LED外延片/芯片工艺流程及激光切割蚀刻关键环节

更新日期:2011-01-03
       外延片材料是LED的核心部分,事实上,LED的波长、亮度、正向电压等主要光电参数基本上取决于外延片材料。外延片技术与设备是外延片制造技术的关键所在。

(1)LED外延片的制造工艺
      衬底——结构设计——缓冲层生长——N型GaN层生长——多量子阱发光层生长——P型GaN层生长——退火——检测(光荧光、X射线)——外延片
     
      外延生长的基本原理是: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InGaAlP有控制的输送到衬底表面,生长出特定单晶薄膜。目前LED外延片生长技术主要采用有机金属化学气相沉积方法(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition,简称 MOCVD)。
 
      外延片的制造基本上决定了芯片的发光效率,工作电压,波长等各项光电参数。同时也决定了芯片抗ESD冲击的能力,和长期的稳定性。
 
2LED芯片的制造工艺流程:
      外延片→清洗→镀透明电极层→透明电极图形激光雕刻→腐蚀→去胶→平台图形激光雕刻→干式激光蚀刻→去胶→退火→SiO2沉积→窗口图形激光雕刻→SiO2腐蚀→去胶→N极图形激光雕刻→预清洗→镀膜→剥离→退火→P极图形激光雕刻→镀膜→剥离→研磨→激光切割→芯片→成品测试。
 
      芯片加工制程决定了芯片的电极粘附可靠性,芯片外观品质,光电参数一致性。
 
3)成品测试的流程
      其实外延片的生产制作过程是非常复杂的,生产设备基本上选用原装进口为主;在展完外延片后,下一步就开始对LED外延片做电极(P极,N极),接着就开始用激光机切割LED外延片(以前切割LED外延片主要用钻石刀),制造成芯片后,在晶圆上的不同位置抽取九个点做参数测试,如图所示:


1、主要对电压、波长、亮度进行测试,能符合正常出货标准参数的晶圆片再继续做下一步的操作,如果这九点测试不符合相关要求的晶圆片,就放在一边另外处理。
2、晶圆切割成芯片后,100%的目检(VI/VC),操作者要使用放大30倍数的显微镜下进行目测。
3、接着使用全自动分类机根据不同的电压,波长,亮度的预测参数对芯片进行全自动化挑选、测试和分类。
4、最后对LED芯片进行检查(VC)和贴标签。芯片区域要在蓝膜的中心,蓝膜上最多有5000粒芯片,但必须保证每张蓝膜上芯片的数量不得少于1000粒,芯片类型、批号、数量和光电测量统计数据记录在标签上,附在蜡光纸的背面。蓝膜上的芯片将做最后的目检测试与第一次目检标准相同,确保芯片排列整齐和质量合格。这样就制成LED芯片(目前市场上统称方片)。
 
      在LED芯片制作过程中,把一些有缺陷的或者电极有磨损的芯片,分捡出来,这些就是后面的散晶,此时在蓝膜上有一些不符合正常出货要求的晶片,也就自然成了边片或毛片等。不良品的外延片(主要是有一些参数不符合要求),就不用来做方片,就直接做电极(P极,N极),也不做分检了,也就是目前市场上的LED大圆片(这里面也有好东西,如方片等)。