LED半导体发光二极管

半导体发光二极管〔LED)WhiteLEDLEDfordisplaysLEDfortrafficlight1

概况发光二极管简称为LED〔LightEmittingDiode〕,是一种半导体固体发光器件，它是利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体中的载流子发生复合引起光子发射而产生光。什么是发光二极管〔LED〕？顾名思义，发光二极管是一种可以将电能转化为光能的电子器件，具有二极管的特性。LED的开展历史1907年HenryJosephRound第一次在一块碳化硅里观察到电致发光现象。但由于其发出的黄光太暗，不适合实际应用；更难处在于碳化硅与电致发光不能很好的适应，研究被摒弃了。二十年代晚期，BernhardGudden和RobertWichard在德国使用从锌硫化物与铜中提炼的的黄磷发光。但却再一次因发光暗淡而停止。LED的开展历史1936年,GeorgeDestiau出版了一个关于硫化锌粉末发射光的报告。随着电流的应用和广泛认识，最终出现了“电致发光”这个术语。二十世纪50年代，英国科学家在“电致发光”的实验中，使用半导体砷化镓，创造了第一个具有现代意义的LED，并于60年代面世。据说在早期的试验中，LED需要放置在液化氮里，更需要进一步的操作与突破以便能高效率的在室温下工作。LED的开展历史第一个商用LED仅仅只能发出不可视的红外光，但迅速应用于感应与光电领域。60年代末，在砷化镓基体上使用磷化物创造了第一个可见的红光LED。磷化镓的改变使得LED更高效，发出的红光更亮，甚至产生出橙色的光。70年代中期，磷化镓被使用作为发光光源，随后就发出灰白绿光。LED采用双层磷化镓蕊片(一个红色一个绿色)能够发出黄色光。同时期，俄国利用金刚砂制造出发黄光的LED。80年代早期到中期对砷化镓磷化铝的使用使得第一代高亮度的LED的诞生，先是红色，接着就是黄色，最后为绿色。到20世纪90年代早期，采用铟铝磷化镓生产出了桔红、橙、黄和绿光的LED。第一个有历史意义的蓝光LED

也出现在90年代早期，再一次利用金钢砂—早期的半导体光源的障碍物。依当今的技术标准去衡量，它与俄国以前的黄光LED一样光源暗淡。LED的开展历史90年代中期，出现了超亮度的氮化镓LED，随即又制造出了能产生高强度的绿光和蓝光铟氮镓LED。超亮度蓝光芯片是白光LED的核心，在这个发光芯片上抹上荧光磷，然后荧光磷通过吸收来自芯片上的蓝色光源再转化为白光。就是利用这种技术制造出任何可见颜色的光。今天在LED市场上就能看到生产出来的新奇颜色，如浅绿色和粉红色。随着人类在LED超亮度的领域的技术进步，LED在消费电子的运用也越来越广泛。LED的开展历史中国LED开展现状中国LED产业起步于上世纪80年代，先后经历了进口芯片封装→进口外延片封装→自制材料和器件等几个阶段。进入21世纪以后，环保和节能成为市场热点，LED行业也开始升温。随着全球LED市场需求的进一步加大，未来我国LED产业开展面临巨大的开展机遇。然而，现实却是，国内企业在“快乐”中“痛苦”的前行。中国LED开展现状目前，全球LED领域的技术和专利，一半以上被美、日、德等兴旺国家的少数大公司所占有。这些专利多为核心技术专利，国内企业尤其是中小企业很难寻找到突破口。此外，这些国外企业已经在全球，尤其是在中国，精心部署了专利网。所以，我国LED产业要想取得长远开展，必须突破这些专利的层层包围。中国LED开展现状随着社会的开展，LED技术在生活中的应用越来越广泛，但是LED的价格却相对较高，主要有以下原因:国内没有核心技术LED应用产品散热难LED的应用电源管理较难2.

LED的工作原理发光二极管是用半导体材料制作的正向偏置的PN结二极管。其发光机理是当在PN结两端注入正向电流时，注入的非平衡载流子〔电子－空穴对〕在扩散过程中复合，多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。这种发射过程主要对应于光的自发发射过程。3.

LED的发光原理LED是一种固态半导体器件,可以直接把电转化为光LED的心脏是一个半导体晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两局部组成,一局部是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子.但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个“PN结”当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。Materials4.LED特点电压：LED使用低压电源，单颗电压在1.9-4V之间，比使用高压电源更平安的电源。效能：光效高,目前实验室最高光效已到达161lm/w(cree),是目前光效最高的照明产品。抗震性：LED是固态光源，由于它的特殊性，具有其他光源产品不能比拟的抗震性。稳定性：10万小时，光衰为初始的70%响应时间：LED灯的响应时间为纳秒级，是目前所有光源中响应时间最快的产品。体积小：LED是很小的一块晶片被封装在环氧树脂里面，非常轻/小Materials4.LED特点环保：无金属汞等对身体有害物质。

LED是由无毒材料作成,不像荧光灯含水银会造成污染，而且还可以回收再利用。节能灯的发光原理是汞蒸气受激发而发光,所以每支节能灯都含汞。即便按欧洲最新环保标准，一支节能灯的汞含量也约为3～5毫克。一旦破碎,仅3毫克就会污染约1000吨水、300m3的空气.颜色：LED的带快相当窄，所发光颜色纯，无杂色光，覆盖整过可见光的全部波段，且可由R\G\B组合成任何想要可见光。LEDSystemsMaterialsLED优点寿命长节能低紫外线低红外线无水银CO2低碳寿命比较LED灯普通灯约

4万小时约3000小时LED优点※100盏灯的1年电费比较。※1日使用10小时计算。※

电费以1元／KWh计算。1825元14600元白炽灯40WLED灯泡5W电费比较LED优点※100盏灯的1年排量比较。※1日使用10小时计算。※CO2排出量的排出系数以0.39kg－CO2／kWh计算5694KgCO2CO2CO2CO2LED灯泡

