LED的生产工艺流程及设备1幻灯片.ppt

LED外延制作--CVD CVD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。 利用化学气相淀积可以制备，从金属薄膜也可以制备无机薄膜。 化学气相淀积种类很多，主要有：常压CVD（APCVD），低压CVD（LPCVD）、超低压CVD（VLPCVD）、等离子体增强型CVD（PECVD）、激光增强型CVD（LECVD），金属氧化物CVD（MOCVD），其他还有电子自旋共振CVD（ECRCVD）等方法 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。 LPCVD的特点是其良好的扩散性（宏观表现为台阶覆盖能力），反应速度主要受淀积温度的影响比较大，另外温度梯度对淀积的薄膜性能（晶粒大小、应力等）有很大的影响。 PECVD最大的特点是反应温度低（200－400℃）和良好的台阶覆盖能力，可以应用在AL等低熔点金属薄膜上淀积，主要缺点是淀积过程引入的粘污；温度、射频、压力等都是影响PECVD工艺的重要因素。 MOCVD的主要优点是反应温度低，广泛应用在化合物半导体制备上，特别是高亮LED的制备上。 LED的生产工艺流程及设备（一） 黄健全 2007.3 主要内容 LED生产工艺流程； LED衬底材料制作； LED外延制作； Led生产工艺流程 1、所用硅衬底在放入反应室前进行清洗。先用H2SO4∶H2O2 (3∶1) 溶液煮10min 左右,再用2%HF溶液腐蚀5min 左右,接着用去离子水清洗,然后用N2吹干。 2、衬底进入反应室后在H2气氛中于高温进行处理,以去除硅衬底表面氧化物。 3、然后温度降至800℃左右,生长厚约100埃的AlN缓冲层。 4、接着把温度升至1050℃生长200nm 偏离化学计量比(富镓生长条件)的GaN高温缓冲层。 5、再生长0.4μm厚未掺杂的GaN。 6、接着生长2μm厚掺Si的n型GaN,接下来在740℃生长5个周期的InGaN多量子阱有源层。 7、以及在990 ℃生长200nm 的p 型GaN。 Led生产工艺流程 8、生长结束后， 样品置于N2中于760℃进行退火, 9、然后再对样品进行光刻和ICP刻蚀。Ni/Au和Ti/Al/ Ni/ Au分别用作p型GaN和n型GaN 的欧姆接触电极。 LED生产工艺流程 LED透明电极 LED生产工艺流程 蓝宝石衬底LED（正装、倒装） LED生产工艺流程 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衬底材料制作 硅的纯化 长晶 切片 晶边磨圆 晶面研磨 晶片蚀刻 退火 晶片抛光 晶片清洗 检验/包装 LED衬底材料制作--硅的纯化 硅石(Silica)焦炭、煤及木屑等原料混合置于石墨沉浸的加热还原炉中，并用1500-2000℃的高温加热，将氧化硅还原成硅，此时硅的纯度约为98％左右，在纯度上达不到芯片制作的要求，要进一步纯化： 1）盐酸化：将冶金级的多晶硅置于沸腾的反应器中，通往盐酸气以形成三氯化硅； 2）蒸馏：将上一步的低沸点产物（TCS）置于蒸馏塔中，将其他不纯物用部分蒸馏去除。 3）分解：将已蒸馏纯化的TCS置于化学气相沉淀（CVD）反应炉中，与氢气还原反应而析出于炉中电极上，再将析出的固态硅击碎成块状多晶硅。 LED衬底材料制作 西门子式工艺多晶硅 LED衬底材料制作--长晶 经过纯化得到的电子级硅虽然纯度很高，可达 99.9999 99999%，但是结晶方式杂乱，又称为多晶硅，必需重排成单晶结构，因此将电子级硅置入坩埚内加温融化，先将温度降低至一设定点，再以一块单晶硅为晶种，置入坩埚内，让融化的硅沾附在晶种上，再将晶种以边拉边旋转方式抽离坩埚，而沾附在晶种上的硅亦随之冷凝，形成与晶种相同排列的结晶。随着晶种的旋转上升，沾附的硅愈多，并且被拉引成表面粗糙的圆柱状结晶棒。拉引及旋转的速度愈慢则沾附的硅结晶时间愈