于异质外延时，反应气体切换很快，可以得到陡峭的界面。
外延发生在加热的衬底的表面上，通过监控衬底的温度可以控制反应过程。
在一定条件下，外延层的生长速度与金属有机源的供应量成正比。
MOCVD及相关设备技术发展现状：MOCVD技术自二十世纪六十年代首先提出以来，经过七十至八十年代的发展，九十年代已经成为砷化镓、磷化铟等光电子材料外延片制备的核心生长技术。
目前已经在砷化镓、磷化铟等光电子材料生产中得到广泛应用。
日本科学家Nakamura将MOCVD应用氮化镓材料制备，利用他自己研制的MOCVD设备(一种非常特殊的反应室结构)，于1994年首先生产出高亮度蓝光和绿光发光二极管，1998年实现了室温下连续激射10,000小时，取得了划时代的进展。
LED外延工艺
外延技术的分类
• • • • 外延技术与设备是外延片制造技术的关键所在。 液相外延 （Linquid Phase Epitaxy LPE）3-4族化合物的外延 气相外延 （Vapor Phase Epitaxy VPE）硅的主要外延工艺 固相外延 （Solid Phase Epitaxy SPE）离子注入退火过程 分子束外延（Molecular Beam Epitaxy MBE）
外延工艺
• 由LED工作原理可知，外延材料是LED的核心部分，事实上， LED的波长、亮度、正向电压等主要光电参数基本上取决于外延 材料。发光二极管对外延片的技术主要有以下四条： • ①禁带宽度适合。 • ②可获得电导率高的P型和N型材料。 • ③可获得完整性好的优质晶体。 • ④发光复合几率大。
外延制作工艺之化学气相淀积
• 化学气相淀积是反应物以气态到达加热的衬底表面发生化学反应，形成固 态薄膜和气态产物。 • 根据化学气相沉淀过程的需要，所选择的化学反应通常应该满足： • （1）反应物质在室温或不太高的温度下最好是气态，或由很高的蒸气压， 且有很高的纯度； • （2）通过沉积反应能够形成所需要的材料沉积层； • （3）反应易于控制。 • CVD可以制备金属薄膜和无机薄膜等 • 化学气相沉积种类很多，主要有：常压气相沉积、低压气相沉积、超低压 CVD/等离子体增强型CVD、激光增强型CVD、金属氧化物CVD等方法 • 按照发生化学种类不同还可以分为：热解法、氧化法、还原法、水解法、 混合反应等
外延制作工艺之化学气相淀积的优缺点
• CVD制备的薄膜最大的特点是致密性好、高效率、良好的台阶覆、孔盖能 力、可以实现厚膜淀积、以及相对的低成本 • 缺点：淀积过程容易对薄膜表面形成污染、对环境的污染等 • 常压CVD特点：不需要很好的真空度、淀积速度非常快、反应受温度影响 不大，淀积速度主要受反应气体的输运速度的影响 • MOCVD优点：反应温度低，广泛应用在化合物半导体制备上，特别是高亮 LED的制备上。
5外延片的制造工艺
外延片的制造工艺
（6）检验
抛光表面在600倍显微镜下观察无划痕，亮点、桔 皮等缺陷，平行度好、平面度小，表面光洁度3到4级， 经X光双晶衍射测量摆动曲线半峰宽小于30秒。
外延片的制造工艺
• MOCVD外延片生长
MOCVD ： 金属有机物化学气相淀积(Metal-Organic
Chemical Vapor Deposition，简称MOCVD)
硅衬底对光的吸收严重，LED出光效率低。
但是能用于生产的衬底目前只有二种，即蓝宝石Al2O3和碳化硅SiC衬底。
氮化镓衬底
1.制备氮化镓体单晶材料非常困难
2.氮化镓生长的最理想的衬底自然是氮化镓单晶材料 3.通过剥离技术实现衬底和氮化镓厚膜的分离，分离后的氮化镓厚膜可 作为外延用的衬底。
4.可以大大提高晶圆膜的晶体质量，降低位错密度，提高器件工作寿命， 提高发光效率，提高器件工作电流密度。
•由于GaN与衬底晶格失配为15 ．4％，因此要生长平坦而没有 裂纹的高质量GaN外延层非常困 难。Amano提出利用低温生长 AlN或GaN作为缓冲再与高温 (1000℃)生长GaN的二段生长法 得到表面平坦如镜，低剩余载 流子浓度，高电子迁移率的高
Al2O3衬底
外延片的制造工艺
2、外延片制造的基本流程
SiC衬底（碳化硅衬底） 化学稳定性好、导电性能好、导热性能好、不吸收可见光、价格
太高、晶体质量难以达到Al2O3和Si那么好、机械加工性能比较差。芯片电 极为L型，两个电极分布在器件的表面和底部，所产生的热量可以通过电极 直接导出；
目前用于氮化镓生长衬底就是SiC，
Si衬底
