工艺流程

工艺方案

（1）外延片

①、蓝绿光外延片工艺流程

依据产业界普遍作法，MOCVD制程使用蓝宝石衬底，其工序可分解为下列步骤：

a、检测：利用显微镜对衬底进行检测，检验有无杂质，检测合格的衬底进入下一工序。

b、输入混合气体：首先将蓝宝石衬底放入由石英管和石墨基座组成的反应器中，再按照NH3和H2比(5:95)通入NH3和H2混合气体。

c、输入有机金属：将载气H2（或N2）通入三甲基镓、三甲基铟、三甲基铝液体罐中，以三种有机金属蒸汽夹带进反应器中，在密闭条件下进行金属有机物化学沉积反应。主要沉积反应有：Ga(CH3)3+NH3 GaN+3CH4，

如果欲生长三元固溶体晶体，如Ga1－x Al x N时，可在反应系统中再通入三甲基铝，反应式为：x Al(CH3)3＋(1－x)Ga(CH3)3＋NH3＝Ga1－x Al x N＋3CH4。

d、MOCVD进料方式如下图，有机金属与气体借着滤网而进入MOCVD反应体，下方的圆盘以预定速度旋转，在高温环境下，进行热分解反应，实现沉积过程。

ＭOCVD进料方式示意图

e、反应废气处理：MOCVD之热分解反应是不可逆，但还有部分尚未完全分解，因此气体不能直接排放到大气中，必须先进行处理，例如外延生长过程中过量的NH3，处理方法主要为把尾气通入装有水+H2SO4溶液的水洗式洗涤塔（Scrubber）中处理中，去除大部氨气。

f、快速检测：用以在进入芯片制程之前的检测手段，检测方式如下图3-5，作法为定电流20 mA下，以电压3~5V范围，以电激发光的方式，测试LED外延片，主要测试在定电流的条件下，发光层所产生的光波长频谱范围，及光波长频谱的半高宽，来判断发光层的井磊比是否合适，p-n结的位置是否正确。

外延片检验操作方式

②、红黄光外延片工艺流程

工艺流程说明

外延片生产工艺核心是采用金属有机物化学气相沉积(MOCVD)工艺，将三甲基铟、三甲基镓、三甲基铝、磷烷、砷烷等原材料，在专用设备反应室中分解为铟、镓、铝、磷、砷等单质，并沉积在掺硅(采用n型硅烷作为掺杂源)的砷化镓单晶片上而生长的。

A、以砷化镓单晶片作为衬底，检验砷化镓单晶片是否合格。合格的砷化镓衬底才可以装片进入外延炉生长。

B、在进行生长之前，外延炉要进行抽真空，然后向外延炉反应室通入氮气和氢气，然后开始加热升温。当炉温升至750℃左右(外延炉的工作程序由计算机程序系统控制)，开始向外延炉反应室同时通入一定量的砷烷和磷烷混合气（置于气柜中的气瓶通过减压控制等，以3-5kg的压力经管道传输到阀门分布箱中，然后再输入到外延炉中），于是砷化镓缓冲层便在外延炉里生长。在砷化镓衬底生长的同时，沿着与衬底平行方向通入高流速的氢气和氮气的混合气体，控制砷化镓生长时热对流，从而获得高迁移率的砷化镓单晶层。

C、砷化镓缓冲层形成之后，同时通入氮气和氢气降低炉温，用以生长量子阱层，然后将炉温再次升至750℃左右，生长双异质结构外延层，最后再生长一层磷化镓层，用于保护表面。

