LED芯片制造的工艺流程.pdf

1.2 LED芯片制造的工艺流程 LED芯片制造的工艺流程 属 LED上游产业 靠设备 引言 l LED是二极管，是半导体。 l 本节讨论的 LED的制造 =LED的芯片制造。 l LED的制造工艺和其它半导体器件的制造工艺 有很多相同之处。 l 除个别设备外，多数半导体设备经过改进可以 用于 LED的制造。 引言 LED芯片制造工艺分三大部分 l 外延片 ——按 1.1节的 LED芯片的结构：选衬底， MOCVD在衬底上制作外延层（也叫镀膜）， n区， 发光区， p区，透明导电层。 l 电极——对 LED外延片做电极（ P极， N极） 。 l 芯片——用激光机切割 LED外延片成。 内容 l 一、 LED芯片制造设备 l 二、 LED芯片衬底材料的选用 l 三、 LED外延片的制作 l 四、LED对外延片的技术要求 l 五、 LED芯片电极 P极和 N极的制作 l 六、 LED外延片的切割成芯片 1、LED芯片制造用设备 l 外延片的制备： l MOCVD：是制作 LED芯片的最重要技术。 l MOCVD外延炉：是制造 LED最重要的设备。一台 外延炉要 100 多万美元，投资最大的环节。 l 电极制作设备：光刻机、刻蚀机、离子注入机等。 l 衬底加工设备：减薄机、划片机、检测设备等。 2、MOCVD设备 l MOCVD——金属有机物化学气相淀积（ Metal- Organic Chemical Vapor Deposition） 3、光刻机 3、光刻机 4、刻蚀机 5、离子注入机 6、清洗机 7、划片机 7、划片机 同一功能有不同型号设备选择 8、芯片分选机 9、LED芯片的制造 l 从以上的的仪器设备可以看出， LED芯片的制 造依靠大量的设备，而且有些设备价格昂贵。 l LED芯片质量依赖于这些设备和操作这些设备 的人员。 l 设备本身的制造也是 LED生产的上游产业，一 定程度上反映国家的光电子的发展水平。 二、 LED芯片衬底材料的选用 l LED芯片首要考虑的问题：衬底材料的选用。 l 选择衬底依据：根据设备和 LED器件的要求进 行选择。 三种衬底材料 目前市面上一般有三种材料可作为衬底 l 蓝宝石（ AlO ） 2 3 l 硅 (Si) l 碳化硅（ SiC） 除了以上三种常用的衬底材料之外，还有 GaAs、AlN、ZnO等材料。 下面分别介绍三种材料的特点 1、蓝宝石衬底 蓝宝石衬底的优点： l 生产技术成熟、器件质量好； l 稳定性很好，能够运用在高温生长过程； l 机械强度高，易于处理和清洗。 1、蓝宝石衬底 蓝宝石衬底应用 l GaN基材料和器件的外延层。 l 对应 LED：蓝光（材料决定波长） 1、蓝宝石作为衬底的 LED芯片 芯片也叫晶粒 1、蓝宝石作为衬底存的一些问题 l （1）晶格失配和热应力失配，这会在外延层 中产生大量缺陷，同时给后续的器件加工工艺 造成困难。 l （2）无法制作垂直结构的器件，因为蓝宝石 是一种绝缘体，常温下的电阻率大于 1011Ωcm· 。 1、蓝宝石作为衬底存的一些问题 l （3）成本增加： l