5W白炽灯

40WCO2的排量比较712Kg

LED优点5.LED产业链LED技术与工艺链衬底片制备单晶生长、磨片、抛光外延生长

MBEMOCVD芯片制作光刻、刻蚀、蒸发、划片器件封装贴片、键合、封包5.1衬底半导体器件的衬底材料也称为基石材料，外延层都是在衬底材料上生长获得的。衬底材料是半导体照明产业技术开展的基石。不同的衬底材料，需要不同的外延生长技术、芯片加工技术和器件封装技术。因此，衬底材料决定了半导体照明技术的开展路线。[1]结构特性好，外延材料与衬底的晶体结构相同或相近、晶格常数失配度小、结晶性能好、缺陷密度小；[2]界面特性好，有利于外延材料成核且黏附性强；[3]化学稳定性好，在外延生长的温度和气氛中不容易分解和腐蚀[4]热学性能好，包括导热性好和热失配度小；[5]导电性好，能制成上下结构；[6]光学性能好，制作的器件所发出的光被衬底吸收小；[7]机械性能好，器件容易加工，包括减薄、抛光和切割等；[8]价格低廉；[9]大尺寸，一般要求直径不小于2英吋。衬底材料的选择主要取决于以下九个方面：氮化镓衬底用于氮化镓生长的最理想的衬底自然是氮化镓单晶材料，这样可以大大提高外延膜的晶体质量，降低位错密度，提高器件工作寿命，提高发光效率，提高器件工作电流密度。可是，制备氮化镓体单晶材料非常困难，到目前为止尚未有行之有效的方法。有研究人员通过HVPE方法在其他衬底(如Al2O3、SiC)上生长氮化镓厚膜，然后通过剥离技术实现衬底和氮化镓厚膜的别离，别离后的氮化镓厚膜可作为外延用的衬底这样获得的氮化镓厚膜优点非常明显，即以它为衬底外延的氮化镓薄膜的位错密度，比在Al2O3、SiC上外延的氮化镓薄膜的位错密度要明显低；但价格昂贵。因而氮化镓厚膜作为半导体照明的衬底之用受到限制。氮化镓衬底氮化镓衬底生产技术和设备从高压熔体中可得到单晶氮化镓体材料，但尺寸很小，无法使用。目前主要是在蓝宝石、硅、碳化硅衬底上生长。虽然在蓝宝石衬底上可以生产出中低档的氮化镓发光二极管产品，但高档产品只能在氮化镓衬底上生产。目前只有日本几家公司能够提供氮化镓衬底，价格极贵，一片2英寸衬底价格约1万美元，这些衬底全部由HVPE(氢化物气相外延)生产。氮化镓衬底生产技术和设备HVPE是二十世纪六七十年代的技术，由于它生长速率很快(一分钟一微米以上)，不能生长量子阱、超晶格等结构材料，在八十年代被MOCVD、MBE(分子束外延)等技术淘汰。然而，恰是由于它生长速率快，可以生长氮化镓衬底，这种技术后来又“死灰复燃”并受到重视。可以断定，氮化镓衬底肯定会继续开展并形成产业化，HVPE技术必然会重新受到重视。与高温提拉法相比，HVPE方法更有望生产出可实用化的氮化镓衬底。不过国际上目前还没有商品化的设备出售。氮化镓衬底生产技术和设备目前国内外研究氮化镓衬底均是用MOCVD和HVPE两台设备分开进行的,即：先用MOCVD生长0.1～1微米的结晶层再用HVPE生长约300微米的氮化镓衬底层最后将原衬底剥离、抛光等。由于生长一个衬底需要在两个生长室中分两次生长，需要降温、生长停顿、取出等过程，这样不可防止地会出现以下问题：①样品外表粘污；②生长停顿、降温造成外表再构，影响下次生长。Si衬底在硅衬底上制备发光二极管是本领域里梦寐以求的一件事情,因为一旦技术获得突破,外延生长本钱和器件加工本钱将大幅度下降。硅是热的良导体，所以器件的导热性能可以明显改善，从而延长了器件的寿命。Si片作为GaN材料的衬底还有许多优点,如晶体质量高,尺寸大,本钱低,易加工,良好的导电性,热稳定性等.Si衬底电极制作：硅衬底的芯片电极可采用两种接触方式，分别是L接触〔Laterial-contact

,水平接触〕和V接触〔Vertical-contact，垂直接触〕，以下简称为L型电极和V型电极。通过这两种接触方式，LED芯片内部的电流可以是横向流动的，也可以是纵向流动的。由于电流可以纵向流动，因此增大了LED的发光面积，从而提高了LED的出光效率。Si衬底优点①晶体品质高②尺寸大③本钱低，易加工④良好的导电性⑤良好的导热性和热稳定性缺乏①由于GaN外延层与Si衬底之间存在巨大的晶格失配和热失配，以及在GaN的生长过程中容易形成非晶氮化硅，所以在Si衬底上很难得到无龟裂及器件级品质的GaN材料②硅衬底对光的吸收严重，LED出光效率低Si衬底另外，由于硅衬底对光的吸收严重，LED出光效率较低。2010年，日本Nagoya技术研究所在上海国际半导体照明论坛上报道的硅衬底上蓝光LED光输出功率为18mW。目前国外文献报导的硅衬底上蓝光LED光功率最好水平是420mW，是德国Magdeburg大学研制的。蓝宝石的组成为氧化铝(Al2O3)，是由三个氧原子和两个铝原子以共价键型式结合而成,其晶体结构为六方晶格结构.由于蓝宝石的光学穿透带很宽,从近紫外光(190nm)到中红外线都具有很好的透光性.因此被大量用在光学元件、红外装置、高强度镭射镜片材料及光罩材料上，它具有高声速、耐高温、抗腐蚀、高硬度、高透光性、熔点高〔2045℃〕等特点，是一种相当难加工的材料，因此常被用来作为光电元件的材料。蓝宝石衬底蓝宝石衬底目前超高亮度白/蓝光LED的品质取决于氮化镓磊晶(GaN)的材料品质，而氮化镓磊晶品质那么与所使用的蓝宝石基板外表加工品质息息相关，蓝宝石(单晶Al2O3)C面与Ⅲ-Ⅴ和Ⅱ-Ⅵ族沉积薄膜之间的晶格常数失配率小，同时符合GaN磊晶制程中耐高温的要求，使得蓝宝石晶片成为制作白/蓝/绿光LED的关键材料.以下图分别为：蓝宝石切面图晶体结构图俯视图晶体结构图侧视图Al2O3分之结构图蓝宝石(Al2O3)特性表分子式Al2O3密度3.95-4.1克/立方厘米晶体结构六方晶格晶格常数a=4.785Å,c=12.991Å莫氏硬度9(仅次于钻石:10)熔点2045℃沸点3000℃热膨胀系数5.8×10-6/K