D、取出外延片，在常温常压下，用双晶衍射仪原位监控，相衬显微镜检验外延片的量子阱，用恒流原探针台抽样检测材料的发光性能，合格的产品进入包装库包装。

（2）芯片

①芯片工艺流程

蓝宝石衬底→装片→反应室→出炉

→检测→入库（外延片）

→ITO镀膜→MESA光刻→ICP蚀刻

→TCL光刻→蚀刻→合金→PAD 光刻

→Ti/Au蒸镀→剥离→合金→SiO2沉积

→PSV光刻→蚀刻→研磨→切割裂片

→测试分类→目检入库

砷化镓衬底→装片→反应室→出炉

→检测→入库（外延片）

→P面金属蒸镀→P面光刻→P面蚀刻

→P面合金→研磨→N面蒸镀→N面合金

→切割→测试→目检入库

②芯片工艺流程说明

A、外延片检测：用荧光测试仪（PL）快速测量外延片的光电参数。

B、清洗：将外延生长好的外延片依次放入硫酸与双氧水的混合溶液、氨水与双氧水的混合溶液、异丙醇中对外延片表面进行清洗，每次清洗后使用纯水进行冲洗。此过程在通风柜里密闭进行，冲洗使用通风柜内的专用清洗槽，使用纯水进行漂洗直至槽中纯水达到工艺要求的较低离子浓度。

C、蒸镀：清洗后的外延片放入密封蒸镀设备中，根据产品品种要求，蒸镀上相应的贵金属薄膜或光学膜。

D、光刻：将镀好金属的外延片在涂胶机上涂上光刻胶后，

在曝光机上曝光，将光刻版上的图形转移到光刻胶上，再放入显影液中，溶解去曝过光的光刻胶，未经曝光的光刻胶保留下来，得到所需的电极图形。

E、蚀刻：将光刻后的外延片依次采用磷酸、氢氟酸与硝酸的混合液来腐蚀钛、金和铝等金属，腐蚀后用纯水冲洗外延片携带的酸液、再用去胶液去除光刻胶，得到所需的金属电极。用纯水冲去外延片携带的去胶液。

F、高温合金：腐蚀后的外延片放在合金炉中进行热处理，使金属层与外延层形成良好的欧姆接触，减低芯片正向电压。

G、晶片粘合：利用晶片压合机将外延片倒装粘合到硅片上。

H、研磨并去除衬底：通过蜡将外延片粘接在研磨盘上，放入研磨机内，采用三氧化二铝研磨粉，通过机械研磨的方式，减薄衬底，并应用化学方法剥离掉衬底。

I、表面粗化/清洗：清洗外延片并通过化学方法对表面进行粗化，进一步提高发光效率。

J、N极蒸镀：清洗干净后的外延片，放入密闭的蒸镀机内，根据产品需要蒸镀上金属，制作高反射率的多层金属组。

K、高温合金：蒸镀后的外延片放在合金炉中再次进行热处理，使金属层与衬底形成良好的欧姆接触，减低芯片正向电压。

L、切割：用切割机将制作好电极的外延片切割成一个个芯片。

M、点测：将半切好的外延片放在芯片测试机上，测试每个

芯片的光电参数，并对不符合要求的芯片点墨水做出标记。

N、目检：在显微镜下用真空吸笔将外观不合格和点墨水的芯片剔除掉。废芯片统一保存并交由固体废物处置公司处置。

O、包装入库：将目检过的芯片用包装膜包装后，计数并贴上有光电参数、产品规格等的标签，再交由生管成品库入库。

（3）聚光太阳能

①工艺流程如下：

②工艺说明：

a、经清洗后进行表面腐蚀，使用加热到80至90℃的20%至30%的NaOH溶液，主要是为了去除切割后的硅片表面有一层10至20μm厚的切割损坏层，在电池制备前必须去除。

b、制绒是为了有效的降低硅表面的发射，除了沉积减反层外，表面织构也是一个可行的工艺，理想的表面织构（绒面）为倒金字塔型。本项目用机械刻槽法在硅表面摩擦以形成规则的V 型槽，从而形成规则的、反射率低的表面织构。

c、扩散制结的目的是为了形成有效的PN结，有利于电池电极的形成。本项目采用氮气通过液态的POC13，将所需的杂