LED芯片制造工艺基础培训学习教案

1、会计学1LED芯片芯片(xn pin)制造工艺基础培训制造工艺基础培训第一页，共28页。第1页/共27页第二页，共28页。第2页/共27页第三页，共28页。去胶、清洗(qngx)、湿法腐蚀在外延片表面(biomin)形成指定图形的光刻胶保护膜薄膜、干刻、熔合产品光电参数、外观、打线、推力、热膜等测试研磨（制造三部）第3页/共27页第四页，共28页。前处理前处理Mesa工艺工艺ITO工艺工艺P/N Pad工艺工艺SiO2工艺工艺检测检测综合站综合站6ITO蒸镀蒸镀14SiO2沉积沉积18电性电性19打线打线20推力推力21拉膜拉膜22外观外观黄光站黄光站3Mesa光刻光刻7ITO光刻光刻10 P

2、/N Pad光刻光刻15光刻光刻SiO2化学站化学站1去铟球去铟球8ITO蚀刻、去胶蚀刻、去胶11Plasma清洗清洗16 SiO2蚀刻、去胶蚀刻、去胶综合站综合站4Mesa刻蚀刻蚀9ITO熔合熔合12 P/N Pad蒸镀蒸镀17金属熔合金属熔合化学站化学站2外延外延清洗清洗5去胶、清洗去胶、清洗13金属剥离去胶金属剥离去胶 实物图EPIEPIEPIEPI注：以上制程适合(shh)部分版型，实际已制程单为准pNMQW衬底效果图第4页/共27页第五页，共28页。为了确保ITO薄膜与外延片的充分接触，在镀膜前需要进行铟球剔除与一系列的清洗(qngx)作业（1）ITO蚀刻液去除铟球（2）511具有极

3、强的氧化性，能够有效去除外延表面的有机杂质与金属离子（3）稀HCl外延表面去除金属离子去膜剂511稀HCl冲水(chn shu)甩干ITO蚀刻(shk)液外延清洗干净与否直接影响到ITO与外延的粘附力！及其关键！点有铟球的外延片外延清洗不干净导致缺陷前处理前处理Mesa工艺工艺ITO工艺工艺P/N Pad工艺工艺SiO2工艺工艺检测检测综合站综合站黄光站黄光站化学站化学站1去铟球去铟球综合站综合站化学站化学站2外延外延清洗清洗第5页/共27页第六页，共28页。软烘曝光(bo gung)显影(xin yng)坚膜匀正胶365nm紫外光匀胶台曝光(bo gung)台软烤、坚膜前处理前处理Mesa工

4、艺工艺ITO工艺工艺P/N Pad工艺工艺SiO2工艺工艺检测检测综合站综合站黄光站黄光站3Mesa光刻光刻化学站化学站1去铟球去铟球综合站综合站化学站化学站2外延外延清洗清洗第6页/共27页第七页，共28页。光刻胶的主要成分：Resin : Film material (Polymer) :酚醛树脂，提供光刻胶的粘附性、化 学抗蚀性，当没有溶解抑制剂存在时，线性酚醛树脂会溶解在显影液中的PAC : Photo Active Compound,光敏化合物，最常见的是重氮萘醌（DNQ），在曝光前，DNQ是 一种强烈的溶解抑制剂，降低树脂的溶解速度。在紫外曝光后，DNQ在光刻胶中化学 分解，成为溶

5、解度增强剂，大幅提高显影液中的溶解度因子至100或者更高。这种曝光反应会在DNQ中产生羧酸(su sun)，它在显影液中溶解度很高。Solvent :醋酸溶剂，提高流动性i-Line PR Photo reactionin PR/airketenehvH2OOH-Carboxylic Acid黄光(hun un)站湿度、温度的重要性光刻知识(zh shi)：前处理前处理Mesa工艺工艺ITO工艺工艺P/N Pad工艺工艺SiO2工艺工艺检测检测综合站综合站黄光站黄光站3Mesa光刻光刻化学站化学站1去铟球去铟球综合站综合站化学站化学站2外延外延清洗清洗第7页/共27页第八页，共28页。离子化C