比热0.418W.s/g/k

热导率25.12W/m/k(@100℃)

折射率no=1.768ne=1.760

dn/dt13x10-6/K(@633nm)透光特性T≈80%(0.3～5μm)

介电常数11.5(∥c),9.3(⊥c)

2蓝宝石晶体的生长方法蓝宝石晶体的生长方法常用的有两种:1)柴氏拉晶法(Czochralskimethod),简称Cz法.先将原料加热至熔点后熔化形成熔汤,再利用一单晶晶种接触到熔汤外表,在晶种与熔汤的固液界面上因温度差而形成过冷。于是熔汤开始在晶种外表凝固并生长和晶种相同晶体结构的单晶,晶种同时以极缓慢的速度往上拉升,并伴随以一定的转速旋转,随着晶种的向上拉升,熔汤逐渐凝固于晶种的液固界面上,进而形成一轴对称的单晶晶锭.蓝宝石衬底柴氏拉晶法(Czochralskimethod)之原理示意图2蓝宝石晶体的生长方法2)凯氏长晶法(Kyropoulosmethod),简称Ky法或泡生法原理与柴氏拉晶法(Czochralskimethod)类似，先将原料加热至熔点后熔化形成熔汤，再以单晶之晶种(SeedCrystal，又称籽晶棒)接触到熔汤外表，在晶种与熔汤的固液界面上开始生长和晶种相同晶体结构的单晶，晶种以极缓慢的速度往上拉升，但在晶种往上拉晶一段时间以形成晶颈，待熔汤与晶种界面的凝固速率稳定后，晶种便不再拉升，也没有作旋转，仅以控制冷却速率方式来使单晶从上方逐渐往下凝固,最后凝固成一整个单晶晶碇.蓝宝石衬底凯氏長晶法(Kyropoulosmethod)之原理示意图3蓝宝石衬底加工流程

蓝宝石基片的原材料是晶棒,晶棒由蓝宝石晶体加工而成.其相关制造流程如下:

蓝宝石晶体晶棒

晶棒基片

蓝宝石晶棒加工流程

晶体晶棒长晶:

利用长晶炉生长尺寸大且高品质的单晶蓝宝石晶体定向:

确保蓝宝石晶体在掏棒机台上的正确位置,便于掏棒加工掏棒:

以特定方式从蓝宝石晶体中掏取出蓝宝石晶棒滚磨:

用外圆磨床进行晶棒的外圆磨削,得到精确的外圆尺寸精度品检:

确保晶棒品质以及以及掏取后的晶棒尺寸与方位是否合客户规格机械加工蓝宝石晶棒制造工艺流程定向:在切片机上准确定位蓝宝石晶棒的位置,以便于精准切片加工切片:将蓝宝石晶棒切成薄薄的晶片研磨:去除切片时造成的晶片切割损伤层及改善晶片的平坦度倒角:将晶片边缘修整成圆弧状,改善薄片边缘的机械强度,防止应力集中造成缺陷抛光:改善晶片粗糙度,使其外表到达外延片磊晶级的精度清洗:去除晶片外表的污染物(如:微尘颗粒,金属,有机玷污物等)品检:以高精密检测仪器检验晶片品质(平坦度,外表微尘颗粒等),以符合客户要求机械加工蓝宝石基片制造工艺流程晶棒基片蓝宝石切面图①C-Plane蓝宝石基板(上六边形)这是广阔厂家普遍使用的供GaN生长的蓝宝石基板面.这主要是因为蓝宝石晶体沿C轴生长的工艺成熟、本钱相对较低、物化性能稳定,在C面进行磊晶的技术成熟稳定.4蓝宝石基板应用种类广阔外延片厂家使用的蓝宝石基片分为三种:C-Plane蓝宝石基板是普遍使用的蓝宝石基板.1993年日本的赤崎勇教授与当时在日亚化学的中村修二博士等，突破了InGaN与蓝宝石基板晶格不匹配(缓冲层)、p型材料活化等问题后，终于在1993年底日亚化学得以首先开发出蓝光LED.以后的几年里日亚化学以蓝宝石为基板,使用InGaN材料,通过MOCVD技术并不断加以改进蓝宝石基板与磊晶技术,提高蓝光的发光效率,并在1997年开发出紫外LED，1999年蓝紫色LED样品开始出货，2001年开始提供白光LED。从而奠定了日亚化学在LED领域的先头地位.C-Plane蓝宝石基板台湾紧紧跟随日本的LED技术，台湾LED的开展先是从日本购置外延片加工，进而买来MOCVD机台和蓝宝石基板来进行磊晶，之后台湾外乡厂商又对蓝宝石晶体的生长和加工技术进行研究生产，通过自主研发，取得LED专利授权等方式，实现了蓝宝石晶体,基板,外延片的生产和加工等自主生产技术能力，一步一步奠定了台湾在LED上游业务中的重要地位.目前大局部的蓝光/绿光/白光LED产品都是以日本台湾为代表的使用蓝宝石基板进行MOCVD磊晶生产的产品，使得蓝宝石基板具有很大的普遍性，以美国Cree公司使用SiC作为基板为代表的LED产品那么跟随其后.C-Plane蓝宝石基板蓝宝石切面图②R-Plane(或M-Plane)蓝宝石基板主要用来生长非极性/半极性面GaN外延薄膜,以提高发光效率.通常在蓝宝石基板上制备的GaN外延膜是沿c轴生长的,而c轴是GaN的极性轴,导致GaN基器件有源层量子阱中出现很强的内建电场,发光效率会因此降低,开展非极性面GaN外延,克服这一物理现象,使发光效率提高。4蓝宝石基板应用种类广阔外延片厂家使用的蓝宝石基片分为三种:R-Plane或M-Plane蓝宝石基板通常，C面蓝宝石衬底上生长的GaN薄膜是沿着其极性轴(即ｃ轴)方向生长的，薄膜具有自发极化和压电极化效应，导致薄膜内部(有源层量子阱)产生强大的内建电场(QuantumConfineStarkEffect,QCSE;史坦克效应)，大大地降低了GaN薄膜的发光效率.在一些非C面蓝宝石衬底(如R面或M面)和其他一些特殊衬底(如铝酸锂;LiAlO2)上生长的GaN薄膜是非极性和半极性的,上述由极化场引起的在发光器件中产生的负面效应将得到局部甚至完全的改善.传统三五族氮化物半导体均成长在C-plane蓝宝石基板上，假设把这类化合物成长于R-plane或M-Plane上，可使产生的内建电场平行于磊晶层，以增加电子电洞对复合的机率。R-Plane或M-Plane蓝宝石基板传统三五族氮化物半导体均成长在c-plane蓝宝石基板上，假设把这类化合物成长于R-plane或M-Plane上，可使产生的内建电场平行于磊晶层，以增加电子电洞对复合的机率。因此，以氮化物磊晶薄膜为主的LED结构成长R-plane或M-Plane蓝宝石基板上，相比于传统的C面蓝宝石磊晶,将可以有效的解决LED内部量子效率效率低落的问题，并增加元件的发光强度。近年来已有研究声称非极性LED能使白光的发光效率提高两倍.由于无极性GaN比传统c轴GaN更具有潜力来制作高效率元件,使得许多国际大厂与研究单位都加大了对此类磊晶技术的研究与生产因此R-plane或M-Plane蓝宝石基板的需求与要求也相应增加R-Plane或M-Plane蓝宝石基板无极性面是指极性面法线方向上的面而半极性面那么是介于极性面和无极性面之间的面蓝宝石切面图③图案化蓝宝石基板(PatternSapphireSubstrate简称PSS)以成长(Growth)或蚀刻(Etching)的方式,在蓝宝石基板上设计制作出纳米级特定规那么的微结构图案藉以控制LED之输出光形式,并可同时减少生长在蓝宝石基板上GaN之间的差排缺陷,改善磊晶质量,并提升LED内部量子效率、增加光萃取效率。4蓝宝石基板应用种类广阔外延片厂家使用的蓝宝石基片分为三种:图案化蓝宝石基板(PSS)以蚀刻(在蓝宝石C面干式蚀刻/湿式蚀刻)的方式,在蓝宝石基板上设计制作出微米级或纳米级的具有微结构特定规那么的图案,藉以控制LED的输出光形式(蓝宝石基板上的凹凸图案会产生光散射或折射的效果增加光的取出率),同时GaN薄膜成长于图案化蓝宝石基板上会产生横向磊晶的效果,减少生长在蓝宝石基板上GaN之间的差排缺陷，改善磊晶质量，并提升LED内部量子效率、增加光萃取效率。与成长于一般蓝宝石基板的LED相比,亮度增加了70%以上.图案化蓝宝石基板(PSS)目前台湾生产图案化蓝宝石的有中美矽晶、合晶、兆晶，兆达等多家公司.蓝宝石基板中2/4英寸是成熟产品,价格逐渐稳定而大尺寸(如6/8英寸)的普通蓝宝石基板与2英寸图案化蓝宝石基板处于成长期,价格也较高,其生产商也是主推大尺寸与图案化蓝宝石基板,同时也积极增加产能.目前大陆还没有厂家能生产出图案化蓝宝石基板.欧美、俄罗斯等国均有自己的公司出产图案化蓝宝石基板A:台湾兆晶科技股份(C面2英寸蓝宝石基板技术参数)项目Item规格Specifications材料Material 高纯度（>99.996%）单晶Al2O3

