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。

此处产生氨气和废氨水。

HPM 清洗：由HCl 溶液和H2O2 溶液按一定比例组成的HPM ，用于去除硅表面的钠、铁、

镁和锌等金属污染物。此工序产生氯化氢和废盐酸。

DHF 清洗：去除上一道工序在硅表面产生的氧化膜。

磨片检测：检测经过研磨、RCA 清洗后的硅片的质量，不符合要求的则从新进行研磨和RCA

清洗。

腐蚀A/B ：经切片及研磨等机械加工后，芯片表面受加工应力而形成的损伤层，通常采用化

学腐蚀去除。腐蚀 A 是酸性腐蚀，用混酸溶液去除损伤层，产生氟化氢、NOX 和废混酸；

腐蚀 B 是碱性腐蚀，用氢氧化钠溶液去除损伤层，产生废碱液。本项目一部分硅片采用腐

蚀A ，一部分采用腐蚀B。

分档监测：对硅片进行损伤检测，存在损伤的硅片重新进行腐蚀。

粗抛光：使用一次研磨剂去除损伤层，一般去除量在10~20um。此处产生粗抛废液。

精抛光：使用精磨剂改善硅片表面的微粗糙程度，一般去除量 1 um 以下，从而得到高平坦

度硅片。产生精抛废液。

检测：检查硅片是否符合要求，如不符合则从新进行抛光或RCA 清洗。

检测：查看硅片表面是否清洁，表面如不清洁则从新刷洗，直至清洁。

包装：将单晶硅抛光片进行包装。

芯片到制作成小芯片之前，是一张比较大的外延片，所以芯片制作工艺有切割这快，就是把外延片切割成小芯片。它应该是LED 制作过程中的一个环节

LED （Light EmittingDiode ），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转

化为光。LED 的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P 型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N 型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N 结。当电流通过导线作用于这个

晶片的时候，电子就会被推向P 区，在P 区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发

出能量，这就是LED 发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N 结的材料决定的。

LED 的分类

1. 按发光管发光颜色分

按发光管发光颜色分，可分成红色、橙色、绿色（又细分黄绿、标准绿和纯绿）、蓝光等。另外，有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。

根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管和达于做指示灯用。

2. 按发光管出光面特征分

按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm 及φ20mm等。国外通常把φ3mm的发光二极管记作T-1; 把φ5mm的记作T-1 （3/4）；把φ4.4mm的记作T-1 （1/4 ）。

由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。从发光强度角分布图来分

有三类：

（1）高指向性。一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散

射剂。半值角为5°~20° 或更小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测系统。

（2）标准型。通常作指示灯用，其半值角为20°~45°.

（3）散射型。这是视角较大的指示灯，半值角为45°~90° 或更大，散射剂的量较大。

3. 按发光二极管的结构分

按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封

装及玻璃封装等结构。

4. 按发光强度和工作电流分

按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED（发光强度100mcd ）；把发光强度在10~100mcd 间的叫高亮度发光二极管。一般LED 的工作电流在十几mA 至几十mA, 而低电流LED 的工作电流在2mA 以下（亮度与普通发光管相同）。

除上述分类方法外，还有按芯片材料分类及按功能分类的方法。

LED 的色彩与工艺：