6、l2+BCl3RF源ICP刻蚀通过ICP(感应耦合等离子体)干刻，去除(q ch)不需要的P-GaN和MQW,露出N-GaN。前处理前处理Mesa工艺工艺ITO工艺工艺P/N Pad工艺工艺SiO2工艺工艺检测检测综合站综合站黄光站黄光站3Mesa光刻光刻化学站化学站1去铟球去铟球综合站综合站4Mesa刻蚀刻蚀化学站化学站2外延外延清洗清洗第8页/共27页第九页，共28页。去胶、清洗(qngx)刻蚀深度(shnd)测试去胶后每批抽1片进行刻蚀深度测试，确保(qubo)已经刻到N-GaN重掺层，刻蚀过深或过浅都会影响到芯片的多项光电参数（Vf1等）。去膜剂前处理前处理Mesa工艺工艺ITO工艺工

7、艺P/N Pad工艺工艺SiO2工艺工艺检测检测综合站综合站黄光站黄光站3Mesa光刻光刻化学站化学站1去铟球去铟球综合站综合站4Mesa刻蚀刻蚀化学站化学站2外延外延清洗清洗5去胶、清洗去胶、清洗第9页/共27页第十页，共28页。为了电流(dinli)更好地扩展到芯片的整个面域，增加发光区，并且不能挡住光的射出，需要蒸镀一层导电且透光的薄膜ITO.E-beamITO靶材ITO蒸镀机透光率、面阻测试ITO为以掺Sn的In2O3材料，属于N型氧化物半导体材料，通常Sn2O3:In2O3=1:9。监控参数：面电阻、透光率、膜厚、蚀刻率，整体(zhngt)评价ITO膜质量。熔合后合格透光率92%,面

8、租值535,膜厚：2400A前处理前处理Mesa工艺工艺ITO工艺工艺P/N Pad工艺工艺SiO2工艺工艺检测检测综合站综合站6ITO蒸镀蒸镀黄光站黄光站3Mesa光刻光刻化学站化学站1去铟球去铟球综合站综合站4Mesa刻蚀刻蚀化学站化学站2外延外延清洗清洗5去胶、清洗去胶、清洗第10页/共27页第十一页，共28页。匀正胶软烤曝光(bo gung)显影(xin yng)坚膜365nm紫外光匀胶台曝光(bo gung)台软烤、坚膜前处理前处理Mesa工艺工艺ITO工艺工艺P/N Pad工艺工艺SiO2工艺工艺检测检测综合站综合站6ITO蒸镀蒸镀黄光站黄光站3Mesa光刻光刻7ITO光刻光刻化学

9、站化学站1去铟球去铟球综合站综合站4Mesa刻蚀刻蚀化学站化学站2外延外延清洗清洗5去胶、清洗去胶、清洗第11页/共27页第十二页，共28页。ITO蚀刻(shk)液去膜剂该步的目的是：通过化学腐蚀(fsh)方法，清除因ICP刻蚀所溅出的ITO残粉， 避免MQW处因ITO残粉粘附而导致漏电或者ESD不良。Mesa侧壁残留(cnli)前处理前处理Mesa工艺工艺ITO工艺工艺P/N Pad工艺工艺SiO2工艺工艺检测检测综合站综合站6ITO蒸镀蒸镀黄光站黄光站3Mesa光刻光刻7ITO光刻光刻化学站化学站1去铟球去铟球8ITO蚀刻、去胶蚀刻、去胶综合站综合站4Mesa刻蚀刻蚀化学站化学站2外延外延

10、清洗清洗5去胶、清洗去胶、清洗第12页/共27页第十三页，共28页。E-Gun蒸镀出来的ITO薄膜存在晶格(jn )缺陷，在N2气保护下进行高温退火处理，可有效修复ITO薄膜中的晶格(jn )缺陷，消除内应力，改善膜的透光率与面阻值N2N2高温ITO熔合炉Frenkel缺陷(quxin)线l缺陷(quxin)完整晶格熔合前处理前处理Mesa工艺工艺ITO工艺工艺P/N Pad工艺工艺SiO2工艺工艺检测检测综合站综合站6ITO蒸镀蒸镀黄光站黄光站3Mesa光刻光刻7ITO光刻光刻化学站化学站1去铟球去铟球8ITO蚀刻、去胶蚀刻、去胶综合站综合站4Mesa刻蚀刻蚀9ITO熔合熔合化学站化学站2外

11、延外延清洗清洗5去胶、清洗去胶、清洗第13页/共27页第十四页，共28页。匀负胶前烘后烘曝光(bo gung)显影(xin yng)365nm紫外光1、负胶与正胶相反，被紫外照射的区域，经后烘后交联，不能被显影2、负胶显影后形成倒八字的图形，有利于Lift-off工艺（如右图）3、负胶工艺及其重要，直接影响到残金、残胶、掉电极等致命(zhmng)问题！Cr/Pt/AuPREPI加厚产品剖面1加厚产品剖面2EPIPR前处理前处理Mesa工艺工艺ITO工艺工艺P/N Pad工艺工艺SiO2工艺工艺检测检测综合站综合站6ITO蒸镀蒸镀黄光站黄光站3Mesa光刻光刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad

12、光刻光刻化学站化学站1去铟球去铟球8ITO蚀刻、去胶蚀刻、去胶综合站综合站4Mesa刻蚀刻蚀9ITO熔合熔合化学站化学站2外延外延清洗清洗5去胶、清洗去胶、清洗第14页/共27页第十五页，共28页。离子化O2合理条件的O2 plasma对蒸镀PN前的产品进行清洗，能够有效(yuxio)去除待镀PN处外延表面的有机杂质，从而提高电极与外延间的牢固性，过洗与欠洗都会影响到PN电极的牢固性，该步同样及其重要！O2 Plasma机前处理前处理Mesa工艺工艺ITO工艺工艺P/N Pad工艺工艺SiO2工艺工艺检测检测综合站综合站6ITO蒸镀蒸镀黄光站黄光站3Mesa光刻光刻7ITO光刻光刻10 P/N

13、 Pad光刻光刻化学站化学站1去铟球去铟球8ITO蚀刻、去胶蚀刻、去胶11Plasma清洗清洗综合站综合站4Mesa刻蚀刻蚀9ITO熔合熔合化学站化学站2外延外延清洗清洗5去胶、清洗去胶、清洗第15页/共27页第十六页，共28页。蒸镀速率、功率、转盘速率、腔体温度等条件(tiojin)都会影响到产品的外观与品位。金属(jnsh)蒸镀机E-beamCr/Pt/Au电极断面3电极断面4PRPR电极断面1电极断面2Cr/Pt/Au前处理前处理Mesa工艺工艺ITO工艺工艺P/N Pad工艺工艺SiO2工艺工艺检测检测综合站综合站6ITO蒸镀蒸镀黄光站黄光站3Mesa光刻光刻7ITO光刻光刻10 P/

14、N Pad光刻光刻化学站化学站1去铟球去铟球8ITO蚀刻、去胶蚀刻、去胶11Plasma清洗清洗综合站综合站4Mesa刻蚀刻蚀9ITO熔合熔合12 P/N Pad蒸镀蒸镀化学站化学站2外延外延清洗清洗5去胶、清洗去胶、清洗第16页/共27页第十七页，共28页。采用蓝膜粘附剥离(bl)，剥离(bl)过程中易产生静电，因此操作中配有2台离子风扇与静电手环。拨金机超声去膜剂超声去胶前处理前处理Mesa工艺工艺ITO工艺工艺P/N Pad工艺工艺SiO2工艺工艺检测检测综合站综合站6ITO蒸镀蒸镀黄光站黄光站3Mesa光刻光刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻化学站化学站1去铟球去铟球8IT

15、O蚀刻、去胶蚀刻、去胶11Plasma清洗清洗综合站综合站4Mesa刻蚀刻蚀9ITO熔合熔合12 P/N Pad蒸镀蒸镀化学站化学站2外延外延清洗清洗5去胶、清洗去胶、清洗13金属剥离去胶金属剥离去胶第17页/共27页第十八页，共28页。离子化SiH4+N2O2、SiO2膜对LED表面进行保护，避免恶劣环境对LED使用(shyng)造成影响PECVD1、制约传统LED取光效率的主要问题是出射角锥问题， SiO2膜的折射率介于空气与ITO之间，从而调大了临界角（c=arcsin 1/n），这样能有更多的光从LED发光区照射出来（n空气=1、nITO 2.0 ）。根据光学(gungxu)原理增透介

16、质层的折射率和厚度都有最佳值：n最佳=sqrt(n1n2)太厚的膜不能起到提高亮度的作用，未封装的带有增透膜芯片光提取效率比无增透膜芯片亮度提高很多，但是封装后差距并不大一般生长SiO2薄膜后，蓝光能提高10%左右，绿光6%左右。SiO2作用(zuyng)前处理前处理Mesa工艺工艺ITO工艺工艺P/N Pad工艺工艺SiO2工艺工艺检测检测综合站综合站6ITO蒸镀蒸镀14SiO2沉积沉积黄光站黄光站3Mesa光刻光刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻化学站化学站1去铟球去铟球8ITO蚀刻、去胶蚀刻、去胶11Plasma清洗清洗综合站综合站4Mesa刻蚀刻蚀9ITO熔合熔合12 P/