晶向

OrientationC轴（0001）±0.3°直径Dismeter50.8±0.2mm厚度

Thickness330μm/430μm±25μm总厚度偏差TTV＜10μm翘曲度BOW＜10μm定位面方向

PrimaryFlatLocationA面（11-20）±0.5

°定位边长PrimaryFlatLength16±1.2mm正面

FrontSurfaceepi-readypolished（外延开盒即用）表面粗糙度SurfaceRoughnessRa＜0.3nm背面

BacksideRa=0.5~1.2μm包装

Package洁净室内真空冲氮包装B:台湾中美矽晶制品股份(C面2英寸蓝宝石基板技术参数)项目Item规格Specifications材料Material 高纯度单晶Al2O3，晶向

OrientationC面（0001）±0.3°直径

Dismeter50.8±0.15mm厚度

Thickness430μm±15μm总厚度偏差TTV＜10μm表面总平整度TIR≦10μm弯曲度WARP≦15μm翘曲度BOW-10~0μm定位面方向

PrimaryFlatLocationA面（11-20）定位面偏离角度FlatOff-setAngle0.0±0.2°定位边长PrimaryFlatLength16±0.5mm表面粗糙度FrontsideSurfaceRoughnessRA≦3Å（即Ra≦0.3nm）背面粗糙度

BacksideSurfaceRoughness(Ra)Ra=0.5~1.0μm包装

Package洁净室内真空冲氮包装C:美国Crystalsystems公司(C面2英寸蓝宝石基板技术参数)项目Item规格Specifications材料Material高纯度单晶Al2O3>99.99%

晶向

OrientationC轴（0001）±0.2°

直径

Dismeter50.8±0.15mm厚度

Thickness330μm/430μm±25μm总厚度偏差TTV≦25μm翘曲度BOW≦20μm定位边方向

PrimaryFlatLocationA轴（11-20）±0.3°

定位边长PrimaryFlatLength16±1.5mm正面

FrontSurface精细抛光（开盒即用）finishingpolishingepi-ready表面粗糙度SurfaceRoughness(Ra)Ra＜1nm背面

Backside精细研磨FinegrindRmax5-10µm包装

Package100级洁净室冲氮包装5/10/25片盒装D:俄罗斯CradleyCrystals公司(C面2英寸蓝宝石基板技术参数)项目Item规格Specifications材料Material高纯度单晶Al2O3>99.99%

晶向

OrientationC轴（0001）±0.2°

直径

Dismeter50.8±0.1mm厚度

Thickness330μm/430μm±25μm总厚度偏差TTV≦10μm翘曲度BOW≦5μm定位边方向

PrimaryFlatLocationA轴（11-20）±0.3°

定位边长PrimaryFlatLength16±0.8mm正面

FrontSurface精细抛光（开盒即用）finishingpolishingepi-ready表面粗糙度SurfaceRoughness(Ra)Ra＜0.3nm背面

Backside精细研磨FinegrindRa＜1µm或80/50polishing包装

Package100级洁净室冲氮包装25片盒装目前，国内外Al2O3衬底今后的研发任务是生长大直径的Al2O3单晶(向4-6英吋方向开展)，以及降低杂质污染和提高外表抛光质量。蓝宝石衬底优点：①化学稳定性好②不吸收可见光，