Si片作为GaN材料的衬底有许多优点，如晶体质量高，尺寸大，成本 低，易加工，良好的导电性、导热性和热稳定性等。 GaN外延层与Si衬底之间存在巨大的晶格失配和热失配，以及在GaN的 生长过程中容易形成非晶氮化硅， 采用两种接触方式，分别是L接触（Laterial-contact ,水平接触）和V接触 （Vertical-contact，垂直接触） 热的良导体，所以器件的导热性能可以明显改善，从而延长了器件的寿 命。
LED外延片工艺流程
LED外延片工艺流程：LED外延片工艺流程如下：衬底- 结构设计- 缓冲层生长- N型GaN层生长- 多量子阱发光层生- P型GaN层生长- 退火- 检测（光荧光、X射线）- 外延片外延片- 设计、加工掩模版- 光刻- 离子刻蚀- N型电极（镀膜、退火、刻蚀）- P型电极（镀膜、退火、刻蚀）- 划片- 芯片分检、分级具体介绍如下：固定：将单晶硅棒固定在加工台上。
切片：将单晶硅棒切成具有精确几何尺寸的薄硅片。
此过程中产生的硅粉采用水淋，产生废水和硅渣。
退火：双工位热氧化炉经氮气吹扫后，用红外加热至300~500℃，硅片表面和氧气发生反应，使硅片表面形成二氧化硅保护层。
倒角：将退火的硅片进行修整成圆弧形，防止硅片边缘破裂及晶格缺陷产生，增加磊晶层及光阻层的平坦度。
此过程中产生的硅粉采用水淋，产生废水和硅渣。
分档检测：为保证硅片的规格和质量，对其进行检测。
此处会产生废品。
研磨：用磨片剂除去切片和轮磨所造的锯痕及表面损伤层，有效改善单晶硅片的曲度、平坦度与平行度，达到一个抛光过程可以处理的规格。
此过程产生废磨片剂。
清洗：通过有机溶剂的溶解作用，结合超声波清洗技术去除硅片表面的有机杂质。
此工序产生有机废气和废有机溶剂。
RCA清洗：通过多道清洗去除硅片表面的颗粒物质和金属离子。
具体工艺流程如下：SPM清洗：用H2SO4溶液和H2O2溶液按比例配成SPM溶液，SPM溶液具有很强的氧化能力，可将金属氧化后溶于清洗液，并将有机污染物氧化成CO2和H2O。
用SPM清洗硅片可去除硅片表面的有机污物和部分金属。
此工序会产生硫酸雾和废硫酸。
DHF清洗：用一定浓度的氢氟酸去除硅片表面的自然氧化膜，而附着在自然氧化膜上的金属也被溶解到清洗液中，同时DHF抑制了氧化膜的形成。
此过程产生氟化氢和废氢氟酸。
APM清洗：APM溶液由一定比例的NH4OH溶液、H2O2溶液组成，硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜（约6nm呈亲水性），该氧化膜又被NH4OH腐蚀，腐蚀后立即又发生氧化，氧化和腐蚀反复进行，因此附着在硅片表面的颗粒和金属也随腐蚀层而落入清洗液内。
LED外延工艺
外延制作工艺之液相外延
• • • • 缺点 当外延层与衬底的晶格失配大于1%时生长发生困难。 由于生长速率较快，难以得到纳米厚度的外延材料。 外延层的表面形貌一般不如气相外延的好。
外延制作工艺之液相外延
• • • • • • • • • 工艺流程 1.准备工作 1）石墨舟处理 2）反应管处理 3）炉温设定 4）衬底制备 5）生长源称量 6）生长材料腐蚀清洗 2.外延生长步骤 1）开炉 2）清洗玻璃和石英器皿 3）称好溶液后应立即装入石墨舟源槽中，以减少在空气中的氧化和玷污 4）抽真空通氢气 5）脱氧 6）装源 7）熔源 8）外延生长 9）关炉取片
外延制作工艺之化学气相淀积
• 化学气相淀积是反应物以气态到达加热的衬底表面发生化学反应，形成固 态薄膜和气态产物。 • 根据化学气相沉淀过程的需要，所选择的化学反应通常应该满足： • （1）反应物质在室温或不太高的温度下最好是气态，或由很高的蒸气压， 且有很高的纯度； • （2）通过沉积反应能够形成所需要的材料沉积层； • （3）反应易于控制。 • CVD可以制备金属薄膜和无机薄膜等 • 化学气相沉积种类很多，主要有：常压气相沉积、低压气相沉积、超低压 CVD/等离子体增强型CVD、激光增强型CVD、金属氧化物CVD等方法 • 按照发生化学种类不同还可以分为：热解法、氧化法、还原法、水解法、 混合反应等
半导体照明之外延工艺及设备
李炳睿 2016.09.24
外延制作工艺
什么叫外延？
在单晶衬底上按照衬底晶向生长单晶薄膜的工艺被称为外延。 长有外延层的晶体片被称为外延片。
外延的分类
• 1.正向外延：在低阻衬底材料上生长高阻外延层的工艺 。 • 2.反向外延：在高阻衬底材料上生长低阻外延的工艺。 • 3.同质外延：生长的外延层与衬底是同一种材料。 • 4.异质外延：外延生长的薄膜材料与衬底材料不同，或 者生长的化学组分、甚至物理结构不同的外延层。