17、N Pad蒸镀蒸镀化学站化学站2外延外延清洗清洗5去胶、清洗去胶、清洗13金属剥离去胶金属剥离去胶 第18页/共27页第十九页，共28页。匀正胶软烘曝光(bo gung)显影(xin yng)坚膜365nm紫外光匀增粘剂为了增加光刻胶与SiO2的粘附(zhn f)力，需要旋涂一层增粘剂前处理前处理Mesa工艺工艺ITO工艺工艺P/N Pad工艺工艺SiO2工艺工艺检测检测综合站综合站6ITO蒸镀蒸镀14SiO2沉积沉积黄光站黄光站3Mesa光刻光刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻15光刻光刻SiO2化学站化学站1去铟球去铟球8ITO蚀刻、去胶蚀刻、去胶11Plasma清洗清洗综合站

18、综合站4Mesa刻蚀刻蚀9ITO熔合熔合12 P/N Pad蒸镀蒸镀化学站化学站2外延外延清洗清洗5去胶、清洗去胶、清洗13金属剥离去胶金属剥离去胶 第19页/共27页第二十页，共28页。BOE去膜剂BOE：NH4F与HF的混合物溶液，其中NH4F 溶液起到缓冲液的作用，能够及时通过(tnggu)水解（NH4F + H2O=NH3.H2O + HF）来补充反应掉的HF,稳定浓度前处理前处理Mesa工艺工艺ITO工艺工艺P/N Pad工艺工艺SiO2工艺工艺检测检测综合站综合站6ITO蒸镀蒸镀14SiO2沉积沉积黄光站黄光站3Mesa光刻光刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻15光刻光

19、刻SiO2化学站化学站1去铟球去铟球8ITO蚀刻、去胶蚀刻、去胶11Plasma清洗清洗16 SiO2蚀刻、去胶蚀刻、去胶综合站综合站4Mesa刻蚀刻蚀9ITO熔合熔合12 P/N Pad蒸镀蒸镀化学站化学站2外延外延清洗清洗5去胶、清洗去胶、清洗13金属剥离去胶金属剥离去胶 第20页/共27页第二十一页，共28页。前处理前处理Mesa工艺工艺ITO工艺工艺P/N Pad工艺工艺SiO2工艺工艺检测检测综合站综合站6ITO蒸镀蒸镀14SiO2沉积沉积18电性电性19打线打线20推力推力21拉膜拉膜22外观外观黄光站黄光站3Mesa光刻光刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻15光刻光刻

20、SiO2化学站化学站1去铟球去铟球8ITO蚀刻、去胶蚀刻、去胶11Plasma清洗清洗16 SiO2蚀刻、去胶蚀刻、去胶综合站综合站4Mesa刻蚀刻蚀9ITO熔合熔合12 P/N Pad蒸镀蒸镀17金属熔合金属熔合化学站化学站2外延外延清洗清洗5去胶、清洗去胶、清洗13金属剥离去胶金属剥离去胶 N2N2高温金属熔合增强了金属电极与半导体间的欧姆(u m)接触金属(jnsh)合金炉第21页/共27页第二十二页，共28页。检测项目：1、光电参数是否(sh fu)正常2、电极的牢固性3、电极与焊球的剪切力4、SiO2的粘附力5、全检外观是否(sh fu)存在缺陷打线、推力测试热膜测试前处理前处理Me

21、sa工艺工艺ITO工艺工艺P/N Pad工艺工艺SiO2工艺工艺检测检测综合站综合站6ITO蒸镀蒸镀14SiO2沉积沉积18电性电性19打线打线20推力推力21拉膜拉膜22外观外观黄光站黄光站3Mesa光刻光刻7ITO光刻光刻10 P/N Pad光刻光刻15光刻光刻SiO2化学站化学站1去铟球去铟球8ITO蚀刻、去胶蚀刻、去胶11Plasma清洗清洗16 SiO2蚀刻、去胶蚀刻、去胶综合站综合站4Mesa刻蚀刻蚀9ITO熔合熔合12 P/N Pad蒸镀蒸镀17金属熔合金属熔合化学站化学站2外延外延清洗清洗5去胶、清洗去胶、清洗13金属剥离去胶金属剥离去胶 第22页/共27页第二十三页，共28页。检测项目(xingm)：1、光电参数是否正常2、电极的牢固性3、电极与焊球的剪切力4、SiO2的粘附力5、全检外观是否存在缺陷PABCDE前处理前处理Mesa工艺工艺ITO工艺工艺P/N Pad工艺工艺SiO2工艺