③价格适中④制造技术相对成熟缺点：①导电性能差，②坚硬,不易切割，③导热性差SiC衬底除了Al2O3衬底外，目前用于氮化镓生长的衬底就是SiC，它在市场上的占有率位居第二，目前还没有第三种衬底用于氮化镓LED的商业化生产。SiC有许多突出的优点，如化学稳定性好、导电性能好、导热性能好、不吸收可见光等，但缺乏方面也很突出，如价格太高、晶体质量难以到达Al2O3和Si那么好、机械加工性能比较差。另外，SiC衬底吸收380nm以下的紫外光，所以，它不适合用来研发380nm以下的紫外LED。SiC衬底电极：L型电极设计，电流是纵向流动的，两个电极分布在器件的外表和底部，所产生的热量可以通过电极直接导出；同时这种衬底不需要电流扩散层，因此光不会被电流扩散层的材料吸收，这样又提高了出光效率。导热：碳化硅衬底的导热性能〔碳化硅的导热系数为490W/(m·K)〕要比蓝宝石衬底高出10倍以上。采用这种衬底制作的器件的导电和导热性能都非常好，有利于做成面积较大的大功率器件。SiC衬底由于SiC衬底优异的的导电和导热性能，不需要象Al2O3衬底上功率型氮化镓LED器件采用倒装焊技术解决散热问题，而是采用上下电极结构，可以比较好的解决功率型氮化镓LED器件的散热问题，因此在开展中的半导体照明技术领域占有重要地位。本钱：相对于蓝宝石衬底而言，碳化硅制造本钱较高，实现其商业化还需要降低相应的本钱。目前国际上能够提供商用的高质量的SiC衬底的厂家只有美国CREE公司。国内外SiC衬底今后的研发任务是大幅度降低制造本钱和提高晶体结晶质量。SiC衬底优点①化学稳定性好②导电性能好③导热性能好④不吸收可见光缺乏①价格高②机械加工性能比较差③晶体品质难以到达Al2O3和Si那么好④不适合用来研发380nm以下紫外LED(吸收380nm以下紫外光)⑤目前国际上能提供商用的高品质的SiC衬底的厂家只有美国CREE公司。ZnO衬底之所以ZnO作为GaN外延的候选衬底，是因为他们二者具有非常惊人的相似之处。两者晶体结构相同、晶格失配度非常小，禁带宽度接近〔能带不连续值小，接触势垒小〕。但是，ZnO作为GaN外延衬底的致命弱点是在GaN外延生长的温度和气氛中容易分解和被腐蚀。目前，ZnO半导体材料尚不能用来制造光电子器件或高温电子器件，主要是材料质量达不到器件水平/和P型掺杂问题没有真正解决，适合ZnO基半导体材料生长的设备尚未研制成功。研发的重点是寻找适宜的生长方法。ZnO衬底但是，ZnO本身是一种有潜力的发光材料。ZnO的禁带宽度为3.37eV，属于直接带隙，和GaN、SiC、金刚石等宽禁带半导体材料相比，它在380nm附近紫光波段开展潜力最大，是高效紫光发光器件、低阈值紫光半导体激光器的候选材料。这是因为，ZnO的激子束缚能高达60meV，比其他半导体材料高得多(GaN为26meV)，因而具有比其他材料更高的发光效率。另外ZnO材料的生长非常平安，可以采用没有任何毒性的水为氧源，用有机金属锌为锌源。因而，今后ZnO材料的生产是真正意义上的绿色生产，原材料锌和水资源丰富、价格廉价，有利于大规模生产和持续开展。5.2外延定义：利用物理或化学变化在单晶衬底上沿特定结晶方向生长单晶薄膜的工艺过程就称为外延。外延层的结构是单晶衬底晶格排列向外延续，外延层也是单晶。半导体工艺流程大多数是从在衬底上生长外延层开始，然后在这层薄膜的根底上制造器件。外延工艺主要用于形成器件有源区的薄层半导体结构。外延工艺主要关注的是薄膜结构，电学性能，外岩层和衬底的界面。5.2外延LED外延生长是在一块加热至适当温度的衬底基片(主要有蓝宝石和SiC、Si)上，气态物质In、Ga、Al、P有控制地输送到衬底外表，生长出特定单晶薄膜。目前LED外延片生长技术主要是有机金属化学气相沉积法外延的目的是指在衬底(基片)上向外拓延生长一定厚度的半导体薄层。半导体材料厂商可以按照半导体芯片制造商的要求直接加工提供外延圆片。①适合的禁带宽度Eg。②可获得电导率高的P型和N型材料。③可获得完整性好的优质晶体。④发光复合几率大。LED芯片对外延片的技术要求①外延材料具有适合的禁带宽度禁带宽度决定发射波长：

