LED芯片工艺介绍

氮化镓(GaN)基 LED 芯片工艺介绍
芯片前端制程
四元 (AlGaInP)
p- GaP p- AlGaInP n- AlGaInP n- GaAs
氮化鎵 (GaN)
p-GaN n-GaN
Sapphire
Au
p- GaP p- AlGaInP
p-GaN
Pad (CrPtAu)
P-Pad
n-GaN
n- AlGaInP
芯片后端制程
（14）研磨抛光
Au
（15）激光切割
Laser Cutter
nGaN Sapphir e
（16）崩裂
Steel Cutter
p-GaN
90μm
n-GaN Sapphire
p-GaN nGaN Sapphir e
260μm
Sapphir e
（17）翻转、点测
（18）扩晶
p-GaN
Blue Tape
光刻 (Photolithography)
光刻工艺流程：
1. 预烘烤——加热板
2. 上光阻剂（匀胶）——匀胶机 3. 软烘烤——烘箱 4. 曝光——曝光机（光刻机） 5. 显影——去光阻显影台 6. 显影检查——高倍显微镜 7. 硬烘（坚膜）——烘箱 8. 厚度测试——台阶仪
曝光 匀胶
蚀刻 (Etching)
干式蚀刻原理：
蚀刻 (Etching)
湿式蚀刻与干式蚀刻的对比：
蚀刻前
湿式蚀刻后
干式蚀刻后
蒸镀 (Evaporation)
电子束蒸镀法是利用电子枪所射出的电子束 轰击待镀材料，将高能电子射束的动能转化 为熔化待镀材料的热能，使其局部熔化。因 在高真空下（ 4×10-6 torr）金属源的熔点 与沸点接近，容易使其蒸发，而产生的金属 蒸气流遇到晶片時即沉积在上面。 蒸镀源:SiO2、Cr、Pt、Au、Ni、ITO、Ti、 Al等，主要应用于蒸镀LED芯片正负电极及 其透明导电层。
n- GaAs Sapphire
SiO2
背金 TCL or ITO
芯片前端制程工艺
表面处理——强酸清洗台、甩干机 光刻 (Photolithography)——曝光机、匀胶 机、烘箱、高倍显微镜，显影清洗台，台阶仪 蚀刻 (Etching) 湿式蚀刻 (Wet Etching) ——强酸清洗台 干式蚀刻 (Dry Etching)——ICP 蒸镀 (Evaporation)——电子束真空镀膜机 金属剥离(Lift-off) 退火（合金）（Alloy）——退火炉 二氧化硅沉积——PECVD
表面处理
液体清洗——抗强酸清洗台，甩干机 H2SO4 (98%) 和 H2O2 (30%) 不同比率 混合，用于去除有机污染物和剥离阻 SC-2 (Standard Clean 2)： HCl (73%), H2O2 (30%), 去用于去除金属污染物 Plasma——ICP（干法清洗） 调整ICP刻蚀气体组分，可去除少量芯片 上残留光阻剂及有机污染物
芯片制程简介
前 端 制 程
清洗 Mesa光刻 蒸镀电极 SiO2光刻 ICP蚀刻 Pad光刻 SiO2蚀刻 蒸镀ITO ITO退火 品质抽检 TCL光刻 刻蚀ITO 大圆片 合金 PECVD
后 端 制 程
研磨 抛光
切割 崩裂
激光切割痕迹
点测 分选
品检 入库
பைடு நூலகம்
芯片前端制程
（1）PR Coat （2）PR photolithography （3）Mesa Etching (ICP or RIE)
芯片前端制程
（8） P—Npad photolithography （9） Mental Deposition
芯片前端制程
（10） Mental Lift-off
（11） SiO2 Deposition & Photolithography
芯片前端制程
（12） SiO2 Etch （13） PR Strip
蒸镀 (Evaporation)
蒸镀原理
金属剥离(Lift-off)
光阻与化学剥离液反应,使之更易用膜 剥离 在光刻胶上镀上金属,由于在光刻胶上 的金属的附着力较弱,因此很容易用 blue tape把金属粘走。

二氧化硅沉积
PECVD ( Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition ) -- 等离子体增强化学气相沉积 机理：是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体， 在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容 易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。 优点： 基本温度低；沉积速率快；成膜质量好，针孔较少， 不易龟裂。 缺点如下： 1.设备投资大、成本高，对气体的纯度要求高； 2.涂层过程中产生的剧烈噪音、强光辐射、有害气体、 金属蒸汽粉尘等对人体有害； 3.对小孔孔径内表面难以涂层等。
p-GaN n-GaN Sapphire p-GaN n-GaN Sapphire p-GaN n-GaN Sapphire
芯片前端制程
（4）PR Stripping
（5）ITO Dep.& photolithography
芯片前端制程
（6） ITO Etch （7） PR Strip & alloy
光刻 (Photolithography)
光刻胶 (Photoresist)：一种具有感光成像功能的制程 材料 , 主要含有高分子树脂 、感光化合物 、溶剂等 ; 正光阻：光阻的一种，这种光阻的特性是将其曝光之后， 感光部分的性质会改变，并在之后的显影过程中被曝光 的部分被去除。 负光阻：光阻的一种类型，将其曝光之后，感光部分的 性质被改变，但是这种光阻的特性与正光阻的特性刚好 相反，其感光部分在将来的显影过程中会被留下，而没 有被感光的部分则被显影过程去除。 光罩 (Mask)：一石英玻璃，上面会镀上一层影像。(e.g. TCL, p-pad, n-pad) 其原理和拍照一樣。
（19）分选品检
芯片产品
芯片前端产品（COW） 芯片后端产品(COT)
结
语
上述是一个很基本的LED芯片工艺制程介紹,欢迎各 位对各方面多加交流，相互讨论. 如外延生长、光 刻的原理、PECVD、 ICP-RIE的原理等。 制程是活的,沒有特定的方法,因此以上所说的方法 不是唯一的、也不是最好的方法。所以各位理解就 好,如有什么不理解的地方可提出来大家一起讨论。