λ=1240/EgEg由材料性质决定，可以通过调节外延材料的组分调整Eg。LED芯片对外延片的技术要求λ～LED的峰值发射波长〔nm〕Eg～外延材料的禁带宽度〔eV〕②外延材料的发光复合几率大LED的发光原理：pn结处的空穴和电子的复合发光，同时伴有热产生，复合几率大，那么发光效率高。InGaAlP材料，调整Ga-Al组分，改变Eg，得到黄绿到深红的LED波长。但改变组分的同时使得直接跃迁半导体材料变为间接跃迁，影响发光效率。LED芯片对外延片的技术要求③p型n型两种外延材料的电导率要高影响电导率的因素：掺杂浓度、温度、均匀性。掺杂浓度：不应小于1×1017/cm3参杂温度：MOCVD反响腔温度及材料特性参杂均匀型：MOCVD气流平稳、气压LED芯片对外延片的技术要求④外延层的完整性外延层的完整性：晶体的错位和空位缺陷，氧气等杂质。影响完整性的因素：不同的外延技术、同一外延技术不同的设备，同一设备不同的操作人员LED芯片对外延片的技术要求外延技术与设备是外延片制造技术的关键所在目前常用的外延方法包括：外延技术液相外延(LiquidPhaseEpitaxy,LPE)，气相外延(VaporPhaseEpitaxy,VPE)，分子束外延(MolecularBeamEpitaxy,MBE)，金属有机物化学气相淀积(Metal-OrganicChemicalVaporDeposition，MOCVD)外延等。液相磊晶LPE的技术较低，主要用于一般的发光二极管分子束磊晶MBE的技术层次较高，容易成长极薄的磊晶，且纯度高，平整性好，但量产能力低，磊晶成长速度慢有机金属气相磊晶MOCVD除了纯度高，平整性好外，量产能力及磊晶成长速度亦比MBE快，所以现在大都以MOCVD来生产。外延生长方法VPE(或叫CVD)气相外延VPE方法是原材料(或反响物)通过气相输运并在气相中(或衬底外表)进行化学反响而在衬底上生长单晶薄层的技术.该方法是反响物以气态形式到达加热的衬底外表，发生化学反响，形成固态薄膜和气态产物(是气-固相变过程)。气相外延VPE技术属于化学气相沉积技术范畴，由于它是借助加热的方式提供化学反响过程所需要的能量，所以也叫CVD技术。VPE(或叫CVD)利用化学气相淀积可以制备无机薄膜，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、复原法、水解法、混合反响等。CVD的优缺点CVD制备的薄膜最大的特点是致密性好、效率高、可以实现厚膜淀积、以及相对的低本钱；缺点是淀积过程容易对薄膜外表形成污染、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、反响受温度影响不大，淀积速度主要受反响气体的输运速度的影响。低压CVD〔LPCVD〕的特点是其良好的扩散性〔宏观表现为台阶覆盖能力〕，反响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。CVD的优缺点等离子体增强型CVD〔PECVD〕最大的特点是反响温度低(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。金属氧化物CVD〔MOCVD〕的主要优点是反响温度低，广泛应用在化合物半导体制备上，特别是高亮LED的制备上。CVD外延的生长过程参加反响的气体混合物被运输到沉积区；反响物分子由主气流扩散到衬底外表；反响物分子吸附在衬底外表上；吸附物分子间或吸附物分子与气体分子间发生化学反响，生成外延成分及反响副产物，外延粒子沿衬底外表迁移并结合进入晶格点阵；反响副产物由衬底外表外扩散到主气流中,然后排出沉积区金属有机物化学气相淀积MOCVD技术是目前生长III-V族，II-VI族化合物及合金薄膜单晶的主要方法。II、III族金属有机化合物通常为甲基或乙基化合物，如：Ga(CH3)3，In(CH3)3，Al(CH3)3，Ga(C2H5)3，Zn(C2H5)3等，它们大多数是高蒸汽压的液体或固体。用氢气或氮气作为载气，通入液体中携带出蒸汽，与V族的氢化物〔如NH3，PH3，AsH3〕混合，再通入反响室，在加热的衬底外表发生反响，外延生长化合物晶体薄膜。MOCVD首先是将GaN衬底放入昂贵的有机化学汽相沉积炉〔简称MOCVD，又称外延炉〕，再通入III、II族金属元素的烷基化合物〔甲基或乙基化物〕蒸气与非金属(V或VI族元素〕的氢化物〔或烷基物〕气体；在高温下，发生热解反响，生成III-V或II-VI族化合物沉积在衬底上，生长出一层厚度仅几微米〔1毫米＝1000微米〕的化合物半导体外延层。长有外延层的GaN片也就是常称的外延片。MOCVD过程换句话说，MOCVD成长外延片过程实际上就是载流气体通过金属有机反响源的容器时，将反响源的饱和蒸气带至反响腔中与其它反响气体混合，然后在被加热的基板上面发生化学反响促成薄膜的成长。因此是一种镀膜技术，是镀膜过程。影响蒸镀层的生长速率和性质的因素：MOCVD过程①温度②压力③反响物种类④反响物浓度⑤反响时间⑥衬底种类⑦衬底外表性质等反响物扩散到衬底外表衬底外表的化学反响固态生长物的沉积气态产物的扩散脱离外延片生长中不可无视的微观动力学问题MOCVD方法反响气体在衬底的吸附外表扩散化学反响固态生成物的成核和生长气态生成物的脱附过程等注意：反响速率最慢的过程是控制反响速率的步骤，也是决定沉积膜组织形态与各种性质的关键。MOCVD反响系统的技术要求提供洁静的环境。反响物抵达衬底之前应充分混合，以确保外延层的成分均匀。反响物气流需在衬底的上方保持稳定的流动，以确保外延层厚度均匀。反响物提供系统应切换迅速，以长出上下层接口清楚的多层结构。MOCVD的优点用来生长化合物晶体的各组份和掺杂剂都可以以气态方式通入反响室中，可以通过控制各种气体的流量来控制外延层的组分、导电类型、载流子浓度、厚度等特性。由于存在抽气装置，反响室中气体流速快，对于异质外延时，反响气体切换很快，可以得到陡峭的界面。外延发生在加热的衬底的外表上，通过监控衬底的温度可以控制反响过程。在一定条件下，外延层的生长速度与金属有机源的供给量成正比MOCVD的缺点实验设备比较昂贵，生产本钱较高，并且需要使用大量的有毒气体，根本上所有源材料都表现为毒性和腐蚀性，金属有机化合物在空气中还很容易自燃甚至爆炸，另外载气H2与空气结合也会形成爆炸混合物，因此需要特别注意平安防护措施。要求系统的气密性好，并具有平安监控和抽风装置。MOCVD及相关设备技术开展现状MOCVD技术自二十世纪六十年代首先提出以来,经过七十至八十年代的开展,九十年代已经成为砷化镓、磷化铟等光电子材料外延片制备的核心生长技术。目前已经在砷化镓、磷化铟等光电子材料生产中得到广泛应用日本科学家Nakamura将MOCVD应用氮化镓材料制备，利用他自己研制的MOCVD设备(一种非常特殊的反响室结构)，于1994年首先生产出高亮度蓝光和绿光发光二极管，1998年实现了室温下连续激射10,000小时，取得了划时代的进展。到目前为止，MOCVD是制备氮化镓发光二极管和激光器外延片的主流方法，从生长的氮化镓外延片和器件的性能以及生产本钱等主要指标来看，还没有其它方法能与之相比。MOCVD及相关设备技术开展现状国际上MOCVD设备制造商主要有三家：德国的AIXTRON公司美国的EMCORE公司〔Veeco〕、英国的ThomasSwan公司〔现已被AIXTRON公司收购〕这三家公司产品的主要区别在于反响室。MOCVD设备的开展趋势研制大型化的MOCVD设备。为了满足大规模生产的要求，MOCVD设备需要更大型化。目前一次生产24片2英寸外延片的设备已经有商品出售，以后将会生产更大规模的设备，不过这些设备一般只能生产中低档产品；研制有自己特色的专用MOCVD设备。这些设备一般只能一次生产1片2英寸外延片，但其外延片质量很高。目前高档产品主要由这些设备生产，不过这些设备一般不出售。GaN外延片产业化生长法由于GaN和常用的衬底材料的晶格失配度大，为了获得晶体质量较好的GaN外延层，一般采用两步生长工艺。首先在较低的温度下(500～600℃)生长一层很薄的GaN和AIN作为缓冲层，再将温度调整到较高值生长GaN外延层。Akasaki首先以AIN作为缓冲层生长得到了高质量的GaN晶体。AlN能与GaN较好匹配,而和蓝宝石衬底匹配不好,但由于它很薄,低温沉积的无定型性质,会在高温生长GaN外延层时成为结晶体。随后Nakamura发现以GaN为缓冲层可以得到更高质量的GaN晶体。MOCVD法生长GaN的主要技术要求MOCVD技术最初是为制备GaAs和InP等化合物半导体材料而开发的,用于GaN基材料外延生长时,采用的是NH3气源,危险性降低,但对设备的要求不仅没有降低,反而提出了更为特殊的要求：生长温度高，接近1200度的高温外表对气体产生热浮力，气体难以到达衬底外表；NH3具有强腐蚀性，反响器材料要能适应；TMGa/TMIn/TMAl等对氧气和水份特别敏感，要求气体纯度高，且与大气隔离；形成掺Mg的P型层后，要经热处理激活；TMGa和NH3即使在低温下也会预反响形成新产物；形成多层膜时，气体成份要快速切换，以形成陡峭界面；既要求膜厚均匀，又要求组分均匀。MOCVD法生长GaN存在的问题衬底要求与外延材料的晶格失配度小、热膨胀系数接近、有较大的尺寸、价格廉价、适应生产等，GaN匹配的衬底少；气相预反响带来的加合物和聚合物在反响器气体喷口凝结，在反响室避沉积以及在气相中形成微粒，阻碍反响物输送、影响外延膜的质量以及缩短设备维护周期和损害泵系统；NH3的利用低，尾气对环境影响较大；设备的气密性和气体纯度要求很高；气氛适应性和气流控制也存在较大的难度；外延片InGaAlP材料的外延制作四元系InGaAlP化合物半导体是制造红色和黄色超高亮度发光二极管的最正确材料InGaAlP外延片制造的LED发光波段处在550～650nm之间,这一发光波段范围内,外延层的晶格常数能够与GaAs衬底完善地匹配,这是稳定批量生产超高亮度LED外延材料的重要前提AlGaInP超高亮度LED采用了MOCVD的外延生长技术和多量子阱结构,波长625nm附近其外延片的内量子效率可到达100%,已接近极限。目前MOCVD生长InGaAlP外延片技术已相当成熟。InGaAlP材料的外延制作InGaAlP外延生长的根本原理是，在一块加热至适当温度的GaAs衬底基片上，气态物质In,Ga,Al,P有控制的输送到GaAs衬底外表，生长出具有特定组分，特定厚度，特定电学和光学参数的半导体薄膜外延材料。III族与V族的源物质分别为TMGa、TEGa、TMIn、TMAl、PH3与AsH3。通过掺Si或掺Te以及掺Mg或掺Zn生长N型与P型薄膜材料。InGaAlP材料的外延制作对于InGaAlP薄膜材料生长，所选用的III族元素流量通常为(1-5)×10-5克分子，V族元素的流量为〔1-2〕×10-3克分子。为获得适宜的长晶速度及优良的晶体结构，衬底旋转速度和长晶温度的优化与匹配至关重要。细致调节生长腔体内的热场分布，将有利于获得均匀分布的组分与厚度，进而提高了外延材料光电性能的一致性。GaInN外延的制作氮化物半导体是制备白光LED的基石，GaN基LED外延片和芯片技术，是白光LED的核心技术，被称之为半导体照明的发动机。因此，为了获得高质量的LED，降低位错等缺陷密度，提高晶体质量，是半导体照明技术开发的核心。其它新型外延材料ZnO本身是一种有潜力的发光材料。ZnO的禁带宽度为3.37eV，属直接带隙，和GaN、SiC、金刚石等宽禁带半导体材料相比，它在380nm附近紫光波段开展潜力最大，是高效紫光发光器件、低阈值紫光半导体激光器的候选材料。这是因为，ZnO的激子束缚能高达60meV，比其他半导体材料高得多〔GaN为26meV〕，因而具有比其他材料更高的发光效率。其它新型外延材料ZnO材料的生长非常平安，既没有GaAs那样采用毒性很高的砷烷为原材料，也没有GaN那样采用毒性较小的氨气为原材料，而可以采用没有任何毒性的水为氧源，用有机金属锌为锌源。因而，今后ZnO材料的生产是真正意义上的绿色生产，完全复合环保要求。生长ZnO的原材料锌和水资源丰富、价格廉价，有利于大规模生产和持续开展。目前，ZnO半导体材料尚不能用来制造光电子器件或高温电子器件，主要是材料质量达不到器件水平和P型掺杂问题没有真正解决，适合ZnO基半导体材料生长的设备尚未研制成功，这为我国开展ZnO半导体材料和器件、实现技术上的跨越，提供了一次极好的开展机遇。其它新型外延材料ZnSe材料的白光LED也是一种有潜力的白光LED技术。其技术是先在ZnSe单晶基底上生长一层CdZnSe薄膜，通电后该薄膜发出的蓝光与基板ZnSe作用发出互补的黄光，从而形成白光光源。GaNAs和GaNP材料目前正处于刚开始研究阶段，但作为一种有潜力的发光材料，国家在根底研究方面将会给予极大的重视和基金支持。外延生长方法的改进LEO是一种SAE(selectiveareaepitaxy)方法，可追溯到Nishinaga于1988年对LPE(liquidphaseepitaxy)的深入研究LEO常用SiO2或SiNx作为掩膜(mask)，mask平行或者垂直衬底的(11-20)面而放置于buffer或高温生长的薄膜上，mask的两种取向的侧向生长速率比为1.5，不过一般常选用平行方向(1100)。GaN在窗口区向上生长，当到达掩膜高度时就开始了侧向生长，直到两侧侧向生长的GaN集合成平整的薄膜。为了得到高质量的外延层，已经提出很多的改进方法：①常规LEO法外延生长方法的改进②PE(Pendeoepitaxy)法衬底上长缓冲层，再长一层高温GaN选择腐蚀形式周期性的stripe及trench，stripe沿(1-100)方向，侧面为〔11-20〕PE生长，有二种模式。ModelA：侧面(11-20)生长速率大于(0001)面垂直生长速率ModelB：开始(0001)面生长快，紧接着又有从新形成的(11-20)面的侧面生长。外延生长方法的改进②PE(Pendeoepitaxy)法一般生长温度上升，modelA可能性增大，有时在同一个PE生长会同时出现两种生长模式，这是由于生长参数的微小波动造成扩散特性的改变，从而也揭示了与生长运动学有关的参数(如平均自由程，平均寿命)相联系的阈值能量很低。PE生长得到的GaNTD密度下降了4-5个量级，SEM显示侧面生长的GaN集合处或者是无位错或者是空洞，但在这些空洞上方的GaN仍为无位错区；AFM显示PE生长的GaN外表粗糙度仅为原子级，相当光滑；实验说明，PE生长比相同结构的LEO生长快4-5倍，且PEGaN的应力比LEOGaN中的小5-10倍。外延技术开展趋势目前商业化生产采用的是两步生长工艺,但一次可装入衬底数有限,6片机比较成熟,20片左右的机台还在成熟中，片数较多后导致外延片均匀性不够。开展趋势是两个方向：一是开发可一次在反响室中装入更多个衬底外延生长,更加适合于规模化生产的技术,以降低本钱；另外一个方向是高度自动化的可重复性的单片设备①改进两步法生长工艺外延技术开展趋势人们最早就是采用了这种生长技术制备出了GaN单晶薄膜,采用这种技术可以快速生长出低位错密度的厚膜，可以用做采用其它方法进行同质外延生长的衬底。并且和衬底别离的GaN薄膜有可能成为体单晶GaN晶片的替代品。HVPE的缺点是很难精确控制膜厚，反响气体对设备具有腐蚀性，影响GaN材料纯度的进一步提高。②氢化物汽相外延(HVPE)技术外延技术开展趋势采用这种技术可以进一步减少位错密度，改善GaN外延层的晶体质量。首先在适宜的衬底上(蓝宝石或碳化硅)沉积一层GaN，再在其上沉积一层多晶态的SiO掩膜层，然后利用光刻和刻蚀技术，形成GaN窗口和掩膜层条。在随后的生长过程中,外延GaN首先在GaN窗口上生长,然后再横向生长于SiO条上③选择性外延生长或侧向外延生长技术外延片检测外表平整度厚度的均匀性径向电阻分布外延片〔晶圆〕抽取九个点做参数测试5.3芯片芯片是LED的核心部件，其光学性能决定了LED的最终性能改进芯片结构，提高芯片性能是当前芯片技术的研究重点.目前，LED芯片类型从结构角度上主要分为3类：水平电极芯片，倒装芯片，垂直电极芯片.LED芯片类型横向结构LED芯片是一种传统芯片结构，正负两个电极在LED芯片的同一侧(顶面)，电流在n-和p-类型限制层中横向流动不等的距离。出光效果较差。垂直结构的LED芯片的两个电极分别在LED外延层的两侧，由于图形化电极和全部的p-类型限制层作为第二电极，使得电流几乎全部垂直流过LED外延层，极少横向流动的电流，可以改善平面结构的电流分布问题，提高发光效率，也可以解决P极的遮光问题，提升LED的发光面积倒装芯片是将水平电极芯片的顶面最为底面，蓝宝石衬底作为光出射层。正负极之间电流的扩散较为均匀，有源层的利用效果较好，故其出光效果比水平电极芯片要好。工艺流程图一、前工艺前工艺主要工作就是在外延片上做成一颗颗晶粒。简单的说就是晶圆芯片的制程。利用光刻机、掩膜版、ICP、蒸镀机等设备制作图形，在一个2英寸的晶片上做出几千～上万颗连在一起的晶粒。一般分为前工艺、后工艺、点测分选三局部芯片工艺分类清洗洁净的外延片是芯片生产全过程的根本要求，全部工艺过程的20%为外延片的清洗。外延片外表有4大常见的污染类型：颗粒，有机剩余物，无机剩余物，需要去除的氧化层等。清洗目的：除去外表的全部污染物，但不能损害外表。常见方法：化学清洗，水冲洗化学清洗目的：除去光刻胶以及掺杂、合金前外延片的清洗工艺。化学清洗的装置：一般是在嵌入清洗台的台板上的玻璃、石英或聚四氟乙烯的池子里进行的，池子下部是一个加热盘，周围被加热用的电阻丝缠绕或其内部有一个浸入式加热器。化学清洗的工艺流程为：装片，浸入清洗，加热，二次浸入清洗(换新溶液)工艺条件：化学溶液的配置比例，浸泡时间，加热温度，加热时间水冲洗化学清洗的后面一般都有一个去离子水的冲洗工艺。清水冲洗具有匆外表去除化学清洗液和终止氧化物刻蚀反响的双重成效。水冲洗的方案：溢流清洗，喷洒式冲洗，排放式冲洗，超声波辅助进行的清洗和水冲洗ITO氧化铟锡是IndiumTinOxides的缩写。氧化铟锡具有很好的导电性和极高的透明性，是提高LED光效的有效途径之一。ITO的带隙宽度为3.75～4.0eV，是重掺杂、高简并的N型半导体，具有良好的光学和电学性能，低电阻率，高可见光透过率(＞90%)，高红外反射率(＞90%)，机械和化学性能稳定，热稳定性良好，对衬底有很好的附着性。ITO作为纳米铟锡金属氧化物，具有很好的导电性和透明性，可以切断对人体有害的电子辐射，紫外线及远红外线。因此，喷涂在玻璃、塑料及电子显示屏上后，在增强导电性和透明性的同时，切断对人体有害的电子辐射及紫外线、红外线。光刻工艺是半导体制造中最重要、也是最复杂的工艺步骤之一，是利用光照，在有光刻胶存在的条件下，将掩膜板上的图形转移到衬底上的过程。光刻的目标有两个：①在外延片外表建立尽可能接近设计规那么中所要求尺寸的图形，这个目标被称为wafer的分辨率(resolution)；②在外延片外表正确定位图形(称为Alignment或者Registration)光刻ITO光刻ITO光刻的本钱约为整个硅片制造工艺的1/3，消耗时间约占整个硅片工艺的40～60%。光刻机是生产线上最贵的机台，5～15百万美元